Warning: fopen(111data/log202010010157.log): failed to open stream: No space left on device in /home/pde321/public_html/header.php on line 107

Warning: flock() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 108

Warning: fclose() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 113
Plandrehkopf - Dokument DE69924764T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69924764T2 02.03.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001203627
Titel Plandrehkopf
Anmelder Swagelok Co., Solon, Ohio, US
Erfinder Richards, N, Charles, Aurora, US;
Fisher, K.,Jr, Ronald, Rootstown, US;
Kane, M., James, Twinsburg, US
Vertreter Müller-Boré & Partner, Patentanwälte, European Patent Attorneys, 81671 München
DE-Aktenzeichen 69924764
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.07.1999
EP-Aktenzeichen 011265857
EP-Offenlegungsdatum 08.05.2002
EP date of grant 13.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.03.2006
IPC-Hauptklasse B23B 5/16(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse B23B 25/02(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung zum Plandrehen von zylindrischen Werkstücken, wie Rohr- und Leitungsenden oder dgl., gerichtet. Genauer ist die Erfindung auf ein Plandrehkwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gerichtet.

Hintergrund der Erfindung

Metallrohre und -leitungen werden allgemein als Leitungen für Fluide, wie beispielsweise Gase und Flüssigkeiten, in einer großen Vielzahl bzw. Vielfalt von Anwendungen verwendet. Oft verlaufen diese Leitungen durch eine Fabrik bzw. ein Werk über große Distanzen. Rohre und Leitungen werden in einer Vielfalt von Längen und Größen hergestellt. Um die Leitungen in langen Strecken zusammenzubauen, kann eine Vielzahl von derartigen Leitungen gemeinsam Ende an Ende stumpf verschweißt werden. Die Leitungen können weiters mit verschiedenen Fluß- bzw. Strömungsteuer- bzw. -regelvorrichtungen, wie beispielsweise Ventilen, Massendurchflußmeßgeräten, Verteilern, Kniestücken usw., verschweißt werden. Das Rohr oder die Leitung wird typischerweise auf eine bestimmte Länge durch jegliche geeignete Mittel, wie beispielsweise ein Rohrschneidgerät oder selbst eine Metallsäge, geschnitten.

Ein geschnittenes Rohr- oder Leitungsende ist üblicherweise nicht in einem guten Zustand für ein unmittelbares Verschweißen. Das geschnittene Ende eines derartigen Werkstücks wird endbearbeitet oder "plangedreht", so daß das Ende eben ist und Späne, Grate und andere Anomalien entfernt sind. Dies stellt ein Rohr- oder Leitungsende zur Verfügung, welches dann leichter mit einem anderen Rohr- oder Leitungsende, einer Strömungsvorrichtung oder einer anderen Rohr/Leitungsende-Festlegung verschweißt werden kann.

Das geschnittene Ende wird unter Verwendung eines Plandrehwerkzeugs bzw. Plandrehkopfs vorbereitet. Im allgemeinen weisen Plandrehköpfe ein Schneidwerkzeug auf, welches durch einen Motor oder eine andere Antriebsvorrichtung gedreht wird. Das Schneidwerkzeug wird in Kontakt mit dem Ende des Werkstücks gebracht und schabt Material von dem geschnittenen Ende ab, um ein sauberes, ebenes bzw. rechtwinkeliges Ende auszubilden.

Bekannte Plandrehwerkzeuge weisen eine Vielzahl von Konstruktions- bzw. Designmerkmalen auf, welche ihre allgemeine bzw. gesamte Verwendbarkeit beschränken. Derartige Werkzeuge halten beispielsweise nicht adäquat bzw. ordnungsgemäß das Werkstück in Ruhe während eines Plandrehvorgangs. Wenn das Schneidwerkzeug mit einer hohen Drehzahl rotiert, kann eine Vibration des Schneidwerkzeugs selbst oder eine Bewegung und Vibration des Werkstücks die gesamte Qualität des endbearbeiteten Endes reduzieren, wodurch möglicherweise eine zusätzliche Planbearbeitung, ein manuelles Überarbeiten oder ein Verschrotten bzw. Ausmustern erforderlich wird.

