LIER, Andreas (Vor dem Härdle 12, Hilzingen, 78247, DE)
| Patente nsorüche 1. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) zum Bearbeiten eines rohrförmigen Körpers, insbesondere zum Bearbeiten des Endes eines Rohres, wobei die Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) folgendes aufweist: - eine Innenspanneinrichtung (8), welche geeignet zum Einführen in einen Endbereich (7') eines zu bearbeitenden Rohres (7) ausgebildet ist und mindestens drei Spannkeile (9) aufweist, welche radial zu einer axialen Längsachse (10) der Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) relativ zu dem zu bearbeitenden Rohr (7) bewegbar sind zum lösbaren Fixieren der Innenspanneinrichtung (8) am Endbereich (7') des zu bearbeitenden Rohres (7); und - eine Werkzeugaufnahmeeinrichtung (4) zum Aufnehmen von mindestens einem für eine Rohrbearbeitung vorgesehenen Werkzeug, wobei die Werkzeugaufnahmeeinrichtung (4) konzentrisch zu der axialen Längsachse (10) der Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) und um diese Längsachse (10) relativ zu der Innenspanneinrichtung (8) drehbar angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) ferner einen mit der Innenspanneinrichtung (8) in den Endbereich (70 des zu bearbeitenden Rohres (7) einführbaren Dichtkörper (50) aufweist zum räumlichen Unterteilen des zu bearbeitenden Rohres (7) in einen der Werkzeugaufnahmeeinrichtung (4) zugewandten Bereich (7.1) und einen der Werkzeugaufnahmeeinrichtung (4) abgewandten Bereich (7.2). 2. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Dichtkörper (50) ausgebildet ist, in seinem im Endbereich (7') des zu bearbeitenden Rohres (7) eingeführten Zustand formschlüssig an der Innenwand des zu bearbeitenden Rohres (7) anzuliegen. 3. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere nach Anspruch 2, wobei der Dichtkörper (50) mindestens ein als Bürstendichtung ausgebildetes Dichtelement (51) aufweist, welches in dem im Endbereich (7') des zu bearbeitenden Rohres (7) eingeführten Zustand des Dichtkörpers (50) einen Spalt (S) zwischen dem Dichtkörper (50) und der Innenwand des zu bearbeitenden Rohres (7) abdichtet. 4. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, wobei der Dichtkörper (50) mindestens ein als Lippendichtung ausgebildetes Dichtelement (51') aufweist, welches in dem im Endbereich (70 des zu bearbeitenden Rohres (7) eingeführten Zustand des Dichtkörpers (50) einen Spalt (S) zwischen dem Dichtkörper (50) und der Innenwand des zu bearbeitenden Rohres (7) abdichtet. 5. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, wobei der Dichtkörper (50) aus einem elastischem Werkstoff gebildet und unter Querschnittsverringerung elastisch deformierbar ist. 6. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, wobei der Dichtkörper (50) eine sich verjüngende, insbesondere konisch verjüngende Längsschnittgeometrie aufweist, wobei der verjüngte Endbereich des Dichtkörpers (50) in eine Richtung entgegengesetzt zur Werkzeugaufnahmeeinrichtung (4) zeigt. 7. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtkörper (50) mindestens eine sich parallel zur axialen Längsrichtung (10) der Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) erstreckende Führungsflache aufweist zum Führen des Dichtkörpers (50) entlang der Innenwand des Rohres (7) während des Einführvorgangs. 8. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenspaπneinrichtung (8) zwischen dem Dichtkörper (50) und der Werkzeugaufnahmeeinrichtung (4) angeordnet ist. 9. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, wobei die Innenspanneinrichtung (8)und der Dichtkörper (50) an einer in axialer Längsrichtung (10) relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinrichtung (4) bewegbaren Betätigungsstange (22) befestigt sind. 10. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spannkeile (9) durch Radialführungsflächen (13a) eines Radialfüh- rungskörpers (12) radial geführt sind und durch spitzwinkelig zur Längsachse (10) sich erstreckende Schrägführungsflächeπ (14a) eines Schrägführungs- körpers (16) schräg geführt sind, und wobei der Radialführungskörper (12) relativ zu dem Schrägführungskörper (16) axial zu der Längsachse (10) der Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) bewegbar ist, sodass die Spannkeile (9), parallel zueinander bleibend, ins Längsrichtung (10) und dabei gleichzeitig radial bewegt werden. 11. Rohrbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 10, wobei die Radialführungsflächen (13a) des Radialführungskörpers (12) und die Radialführungsflächen (13b) der Spannkeile (9) einander quer zur Radialrichtung hintergreifen, sodass die Spannkeile (9) am Radialführungskörper (12) in axialer Richtung gehalten werden. 12. Rohrbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 in Kombination mit Anspruch 9, wobei der Radialführungskörper (12) an der in axialer Längsrich- tung (10) relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinrichtung (4) bewegbaren Betätigungsstange (22) befestigt ist. 13. Rohrbearbeituπgsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei für jeden Spannkeil (9) die Schrägführungsfϊächen (14a) jeweils eine schwalbenschwanzförmige Schrägführung (15) bilden. |
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrbearbeitungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Demnach betriff die Erfindung eine Rohrbearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines rohrförmigen Körpers, insbesondere zum Bearbeiten des Endes eines Rohres, wobei die Rohrbearbeitungsvorrichtung eine Innenspanneinrichtung mit mindestens drei Spannkeilen zum lösbaren Fixieren der Innenspanneinrichtung an einem Endbereich eines zu bearbeitenden Rohres sowie eine Werkzeugaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen von mindestens einem für eine Rohrbearbeitung vorgesehenen Werkzeug aufweist. Die Werkzeugaufnahmeeinrichtung ist dabei konzentrisch zu der axialen Längsachse der Rohrbearbeitungsvorrichtung derart angeordnet, dass diese um die Längsachse relativ zu der Innenspanneinrichtung drehbar ist. Zum lösbaren Fixieren der Innenspanneinrichtung am Endbereich des zu bearbeitenden Rohres ist vorgesehen, dass die Spannkeile der Innenspanneinrichtung radial zu der axialen Längsachse der Rohrbearbeitungsvorrichtung relativ zu dem zu bearbeitenden Rohr bewegbar sind. Eine derartige Rohrbearbeitungsvorrichtung ist zumindest dem Prinzip nach bereits aus dem Stand der Technik bekannt Beispielsweise betrifft die Druckschrift EP 0 855 944 Bl eine transportable Vorrichtung für die spanabhebende Bearbeitung der Enden von rohrförmigen Werkstücken, wie zum Beispiel für die spanabhebende Bearbeitung eines Endbereiches eines Rohres.
Die aus diesem Stand der Technik bekannte Vorrichtung weist eine Werkzeugaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Werkzeugs sowie einen Motor und eine Getriebeanordnung zur Drehung der Werkzeugaufnahmeeinrichtung um eine axiale Längsachse der Rohrbearbeitungsvorrichtung auf. Das Werkzeug ist eine Schneid- platte zur Rohrendenbearbeitung, welche als Wendeplatte ausgebildet ist und zwei Aktivschneidkanten aufweist. Zur Halterung des mit der Rohrbearbeitungsvorrichtung zu bearbeitenden Rohres ist eine Innenspanneinrichtung vorgesehen, welche in den Endbereich des zu bearbeitenden Rohres eingeführt werden kann. Die Innenspanneinrichtung weißt drei Spannkeile auf, mit deren Hilfe das Rohr gehalten wird. Durch eine Drehbewegung einer mit den Spannkeilen in Wirkeingriff stehenden Spindel werden die drei Spannkeile im Inneren des Rohres radial nach Außen geklappt, bis sie mit dem Rohr in Kontakt kommen und diese somit fixieren.
Weiterhin ist beispielsweise aus der Druckschrift US 5,531,550 A eine Rohrbearbeitungsvorrichtung bekannt, welche eine Innenspanneinrichtung mit drei Spannkeilen aufweist. Die Spannkeile sind in einem an einer Betätigungsstange angeordneten Radialführungskörper in radialer Richtung geführt. Die Betätigungsstange einschließlich des Radiaiführungskörpers sind gegenüber einem Masten in Richtung einer dem Masten und der Betätigungsstange gemeinsamen axialen Längsachse bewegbar. Der Mast weißt drei sich unter einem spitzen Winkel zur Längsachse erstreckenden schrägen Flächen auf, auf welchen die Spannkeile in axialer Richtung gleitend bewegt werden können, so dass bei einer axialen Bewegung die Spannkeile gleichzeitig auch in radialer Richtung und somit in Richtung einer Innenwand eines zu spannenden Rohres bewegt werden.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten und vorstehend exemplarisch beschriebenen Rohrbearbeitungsvorrichtungen kommt in der Regel eine Innen- Spanneinrichtung zum Einsatz, bei welcher die Spannkeile mit Hilfe von Federn oder ähnlichen Bauteilen miteinander verbunden sind, wobei diese Federn auch dazu dienen, die Spannkeile in ihren radialen Führungen zu halten. Dabei besteht grundsätzlich die Gefahr, dass beispielsweise auf Grund eines Federbruches die Spannkeile nicht mehr in ihren radialen Führungen gehalten werden und somit aus ihren radialen Führungen heraus gleiten und im zu bearbeitenden Rohr verloren gehen. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Innenspanneinrichtung der Rohrbearbeitungsvorrichtung in einen oben liegenden Endbereich eines zu bearbeitenden Rohres eingeführt wird, infolgedessen bei einem Federbruch die aus den radialen Führungen herausgegleiteten Spannkeile aufgrund der Schwerkraft in das zu bearbeitende Rohr fallen.
Bei der Bearbeitung von Rohrenden einer bereits fertig gestellter Anlagen, wie beispielsweise eines Boilers oder einer chemischen Anlage, können in dem zu bearbeitenden Rohr verlorengegangene Fremdkörper häufig nur noch mit hohem Aufwand wieder entfernt werden, da derartige Anlagen in der Regel nicht bzw. nicht ohne Weiteres geöffnet werden können, um etwaige Fremdkörper zu entfernen.
Selbst bei einer Rohrbearbeitungsvorrichtung, bei welcher beispielsweise aufgrund einer konstruktiven Abänderung der Innenspanneinrichtung ein Herausfallen der Spannkeile wirksam verhindert werden kann, besteht grundsätzlich die Gefahr, dass Fremdkörper, wie beispielsweise die bei einer spanabhebenden Bearbeitung des Rohrendes anfallende Späne, in das zu bearbeitende Rohr fallen und nach der Bearbeitung des Rohrendes wieder entsprechend entfernt werden müssen.
Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rohrbearbeitungsvorrichtung der Eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass in einer (eicht zu realisierenden aber- dennoch effektiven Weise wirksam verhindert werden kann, dass bei der Bearbeitung des Rohres Fremdkörper in das Rohr fallen können.