Bekannte Plandrehwerkzeuge leiden weiter an Beschränkungen betreffend die Werkzeugdurchmesser, welche unter Verwendung einer bestimmten Werkzeugkonfiguration plangedreht bzw. bearbeitet werden können. Rohre und Leitungen werden beispielsweise oft in Größen verwendet, welche von 1/8 Zoll bis 2 Zoll Durchmesser in Schritten eines Viertel- oder Halbzolls oder weniger reichen. In einer typischen Werkstatt oder Baustelle kann ein Plandrehkopf an einer Vielfalt von derartigen Größen verwendet werden. Bekannte Werkzeuge erfordern eine wesentliche Neukonfiguration, wenn das Plandrehwerkzeug verwendet wird, um unterschiedlich bemessene Werkstücke planzudrehen. In einigen Fällen muß sowohl die Festlegung, welche das Werkstück hält, als auch das Schneidwerkzeug getauscht bzw. geändert werden, um die nächstes Werkstückgröße aufzunehmen. Dies erfordert weiters zusätzliche Teile für den Plandrehkopf, welche mit dem Werkzeug zu der Baustelle getragen werden müssen.

US 5,197,362 illustriert ein Rohr- und Endbearbeitungswerkzeug, welches eine Greifer-Werkstückhalterung und eine schwenkbare, untere Backe aufweist. Es verhindert nicht, daß Metallspäne zu dem Werkstück während eines Plandrehvorgangs abgelenkt werden.

DE 19 36 637, auf welche der Oberbegriff des Anspruchs 1 gestützt ist, offenbart ein Rohrabschrägungswerkzeug mit einer Tasche zur Aufnahme von Metallspänen. Dieses Werkzeug verhindert jedoch nicht, daß Späne zurück zu dem Werkstück abgelenkt werden.

Aus der DE-A-928 683 ist ein umlaufender Messerkopf mit radial ausgerichteten Messern bekannt, welche mit Führungsmitteln zum Entfernen von Spänen eines Werkstückes in radialer Richtung kombiniert sind. Die Führungsmittel bestehen aus einer Platte oder ähnlichem, mit welcher ein radial ausgerichteter Tunnel zum Führen der Späne ausgebildet wird.

Es ist daher ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Plandrehvorrichtung bzw. ein Plandrehwerkzeug zur Verfügung zu stellen, welche(s) wesentlich eine Werkstück- und Schneidwerkzeugvibration reduziert.

Dieses Ziel wird durch eine Plandrehvorrichtung bzw. ein Plandrehwerkzeug, welche(s) die in Anspruch 1 definierten Merkmale aufweist, erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Unteransprüchen definiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsformen werden im Detail in dieser Beschreibung beschrieben und in den beigeschlossenen Zeichnungen, welche einen Teil davon bilden, illustriert, und worin:

1 eine Aufrißansicht eines Plandrehwerkzeugs bzw. Plandrehkopfs in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;

2 eine Draufsicht auf das Plandrehwerkzeug der 1 ist;

3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der 2 ist;

4 eine Werkzeugendansicht des Plandrehwerkzeugs mit der Werkzeugspannvorrichtung bzw. -festlegung in einer offenen Position ist;

58 Seiten- und Endansichten einer Spannvorrichtungs-Rückhalteeinrichtung und Rastenanordnung sind;

9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 in 4 ist;

10 eine vereinfachte, isometrische Ansicht einer Werkzeugspindel ist, welche mit dem Plandrehwerkzeug der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

11 eine isometrische Ansicht eines Schneidwerkzeugs ist, welches für eine Verwendung mit der Erfindung geeignet ist;

12 eine Endansicht des Schneidwerkzeugs der 11 ist;

13 eine schematische Darstellung einer Ausrichtung des Schneidwerkzeugs mit dem Werkstück ist; und