Diese Aufgabe wird mit einer Rohrbearbeituπgsvorrichtung der Eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein mit der Innenspanneinrichtung in den Endbereich des zu bearbeitenden Rohres einführbarer Dichtkörper vorgesehen ist, um das zu bearbeitende Rohr in einen der Werkzeugaufnahmeeinrichtung zugewandten Bereich und einen der Werkzeugaufnahmeeinrichtung abgewandten Bereich räumlich zu unterteilen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Rohrbearbeitungsvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die mit der erfmdungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand: durch das Vorsehen eines Dichtkörpers, welcher zusammen mit der Innenspanneinrichtung in den Endbereich des zu bearbeitenden Rohres einführbar ist, kann vor Beginn der Bearbeitung eine räumliche Unterteilung des Rohres in einen ersten, der Werkzeugaufnahme zugewandten Bereich und einen zweiten der Werkzeugaufnahme abgewandten Bereich erzielt werden. Diese räumliche Unterteilung dient zum Abdichten des der Werkzeugaufnahmeeinrichtung abgewandten zweiten Bereiches gegenüber dem der Werkzeugaufnahmeeinrichtung zugewandten ersten Bereichs, so dass unbeabsichtigt keine Fremdkörper von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich gelangen können.
Da der mit dem in den Endbereich des Rohres eingeführten Dichtkörper ausgebildete zweite Bereich des Rohres von dem zu bearbeitenden Rohrende weiter entfernt ist als der erste Bereich des Rohres, kann somit wirkungsvoll verhindert werden, dass Fremdkörper, wie beispielsweise aufgrund eines Defekts der Innenspanneinrichtung gelöste Spannkeile oder aber auch die bei einer spanabhebenden Bearbeitung anfallenden Späne, in das zu bearbeitende Rohr fallen und in dem Rohr verloren gehen.
Nach der Bearbeitung des Rohres kann die Innenspanneinrichtung zusammen mit dem Dichtkörper aus dem Endbereich des Rohres herausgezogen werden, wobei beim Herausführen des Dichtkörpers gegebenenfalls in das Rohr gefallende Fremd ¬ körper wieder aus dem Rohr entfernt werden. Grundsätzlich ist es denkbar, dass im eingeführten Zustand der Dichtkörper zwischen der innerhalb des zu bearbeitenden Rohres angeordneten Innenspanneinrichtung und der außerhalb des Rohres angrenzend an das Rohrende vorgesehenen Werkzeugaufnahmeeinrichtung angeordnet ist, um wirkungsvoii verhindern zu können, dass beispielsweise bei einer spanabhebenden Bearbeitung die anfallenden Späne in dem Rohr verloren gehen. Besonders bevorzugt ist allerdings, den Dichtkörper nicht nur in Längsrichtung der Rohrbearbeitungsvorrichtung hinter der Werkzeugaufnahmeeinrichtung, sondern auch hinter der Innenspanneinrichtung vorzusehen. Dann nämlich befindet sich die Innenspaπneinrichtung mit den zur Innenspanneinrichtung gehörenden axial verschieblichen Spannkeile in dem mit dem Dichtkörper räumlich unterteilten ersten Bereich, wenn die in den Spanneinrichtung zusammen mit dem Dichtkörper in den Endbereich des zu bearbeitenden Rohres eingeführt ist. Somit können in dem der Werkzeugaufnahmeeinrichtung zugewandten ersten Bereich nicht nur die beispielsweise bei einer spanabhebenden Bearbeitung anfallenden Späne, sondern auch beispielsweise die aufgrund eines Defekts der Innenspanneinrichtung heraus fallenden Spannkeile aufgefangen und mühelos entfernt werden.
In einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Rohrbearbeitungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Innenspanneinrichtung und der Dichtkörper an einer in axialer Längsrichtung relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinrichtung bewegbaren Betätigungsstange befestigt sind. Hierbei handelt es sich um eine effektive aber dennoch leicht zu realisierende Möglichkeit, mit der ohne zusätzlichen Aufwand zusammen mit der Innenspanneinrichtung auch der Dichtkörper in den Endbereich des zu bearbeitenden Rohres eingeführt werden kann. Selbstverständlich ist es allerdings auch grundsätzlich denkbar, wenn der Dichtkörper unabhängig von der Innenspanneinrichtung in den Endbereich des zu bearbeitenden Rohres eingeführt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich nicht nur dadurch aus, dass durch das Vorsehen des Dichtkörpers wirksam verhindert werden kann, dass Fremdkörper in dem zu bearbeitenden Rohr fallen und verloren gehen. Insbesondere wenn die Innenspanneinrichtung zwischen dem Dichtkörper und der Werkzeugauf nahmeein- richtung angeordnet ist, so dass zum Verbinden der Rohrbearbeitungsvorrichtung mit dem zu bearbeitenden Rohr zunächst der Dichtkörper und anschließend die Innenspanneinrichtung in den Endbereich des Rohres eingeführt werden, kommt dem Dichtkörper eine zusätziiche Führungsfunktion zu, so dass das Einführen der Innenspanneinrichtung in den Endbereich des Rohres vereinfacht wird. Insbesondere kann wirkungsvoll verhindert werden, dass die einzelnen Bauteile der Innenspanneinrichtung, wie etwa die Spannkeile oder gegebenenfalls vorgesehene Federelemente zum Verbinden der Spannkeile, beim Einführen der Innenspanneinrichtung an der umlaufenden Kante des Endbereiches des zu bearbeitenden Rohres anstoBen und möglicherweise beschädigt werden.
Um wirkungsvoll verhindern zu können, dass gegebenenfalls Fremdkörper, welche beispielsweise bei oder zur Vorbereitung der Bearbeitung des Rohrendes in den Endbereich des Rohres fallen und verloren gehen, sollte der Dichtkörper vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass er in seinem im Endbereich des zu bearbeitenden Rohres eingeführten Zustand zumindest bereichsweise formschlüssig an der Innenwand des zu bearbeitenden Rohres anliegt. Auf diese Weise kann ein ungewollter Fremdkörperübergang von dem der Werkzeugaufnahmeeinrichtung zugewandten ersten Bereich in den der Werkzeugaufnahmeeinrichtung abgewandten zweiten Bereich verhindert bzw. zumindest begrenzt werden.
Hierbei rst es beispielsweise denkbar, wenn der Dichtkörper mindestens ein als Bürstendichtung ausgebildetes Dichtelement aufweist, welches in dem im Endbereich des zu bearbeitenden Rohres eingeführten Zustand des Dichtkörpers im Hinblick auf einen ungewollten Fremdkörperübergang einen Spalt zwischen dem Dichtkörper und der Innenwand des zu bearbeitenden Rohres abdichtet. Das Vorsehen einer derartigen Bürstendichtung hat nicht nur den Vorteil, dass in einer leicht zu realisierenden aber dennoch effektiven Weise ein Fremdkörperübergang von dem mit Hilfe des Dichtkörpers ausgebildeten ersten Bereich des zu bearbeitenden Rohres zu dem zweiten Bereich des zu bearbeitenden Rohres verhindert werden kann, sondern auch dass die Rohrbearbeitungsvorrichtung mit dem in dem Endbereich des zu bearbeitenden Rohres einführbaren Dichtkörper für die Bearbeitung von Rohrenden mit unterschiedlichen Querschnittsdurchmessern geeignet ist. Der Bürstenbesatz der Bürstendichtung sollte demnach vorzugsweise radial von dem Dichtkörper abstehen und eine Besatzdichte aufweisen, welche an die mittlere Korngröße der zu erwartenden Fremdkörper angepasst ist. Die sich in Axiairichtung erstreckende Länge der einzelnen Borsten der Bürstendichtung bestimmt dabei den Bereich, in welchem die Rohrbearbeitungsvorrichtung mit ein und demselben Dichtkörpers zur Bearbeitung der Enden von Rohren unterschiedlichen Querschnittsdurchmessern geeignet ist
Grundsätzlich ist es bevorzugt, wenn der Dichtkörper lösbar an der Rohrbearbeitungsvorrichtung befestigt ist, um ein gegebenenfalls erforderliches Austauschen des Dichtkörpers möglichst rasch vornehmen zu können. Beispielsweise ist es denkbar, den Dichtkörper an der Stirnseite einer in axialer Längsrichtung relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinrichtung bewegbaren Betätigungsstange zu befestigen, wobei hierzu eine am Ende der Betätigungsstange aufgeschraubte Mutter dient. Selbstverständlich kommen allerdings auch andere Möglichkeiten für die vorzugsweise lösbare Befestigung des Dichtkörpers an der Rohrbearbeitungsvorrichtung in Frage.
Alternativ oder zusätzlich zu der bereits diskutierten Ausführungsform des Dichtkör- pers> bei welchem mindestens ein als Bürstendichtung ausgebildetes Dichtelement vorgesehen ist, ist es ferner denkbar, wenn der Dichtkörper mindestens ein als Lippendichtung ausgebildetes Dichtelement aufweist, welches in dem im Endbereich des zu bearbeitenden Rohres eingeführten Zustand des Dichtkörpers einen Spalt zwischen dem Dichtkörper und der Innenwand des zu bearbeiteten Rohres abdichtet. Die durch das Vorsehen eines als Lippendichtung ausgebildeten Dichtelements erzielbaren Vorteile sind mit den Vorteile vergleichbar, die bei einem als Bürstendichtung ausgebildeten Dichtelement auftreten, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorherigen Ausführungen verwiesen wird.
In einer weiteren vorteilhaften Realisierung des Dichtkörpers ist es grundsätzlich denkbar, dass dieser aus einem elastischen Werkstoff gebildet und unter Querschnittsverringerung elastisch deformierbar ist. Demnach kommt beispielsweise als Material für den Dichtkörper ein elastisches Schaummaterial, wie etwa Polyurethan, in Frage. Je nach Anwendungsfall sollten allerdings der Dichtkörper und das gegebenenfalls zum Dichtkörper gehörende Dichtelement hitzebeständig sein, da sich bei der Bearbeitung des Rohres der Endbereich des Rohres entsprechend erwärmt. Geeignete hitzebeständige Dichtkörper sind aligemein aus dem Stand der Technik bekannt und werden hierin nicht näher beschrieben.
Wie bereits angedeutet, ist es bevorzugt, wenn der Dichtkörper vor der Innenspanneinrichtung angeordnet ist und somit bei der Befestigung der Rohrbearbeitungsvorrichtung an dem zu bearbeitenden Rohr als erster in den Endbereich des Rohres eingeführt wird. Um das Einführen des Dichtkörpers in den Rohr-Endbereich zu vereinfachen, ist es grundsätzlich denkbar, dass der Dichtkörper eine sich verjüngende, insbesondere konische Längsschnittgeometrie aufweist, wobei der verjüngte Endbereich des Dichtkörpers in eine Richtung entgegengesetzt zur Werkzeugauf- nahmerichtung zeigt. Demnach wird der Dichtkörper über seinen verjüngten Endbereich in das zu bearbeitende Rohr eingeführt, so dass eine Selbstjustierung stattfindet.