14 eine Explosionsansicht einer alternativen Ausführungsform einer Spannvorrichtung bzw. Festlegungsvorrichtung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei die Darstellungen lediglich für die Zwecke einer Illustration von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und nicht für Zwecke einer Beschränkung derselben gedacht sind, illustriert 1 eine Ausführungsform der Erfindung für ein Plandrehwerkzeug bzw. einen Plandrehkopf 10, welches(r) eine Festlegung bzw. Spannvorrichtung 12, eine Schneidwerkzeuganordnung bzw. -baueinheit 14 und einen Schneidwerkzeug-Antriebsmechanismus 16 beinhaltet. Die Festlegung bzw. Spannvorrichtung 12 hält sicher ein Werkstück W (nicht gezeigt in 1), um ein Ende davon planzudrehen. Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hier unter Bezugnahme auf ein Plandrehen eines Rohrendes beschrieben sind, ist von einer derartigen Beschreibung beabsichtigt, daß sie beispielhaft im Hinblick auf Zwecke einer Erläuterung und Illustration ist. Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um eine Vielzahl bzw. Vielfalt von Werkstücken planzudrehen bzw. zu bearbeiten, beinhaltend Rohre bzw. Verrohrungen, Leitungen, Fittinge bzw. Anschlußstücke usw. Jedes hohle, zylindrische Werkstück kann unter Verwendung der vorliegenden Erfindung plangedreht werden, vorausgesetzt, daß eine ordnungsgemäße Festlegung verwendet wird, um das Werkstück W fluchtend bzw. ausgerichtet mit der Schneidwerkzeuganordnung 14 zu halten.

In dieser Ausführungsform beinhaltet die Schneidwerkzeuganordnung 14 eine Werkzeugspindel 18 (10) und ein Schneidwerkzeug 20. Das Schneidwerkzeug 20 (hier auch als ein Schneidwerkzeugeinsatz bezeichnet) ist sicher an der Spindel 18 in einer Weise befestigt, welche nachfolgend beschrieben ist, um eine Werkzeugvibration zu minimieren. Die Spindel 18 beinhaltet eine Vielzahl von Vertiefungen bzw. Ausnehmungen oder Taschen (102, 9) für ein Werkzeug 20, um zu erlauben, daß mehr als ein Werkzeugeinsatz 20 an der Spindel 18 an unterschiedlichen, radialen Positionen installiert wird. Dies erlaubt, daß dieselbe Spindel 18 für ein Plandrehen einer Vielzahl von Werkstückgrößen verwendet wird, wie dies nachfolgend beschrieben wird.

Der Antriebsmechanismus 16 ist konventionell im Design und beinhaltet einen Motorantrieb 22 und eine Spindelpositionssteuerung bzw. -regelung 24. Der Motor 22 kann jegliche geeignete Antriebsvorrichtung sein, welche eine Drehbewegung auf die Spindel 18 ausübt. In dieser Ausführungsform ist der Motorantrieb 22 in der Form eines Elektrowerkzeugmotors realisiert, wie beispielsweise Modell 1015, welches von Metabo erhältlich ist. Der Motorantrieb 22 kann mit einer variablen Drehzahlsteuerung, falls gewünscht, ausgerüstet sein.

Die Spindel 18 und die Spindelpositionssteuerung 24 sind in einem Hauptgehäuse 26 angeordnet. Wie am besten in 3 illustriert, ist die Spindel 18 axial in dem Gehäuse 26 abgestützt und beinhaltet eine Welle 28, welche durch ein Paar von Lagern 30a und 30b abgestützt bzw. getragen ist. Die Lager 30a, 30b sind an gegenüberliegenden Enden eines Spindelkragens 32 mit Hilfe von beispielsweise einer Preßpassung gefangen bzw. gehalten. Der Kragen bzw. Rand 32 ist entsprechend bemaßt, um frei innerhalb einer zentralen, axialen Gleitbohrung 34 zu gleiten, welche sich durch das Gehäuse 26 erstreckt. Die Spindel 18 kann derart frei mit einer hohen Drehzahl innerhalb des Kragens 32 rotieren, während sie zur selben Zeit axial durch eine translatorische oder gleitende Bewegung des Kragens 32 innerhalb der Bohrung 34 bewegbar ist.