Ferner ist es bevorzugt, wenn der Dichtkörper mindestens eine sich parallel zur axialen Längsrichtung der Rohrbearbeitungsvorrichtung erstreckende Führungsfläche aufweist, mit Hilfe welcher der Dichtkörper während des Einführvorganges entlang der Innenwand des Rohres geführt wird. Hierbei handelt es sich um eine bevorzugte Weiterbildung, die das Befestigen der Rohrbearbeituπgsvorrichtung an dem zu bearbeitenden Rohr vereinfacht.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen anhand einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrbearbeitungsvorrichtung beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine teilgeschnitte Seitenansicht einer exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrbearbeitungsvorrichtung, wobei die Rohrbe- arbeitungsvorrichtung an dem Endbereich eines zu bearbeitenden Rohres befestigt ist;
Fig. 2 Teile der in Fig. 1 dargestellten exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrbearbeitungsvorrichtung zum Einsatz kommenden Innenspanneinrichtung;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Achse A-A der Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Achse B-B der Fig. 2;
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Achse C-C der Fig. 2, wobei der Übersichtlichkeit halber jedoch auf eine Darstellung von Spannkeilen abgesehen wurde;
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Achse D-D der Fig. 5; und
Fig. 7 einen Mast der Innenspanneinrichtung gemäß Fig. 2 in perspektivischer Darstellung.
In den beiliegenden Figuren ist eine exemplarische Ausfiihrungsform der erfindungsgemäßen Rohrbearbeitungsvorrichtung 1 dargestellt, welche ausweislich der Darstellung in Fig. 1 ein Gehäuse 2 und eine Handhabe 3 aufweist. In einer Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 ist ein in Fig. 1 nicht explizit dargestellter Werkzeugträger angeordnet bzw. aufgenommen, welcher dazu dient, ein Werkzeug beispielsweise in Form einer Schneidplatte (Wendeplatte) zu tragen. Die in Fig. 1 nicht gezeigte Schneidplatte dient beispielsweise dazu, das der Rohrbearbeitungsvorrichtung 1 bzw. dem Werkzeugträger zugewandte Ende eines Rohres 7 abzuschrägen, d. h. mit einer Fase zu versehen, und somit auf einen Schweißprozess vorzubereiten.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist selbstverständlich aber auch der Einsatz anderer Werkzeuge zur Bearbeitung von Rohrenden, wie beispielsweise Schleifwerkzeuge oder Werkzeuge zum Entgraten oder Plan-Bearbeiten, denkbar, insbesondere aber auch der Einsatz von Werkzeugen zur Bearbeitung des Rohres an seiner Innen- und/oder Außenseite, beispielsweise ein Gewindestahl zum Schneiden von Gewinden an der Rohraußen- und/oder Rohrinnenseite oder ein Drehstahl zum Abdrehen der Rohraußen- und/oder Rohrinnenseite.
Für die Aufnahme beispielsweise eines zweiten und eines dritten Werkzeugträgers, welche entweder die gleichen Werkzeuge oder aber auch andere Werkzeuge zur simultanen Ausführung mehrer Arbeitsgänge aufnehmen, können neben der Werkzeugträgeraufnahme 4a weitere Werkzeugträgeraufnahmen an der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 angeordnet sein. Die Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 zusammen mit dem Werkzeugträger und der von dem Werkzeugträger gehaltenen Schneidplatte ist konzentrisch zu einer axialen Längsachse 10 der Rohrbearbeitungsvorrichtung 1 angeordnet und um diese Längsachse 10 drehbar gelagert.
Zum sicheren Fixieren des Rohrs 7 vor bzw. während einer geplanten Bearbeitung weist die erfindungsgemäße Rohrbearbeitungsvorrichtung 1 eine Innenspannvorrichtung 8 mit drei Spannkeilen 9 auf, welche in das Rohr 7 eingeführt werden kann. Die drei Spannkeile 9 bestehen jeweils aus einer Metallplatte, deren Plattenebene sich jeweils in radialer und in axialer Richtung zur Längsachse 10 erstreckt.
Die Spannkeile 9 sind durch Radialführungsflächen 13a eines Radialführungskörpers 12 radial und durch spitzwinkelig zur Längsachse sich erstreckende Schrägführungs- flächen 14a eines Schrägführungskörpers 16 schräg geführt, wobei der Radialfüh- rungskörper 12 relativ zu dem Schrägführungskörper 16 axial zu der Längsachse 10 bewegbar ist, so dass die Spannkeile 9, parallel zueinander bleibend, in Längsrichtung und dabei gleichzeitig radial bewegt werden. Die Radialführungsflächen 13a des Radialführungskörpers 12 und Radialführungsflächen 13b der Spannkeile 9 hintergreifen einander quer zur Radialrichtung, so dass die Spannkeile 9 am Radial- führungskörper 12 in axialer Richtung gehalten werden. Die Schrägführungsflächen 14a des Schrägführungskörpers 16 und von ihnen geführte Schrägführungsflächen 14b der Spannkeile 9 hintergreifen einander quer zur Schrägrichtung, so dass die Spannkeile 9 am Schrägführungskörper 16 quer zur Schrägrichtung gehalten werden. Für jeden Spannkeil 9 bilden die Radialführungsflächen 13a, 13b jeweils eine T- förmige Radialführung 11 (vgl. z. B. Fig. 6). Jede T-förmige Radialführung 11 weist eine T-fόrmιge Führungsnut i9 in dem Radiaiführungskörper X2 und einen dazu passenden T-förmigen Führungskopf 17 an dem betreffenden Spannkeil 9 auf.
Für jeden Spannkeil 9 bilden weiterhin die Schrägführungsflächen 14a, 14b jeweils eine Schwalbenschwanz-förmige Schrägführung 15. Jede Schwalbenschwanz-förmige Schrägführung 15 weist eine Schwalbenschwanz-Führungsnut 20 in dem Schrägfüh- rungskörper 16 und einen dazu passenden Schwalbenschwanz-Führungskopf 18 an dem betreffenden Spannkeil 9 auf. Der Vorteil einer Auslegung der Schrägführung 15 als Schwalbenschwanz-Führung ist die geringe radiale Bauhöhe derselben, so dass die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrbearbeitungsvorrichtung 1 auch für Rohre 7 kleinen Durchmessers geeignet ist.
Sowohl die Radialführung 11 als auch die Schrägführung 15 weisen in der bevorzugten Ausführungsform hinterschnittene Führungsnuten 19, 20 und dazu korrespondierende Führungsköpfe 17, 18 auf. Alternativ zu einer Konstruktion, bei der die jeweiligen Führungsnuten 19, 20 dem Radiaiführungskörper 12 und dem Schrägfüh- rungskörper 16 und die korrespondierenden Führungsköpfe 17, 18 den Spannkeilen 9 zugeordnet sind, ist auch eine Konstruktion denkbar, bei der die jeweiligen Führungsnuten 19, 20 an den Spannkeilen 9 angeordnet sind, während der Radiaiführungskörper 12 und der Schrägführungskörper 16 die entsprechenden Führungsköpfe 17, 18 aufweisen. Auch beliebige andere Kombinationen (z. B. eine Anbringung des Führungskopfes 17 der Radialführung 11 und der Führungsnut 20 der Schrägführung 15 am Spannkeil 9 und der jeweils korrespondierenden Komponenten am Radiaiführungskörper 12 bzw. am Schrägführungskörper 16) sind denkbar. Neben einer T-förmigen Führung und einer Schwalbenschwanzführung kommen auch andere Führungen, wie z. B. Flachführungen, Prismenführungen oder zylindrische Führungen in Frage, wobei jede der genannten Führungen sowohl als Radialführung als auch als Schrägführung denkbar ist. Der Radialführungskörper 12 ist in der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform zylinderförmig ausgebildet und hat in seiner Mitte ein Durchgangsloch 21. Der Radialführungskörper 12 ist an einer in der axialen Längsrichtung, d. h. also in Richtung der Längsachse 10 bewegbar angeordneten Betätigungsstange 22 befestigt. Die Befestigung erfolgt in der bevorzugten Ausführungsform mittels einer Befestigungsvorrichtung in Form einer Mutter 23. Dazu weist die Betätigungsstange 22 ein Gewinde auf, welches an ihrem dem Rohr zugewandten Ende angeordnet ist. Selbstverständlich wäre auch jegliche andere Befestigung oder kraftschlüssige Anordnung, beispielsweise mittels eines Bolzens oder Splints, oder aber auch mittels einer Presspassung denkbar.
Das Durchgangsloch 21 des Radialführungskörpers 12 weist an seinem der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 abgewandten Ende einen (sich entlang der Längsachse 10 erstreckenden) Abschnitt mit einer unrunden Querschnittsform auf. Die Betätigungsstange 22 weist einen dazu korrespondierenden Abschnitt auf, der eine unrunde Querschnittsform passender Größe aufweist. Durch diese Konstruktion wird erreicht, dass der Radialführungskörper 12 drehfest an der Betätigungsstaπge 22 angeordnet ist, d. h. dass sich der Radialführungskörper 12 relativ zur Betätigungsstange 22 nicht drehen kann. Der unrunde Querschnitt ist in der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform als am Umfangsmantel abgeflachter Abschnitt der Betätigungsstange 22 ausgebildet. Der Radialführungskörper 12 weist eine dazu korrespondierende Ausgestaltung auf. Ferner sorgt ein Absatz, welcher an der Betätigungsstange 22 und korrespondierend hierzu am Radialführungskörper 12 ausgebildet ist dafür, dass der Radialführungskörper 12 in Längsrichtung ortsfest auf der Betätigungsstange 22 fixiert ist.
Der Schrägführungskörper 16 ist in der beschriebenen Ausführungsform integral mit einem hohlen Mast 24 ausgebildet. Alternativ könnte der Schrägführungskörper 16 auch als eigenständiges Element an dem Mast 24 angeordnet, insbesondere befestigt sein (beispielsweise durch ein am Mast 24 ausgebildetes Außengewinde, welches zu einem am Schrägführungskörper 16 ausgebildeten Innengewinde korrespondiert oder aber auch durch eine Verklebung, Verlötung, Verschweißung oder beispielsweise auch durch eine Madenschraube). Der Mast 24 ist bezüglich der axialen Längsachse 10 beweglich zu der Werkzeugauf- nahmeeinrichtung 4 (sowie zum Gehäuse 2) angeordnet. Die Betätigungsstange 22 ist in dem Mast 24 relativ zu diesem sowie ebenfalls relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 entlang der axialen Längsachse 10 beweglich bzw. verschieblich angeordnet. Damit kann einerseits die Betätigungsstange 22 axial relativ zum Mast 24 bewegt werden und andererseits kann der Mast 24 in der axialen Längsrichtung gegenüber der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 bzw. gegenüber dem Werkzeugträger bewegt werden.