An der äußeren Oberfläche des Kragens 32 ist ein Zahntrieb 36 montiert, welcher mit einem Ritzel bzw. Zahnrad 38 zusammenwirkt. Das Ritzel 38 ist in einem Zahnrad- bzw. Getriebegehäuse 40 angeordnet, welches an dem Hauptgehäuse 26 oder einem Teil davon festgelegt sein kann. Wie am besten in 2 illustriert, ist das Zahnrad 38 in dem Getriebegehäuse 40 an einem Ende 40a abgestützt bzw. getragen und ist an einem Steuer- bzw. Regelhandgriff 42 an einem entgegengesetzten Ende festgelegt. Der Handgriff 42 erstreckt sich quer von der Hauptanordnung bzw. -baueinheit und kann Greifer bzw. Griffe oder andere Mittel zum Sicherstellen einer einfachen, positiven, händischen Drehbewegung des Handgriffs 42 beinhalten. Eine Rückholfeder 44 ist zwischen dem Handgriff 42 und dem Gehäuse 26 gefangen bzw. gehalten. Die Feder 44 übt eine drehende Vorspannung bzw. Beaufschlagung auf den Handgriff 42 in einer Richtung aus, um die Spindel 18 von dem Werkstück W wegzuziehen. Derart befindet sich in Abwesenheit einer manuellen, entgegengesetzten Betätigung bzw. Überlagerung die Spindel 18 in einer zurückgezogenen Position. Es sollte festgehalten werden, daß, obwohl die bevorzugte Ausführungsform eine Verwendung einer manuellen Spindelpositionssteuerung 24 illustriert, eine mechanisierte bzw. automatische Positionssteuerung auch verwendet werden könnte.

Die Zahnstange bzw. der Zahntrieb 36 kann axial innerhalb eines Schlitzes 46 gleiten, welcher in dem Hauptgehäuse 26 ausgebildet ist. Der Schlitz 46 stellt einen ersten, axialen Bewegungs- bzw. Weganschlag 46a, wenn die Spindel 18 durch die Feder 44 zurückgezogen ist, und einen zweiten, axialen Bewegungsanschlag 46b zur Verfügung, um den Abstand zu begrenzen, um welchen sich die Spindel 18 zu dem Werkstück bewegen kann. Bei einer händischen Rotation des Handgriffs 42 treibt das Ritzel 38 die Zahnstange 36 an, um die Spindel 18 zu dem Werkstück zu verschieben bzw. zu verlagern (3). Wenn der Handgriff 42 freigegeben wird, holt die Feder 44 die Spindel 18 zu der zurückgezogenen Position zurück. In der bevorzugen Ausführungsform übersetzen vierundzwanzig (24) Grad einer Drehbewegung des Handgriffs 42 sich in ein Achtel (1/8) Zoll einer axialen Bewegung der Spindel 18 von der Nullposition. In dieser Ausführungsform entspricht die Nullposition einer Position der Zahnstange 36, welche um einen Abstand von dem ersten Anschlag 46a beabstandet ist. Der Handgriff 42 kann mit Markierungen 48 versehen sein, welche den Betätiger basierend auf der Rotation des Handgriffs 42 informieren, wie weit sich die Spindel 18 bewegt. In 3 befindet sich der Handgriff 42 in der freigegebenen Position und es wird festgestellt werden, daß die "Null"-Position 48a gegenüber der Ausrichtungsmarkierung 50 versetzt ist.