Die Relativbeweglichkeit zwischen Mast 24 und Betätigungsstange 22 sorgt dafür, dass die Spannkeile 9, welche in dem an der Betätigungsstange 22 befestigten Radialführungskörper 12 radial geführt sind, entlang der am Mast 24 angeordneten und dem Schrägführungskörper 16 zuzuordnenden Schrägführυngsflächen 14a axial bewegt werden können. Dies führt dazu, dass bei einer Relativbewegung der Betätigungsstange 22 gegenüber dem Mast 24 entlang der axialen Längsachse 10 aus dem Rohr 7 heraus, die Spannkeile 9 radial nach außen verschoben werden und sich der Innenwand des Rohres 7 annähern. Bei einer Relativbewegung in die entgegengesetzte Richtung bewegen sich die Spannkeile 9 von der Innenwand des Rohres 7 weg.
Eine Spannung bzw. Fixierung des Rohres 7 vor der geplanten Bearbeitung wird demnach dadurch realisiert, dass die Betätigungsstange 22 solange entlang der axialen Längsachse 10 in eine Richtung von den Spannkeilen 9 zu dem Gehäuse 2 hin bewegt wird (der Mast 24 verbleibt hierbei ortsfest), bis die Spannkeile 9 an der Innenseite des Rohrs 7 anliegen und dieses fest in seiner Position halten. Danach wird die Betätigungsstange 22 in ihrer Position mittels einer Handhabe fixiert.
Neben der vorstehend beispielhaft beschriebenen manuellen Bedienung bzw. Betätigung der Spannkeile 9 ist selbstverständlich auch eine anderweitige Betätigung der Spannkeile 9 bzw. der Betätigungsstange 22 mittels einer elektrischen (elektromotorischen), hydraulischen oder auch pneumatischen Betätigungs- und/oder Arretiervorrichtung denkbar. Es sind auch sämtliche Kombinationen der Bedienungsweisen denkbar, so dass beispielsweise eine Betätigung der Betätigungsstange 22 pneumatisch erfolgen kann, während die Fixierung manuell oder elektrisch erfolgt. Beispielsweise wäre auch eine hydraulische Betätigung der Betätigungsstange 22 bei einer pneumatischen Fixierung deren Position denkbar.
Nachdem das Rohr 7 fixiert ist, kann mit der Bearbeitung desselben begonnen werden. Die Relativbeweglichkeit zwischen der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 (einschließlich Gehäuse 2 und Handhabe 3) und dem Mast 24 stellt dabei sicher, dass die Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 mitsamt dem Werkzeugträger und der Schneidplatte entlang der axialen Längsachse 10 gegenüber dem Rohr 7 bewegbar ist und somit ein Vorschub des Werkzeugs in Richtung des Rohres 7 bzw. in das Rohr 7 hinein sowie eine entgegengesetzte Bewegung möglich sind. Zur Bearbeitung wird die Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 mittels eines im Gehäuse 2 befindlichen (nicht dargestellten) Elektromotors, welcher im Bereich der Handhabe 3 platziert ist, über ein ebenfalls nicht dargestelltes Getriebe relativ zum Rohr 7 sowie zum Gehäuse 2 in Rotation versetzt, sodass die Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 samt Werkzeugträger 5 und Schneidplatte 6 um die axiale Längsachse 10 rotiert.
Der nötige Werkzeugvorschub wird über eine Vorschubeinrichtung erzielt, welche das Gehäuse 2 samt Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 mit Werkzeugträger und Schneidplatte entlang der axialen Längsachse 10 zum Rohr 7 hin bewegt bzw. vorschiebt.
Die Vorschubüberwurfhülse weist ein Innengewinde auf, welches mit einem korrespondierenden, am Mast 24 angebrachten AuBengewinde in Eingriff steht. Das Außengewinde am Mast 24 erstreckt sich dabei von einem Gewindeeinstich 36 bis zum Ende 37 des Masten 24 (vgl. hierzu z. B. Fig. 7, aus welcher der Gewindeeinstich 36 ersichtlich ist; das Gewinde selbst ist aus dieser Figur nicht ersichtlich). Durch eine Drehbewegung (Rechtsdrehung) der Vorschubüberwurfhülse wird das Gehäuse 2 mit der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4, dem Werkzeugträger 5 und der Schneidplatte am Mast 24 entlang in Richtung des Rohres 7 vorgeschoben. Um die Drehbarkeit der Vorschubüberwurfhülse gegenüber dem Gehäuse 2 sicher zu stellen, läuft diese auf zwischen dem Gehäuse 2 und der Vorschubüberwurfhülse (in jeweils hierfür in der Vorschubüberwurfhülse und im Gehäuse 2 vorgesehenen Aussparungen) angeordneten Kugeln 38. Um ein Verdrehen des Masts 24 im Gehäuse zu verhindern, weist dieser (vgl. hierzu Rg. 7) eine sich entlang der axialen Längsachse 10 erstreckende Passnut 39 auf. Die Verdrehsicherung wird dabei mitteis einer mit einer Passfeder (nicht dargestellt) in Wirkeingriff stehenden Madenschraube erreicht. Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Vorschubeinrichtung sind sämtliche andere Vorschubvorrichtungen beispielsweise auf pneumatischer, hydraulischer oder aber auch elektromotorischer Basis
Wie es der Darstellung in Fig. 1 entnommen werden kann, ist an dem vorderen Ende der Rohrbearbeitungsvorrichtung ein Dichtkörper 50 mit einem als Bürstendichtung ausgebildeten Dichtelement 51 vorgesehen. Im Einzelnen ist der Dichtkörper 50 mit der in axialer Längsrichtung 10 relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 bewegbaren Betätigungsstange 22 lösbar befestigt. Hierzu kommt eine in Fig. l nur schematisch dargestellte Mutter bzw. Schraube 23 zum Einsatz, welche auf den vorderen Endbereich der Betätigungsstange 22 aufgeschraubt ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Dichtkörper 50 zusammen mit dem als Bürstendichtung ausgebildeten Dichtetement 51 derart ausgeführt, dass der Dichtkörper 50 in seinem im Endbereich 7' des zu bearbeitenden Rohres 7 eingeführten Zustand form schlüssig an der Innenwand des zu bearbeitenden Rohres 7 anliegt. Auf diese Weise wird das zu bearbeitende Rohr 7 in einen der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 zugewandten ersten Bereich 7.1 und einen der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 abgewandten zweiten Bereich 7.2 unterteilt.
Bei der exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrbearbeitungsvorrichtung, wie sie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, ist vorgesehen, dass zusammen mit dem Dichtkörper 50 auch die Innenspanneinrichtung 8 and der in axialer Längsrichtung 10 relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 bewegbaren Betätigungsstange 22 befestigt ist. Im Einzelnen ist dabei die Innenspanneinrichtung 8 zwischen dem Dichtkörper 50 und der Werkzeugaufnahmeeinrichtung 4 angeordnet und liegt somit in dem mit dem Dichtkörper 50 unterteilten ersten Bereich 7.1. Die bei der Bearbeitung insbesondere bei einer spanabhebenden Bearbeitung, anfallenden Späne, welche in das Rohr 7 hineinfallen, werden aufgrund des Vorsehens des Dichtkörpers, welcher bei der exemplarischen Ausführungsform mit einem als Bürstendichtung ausgebildeten Dichtelement 51 versehen ist, blockiert, in den hinteren Bereich des zu bearbeitenden Rohres (zweiter Bereich 7.2) einzudringen und gegebenenfalls verloren zu gehen. Hierzu ist es bevorzugt, wenn das als Bürstendichtung ausgebildete Dichtelement 51 in dem im Endbereich 7' des zu bearbeitenden Rohres 7 eingeführten Zustand des Dichtkörpers 50 einen Spalt S zwischen den Dichtkörper 50 und der Innenwand des zu bearbeitenden Rohres 7 abdichtet.
Die Erfindung ist nicht auf das unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zuvor beschriebene exemplarische Ausführungsform der Rohrbearbeitungsvorrichtung 1 beschränkt. Vielmehr sind sämtliche in den Anmeldeunterlagen offenbarten Merkmale einzeln oder in Kombination bei der Rohrbearbeitungsvorrichtung realisierbar.
Insbesondere ist denkbar, wenn der Dichtkörper 50 zusätzlich oder alternativ zu dem als Büstendichtung ausgebildeten Dichtelement 51 ein als Lippendichtung ausgebildetes Dichtelement 51' aufweist, welches in dem im Endbereich T des zu bearbeitenden Rohres 7 eingeführten Zustand des Dichtkörpers 50 den Spalt S zwischen dem Dichtkörper 50 und der Innenwand des zu bearbeitenden Rohres 7 abdeckt.
Gleichwohl ist es denkbar, den Dichtkörper 50 aus einem elastischen Werkstoff zu bilden, welcher unter Querschnittsverringerung elastisch deformierbar ist, sodass sichergestellt werden kann, einerseits dass sich der Dichtkörper mühelos dem Endbereich des zu bearbeitenden Rohres einführen lässt, und andererseits dass der Dichtkörper in seinem im Endbereich T des zu bearbeitenden Rohres 7 eingeführten Zustand formschlüssig an der Innenwand des zu bearbeitenden Rohres anliegt und einen Fremdkörperübergang zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich verhindert.
Andererseits ist es denkbar, den Dichtkörper 50 auch ohne Dichtelemeπte, beispielsweise in Gestalt einer Bürstendichtung oder einer Lippendichtung auszuführen. Insbesondere hierbei ist es bevorzugt, wenn der Dichtkörper 50 eine sich verjüngende, insbesondere konisch zulaufende Längsschnittgeometrie aufweist, bei welcher der verjüngte Endbereich des Dichtkörpers 50 von der Werkzeugeinrichtung 4 wegzeigt. Durch diese sich verjüngende Formgebung des Dichtkörpers weist dieser eine Eigenzentrierfunktion auf, was das Einführen des Dichtkörpers in den Endbereich des zu bearbeitenden Rohres vereinfacht.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es ferner denkbar, wenn der Dichtkörper 50 mindestens eine sich parallel zur axialen Längsrichtung 10 der Rohrbearbeitungsvorrichtung 1 erstreckende Führungsfläche aufweist, um dem Dichtkörper 50 entlang der Innenwand des Rohres 7 während des Einführvorgangs führen zu lassen.