Vor einem Plandrehvorgang dreht der Betätiger den Handgriff 42, so daß die Nullmarkierung 48a mit der Ausrichtungsmarkierung 50 ausgerichtet ist bzw. fluchtet und der Betätiger hält diese Position. Ein Werkstückrohrende wird in die Festlegung bzw. Spannvorrichtung 12 eingeführt bzw. eingesetzt, bis das Rohrende das Schneidende der Spindel 18 ergreift. Das Werkstück wird dann in der Spannvorrichtung 18 geklemmt oder gesichert (wie dies hier beschrieben wird). Diese Nullpositionskalibrierung wird durchgeführt, ohne daß der Motorantrieb 22 läuft. Auf diese Weise weiß der Betätiger, daß, wenn der Handgriff 42 zu der Nullmarkierung 48a in Übereinstimmung mit der Referenz- bzw. Bezugsmarkierung 50 gedreht wird, sich das Schneidwerkzeug 20 an dem Werkstückende befindet. Jede weitere Rotation des Handgriffs 42 wird bewirken, daß das Schneidwerkzeug ein Entfernen von Material von dem Werkstück beginnt, und die Markierungen 48 können verwendet werden, um eine Steuerung bzw. Regelung zu unterstützen oder zu überwachen, wieviel Material entfernt wird.

Das Spindelwellen-Antriebsende 52 (10 und 3) ist eine beispielsweise sechseckige, aufzunehmende bzw. Vaterform, welche in ein erstes Ende einer Buchsenkopplung 54 eingesetzt ist. Das erste Ende der Kopplungshülse bzw. -buchse 54 ist eine abgestimmte bzw. zusammenpassende, sechseckige, aufnehmende bzw. Mutterform, welche der sechseckigen Vaterform des Spindelantriebsendes 52 entspricht. Das Spindelantriebsende 52 gleitet frei in die Buchsenkopplung 54 über wenigstens eine Länge, wenn dem maximalen Hub der Spindel 18 (wie er durch die Rotation des Handgriffs 42 geregelt wird) entspricht. Die Buchsenkopplung 54 ist an einem zweiten Ende davon an eine Antriebswelle 22a des Motorantriebs 22 gekoppelt und daran mit einer Einstellschraube 55 mit einer Messingspitze gesichert. Auf diese Weise wird die Spindel 18 zu einer Drehbewegung durch den Motor 22 angetrieben, während sie auch fähig ist, axial durch eine Rotation des Steuerhandgriffs 42 bewegt zu werden. Die Spindelwelle 52 rotiert mit der Buchse bzw. Hülse 54 aufgrund der aufeinander abgestimmten, aufzunehmenden und aufnehmenden, sechseckigen Formen und die Spindelwelle 28 kann auch axial innerhalb der Buchse 54 gleiten. Die Buchse 54 ist gegenüber einer axialen Bewegung durch ihre angeklemmte Verbindung an die Antriebswelle des Motors 22 gesichert bzw. festgelegt.

Unter Bezugnahme auf 4 wird die Spannvorrichtung bzw. Festlegung 12 verwendet, um sicher ein Werkstück während eines Plandrehvorgangs zu halten oder zu klemmen.

Eine Festlegung bzw. Spannvorrichtung ist vorgesehen, welche eine große Vielfalt von Werkstückgrößen mit minimalen Umrüstanforderungen aufnehmen kann, wenn Größen geändert werden. Die Spannvorrichtung 12 beinhaltet eine Rückhalteanordnung bzw. -baueinheit, welche starr bzw. fest die Spannvorrichtung gegenüber Vibration und einer anderen, unerwünschten, axialen und radialen Verschiebung während eines Plandrehvorgangs sichert. Auf diese Weise kann die Spannvorrichtung 12 sicher das Werkstück in ordnungsgemäßer Ausrichtung bzw. fluchtender Lage mit dem Schneidwerkzeug 20 halten und erlaubt einfache Größenänderungen.

In dieser Ausführungsform beinhaltet die Spannvorrichtung 12 ein erstes, festgelegtes Klemmen- bzw. Klammerglied 62, welches fest bzw. starr an dem Hauptgehäuse 26 montiert ist. Das Klemmenglied 62 ist an einer Montageplatte 66 (3) festgelegt oder integral bzw. gemeinsam mit dieser ausgebildet, welche an die Unterseite des Gehäuses 26 geschraubt oder anderweitig entsprechend festgelegt ist. Dies positioniert die Spannvorrichtung 12 im allgemeinen nahe dem Werkzeugende der Spindel 18 und ist in genauer bzw. senkrechter Ausrichtung damit.

Die Spannvorrichtung 12 beinhaltet weiters ein zweites Klammer- bzw. Klemmenglied 68, welches schwenkbar an dem ersten Klemmenglied 62, wie bei einem Scharniergelenk 70, festgelegt ist. Die gelenkige Verbindung des ersten und zweiten Klemmenglieds 62, 68 erlaubt, daß die zweite Klemme 68 frei zu einer offenen Position, wie dies in 4 illustriert ist, und einer geschlossenen Position verschwenkt wird, wie dies in 1 und 3 illustriert ist. Mit der Spannvorrichtung bzw. Festlegung 12 in der offenen Position kann ein Werkstück in dem unteren, festgelegten Klemmenglied 62 positioniert werden und dann wird das zweite Klemmenglied 68 über die Oberseite des Werkstücks verschwenkt und mit dem unteren Klemmenglied 62 verbunden. Eine durch einen Nocken betätigte Rast- bzw. Klinkenvorrichtung 72 wirkt mit einem Klinkenstift 73 zusammen und kann in einer konventionellen Weise verwendet werden, um die Glieder 62, 68 miteinander und um das Werkstück W zu klemmen. Die Klemmen 62, 68 wirken derart als eine Halteeinrichtung für das Werkstück W. Ein durch eine Feder belasteter Freigabestift bzw. -zapfen 75 kann verwendet werden, um ein Trennen der Klemmen 62, 68 weit genug zu unterstützen, um ein Werkstück zu entfernen oder einzusetzen, ohne vollständig die Halteeinrichtung in jedem Fall öffnen zu müssen. Mit oder ohne diesen Freigabestift 75 wird oftmals ein einfaches Lösen der Raste bzw. Klinke 72 eine ausreichende Trennung der Klemmen 62, 68 erlauben, um zu ermöglichen, daß ein Werkstück eingesetzt bzw. eingeführt und/oder aus der Festlegung entfernt wird.

14 illustriert eine alternative Ausführungsform für eine Montageanordnung der Klemmen 62, 68. In dieser Ausführungsform ist die obere Klemme 62 getrennt ausgebildet und an der Montageplatte 66 festgelegt. Die verstifteten Klemmen 62, 68 können derart als eine einzelne bzw. gemeinsame Einheit installiert und entfernt werden und Klemmgrößenänderungen bzw. -umrüstungen können durchgeführt werden, ohne die Montageplatte 66 entfernen zu müssen. Derart kann die Montageplatte 66 starr an dem Gehäuse 26 installiert oder erforderlichenfalls sogar einstückig bzw. gemeinsam damit ausgebildet sein. Die untere Klemme 62 wird an der Montageplatte 66 durch jegliche geeigneten Mittel, wie beispielsweise Bolzen bzw. Schrauben 67, festgelegt.

Um zu erlauben, daß die gleiche Festlegung bzw. Spannvorrichtung 12 eine Vielzahl von Werkstückdurchmessern aufnimmt, können das erste und zweite Klemmenglied 62, 68 mit Ring- bzw. Hülseneinsätzen 74a, b ausgestattet sein. Diese Ringe bzw. Hülsen können an ihren entsprechenden Klemmengliedern durch jegliche geeignete Mittel, wie beispielsweise Bolzen oder Schrauben 76, festgelegt werden. Die Hülsen bzw. Buchsen 74 können als ein Satz zur Verfügung gestellt werden, um zu erlauben, daß Werkstücke unterschiedlicher Größe in der Festlegung bzw. Spannvorrichtung 12 durch ein einfaches Austauschen von Hülsen gesichert werden können, welche unterschiedliche radiale Abmessungen aufweisen. Dies erlaubt, daß das Werkzeug 10 verwendet wird, um eine Vielzahl von Größen planzudrehen, ohne die Festlegung 12 von dem Werkzeug 10 zu entfernen. Alternativ können erforderlichenfalls die Buchsen einstückig bzw. gemeinsam in den Klemmengliedern 62, 68 für eine bestimmte Anwendung ausgebildet werden.

Obwohl die Schwenkverbindung zwischen den Klemmengliedern 62, 68 insbesondere für eine Flexibilität von Werkstückdimensionen bzw. -abmessungen nützlich ist, bildet sie eine Stelle einer möglichen Vibration und Bewegung des Werkstücks während eines Plandrehvorgangs. Obwohl das untere Klemmenglied 62 starr bzw. fest an dem Gehäuse 26 festgelegt ist und das obere Klemmenglied 68 starr mit dem unteren Klemmenglied 62 durch die Klinken- bzw. Rastvorrichtung 72 eingerastet ist, könnten bei Fehlen einer Einspannung die Hülsen vibrieren und sich aufgrund ihrer Erstreckungstypmontage an dem Boden des Gehäuses 26 bewegen.

Um eine derartige unerwünschte Bewegung der Festlegung 12 und des Werkstücks W zu vermeiden, beinhaltet das obere oder schwenkende Klemmenglied 68 eine Festlegungsraste 78. Die Raste bzw. Klinke 78 ist an einer rückwärtigen Oberfläche 80 des oberen Klemmenglieds 68 montiert oder integral bzw. einstückig damit. In der beschriebenen Ausführungsform ist die Raste 78 so positioniert, daß, wenn das obere Klemmenglied 68 geschlossen und mit der Rastvorrichtung 72 gesichert wird, die Raste 78 im allgemeinen nahe der Oberseite der gesamte Festlegung 12 positioniert ist (es wird erkannt werden, daß Positionsbezüge bzw. -hinweise hierin wie "Oberseite" und "Boden" lediglich für eine Vereinfachung einer Bezugnahme auf die illustrierten Ansichten sind, wobei zu verstehen ist, daß das Plandrehwerkzeug 10 in der Praxis in einer beliebigen Vielzahl von Positionen orientiert werden kann).

Unter Bezugnahme auf 58 ist eine Spannvorrichtungs-Rückhalteeinrichtung 82 in der Form einer gekrümmten bzw. gebogenen Platte starr an dem Hauptgehäuse 26, beispielsweise durch Bolzen 83 (2) oder andere geeignete Mittel, montiert. Die Rückhalteeinrichtung 82 erstreckt sich axial über das vordere Ende des Gehäuses 26. Eine Rückhalteeinrichtungsrille oder ein -schlitz 84 (7) ist an einem äußeren Umfangsrand der Rückhalteeinrichtung 82 vorgesehen. Diese Rückhalteeinrichtungsrille 84 ist mit zwei gebogenen, radialen Enden 84a, b ausgebildet, wobei sich der Radius des Bogens auf das Schwenkgelenk 70 bezieht. Die Festlegungsraste 78 ist mit komplementär gebogenen Oberflächen 90a und 90b ausgebildet, so daß die Raste 78 mit der Rückhalteeinrichtungsrille 84 übereinstimmt und in dieser ergriffen wird, wenn sich das obere Klemmenglied 68 in der geschlossenen und eingerasteten Position befindet (siehe 5 und 8). Die komplementären, gekrümmten bzw. gebogenen Oberflächen der Raste 78 und der Rille 84 erlauben, daß das obere Klemmenglied 68 frei zu der und von der geschlossenen Position rotiert bzw. gedreht wird. Die Toleranzen zwischen der Raste 78 und der Rille 84 sollten eng gehalten werden, so daß die Raste 78 an einer radialen Verschiebung während eines Plandrehvorgangs gehindert wird.

Wie am besten in 5 illustriert, beinhaltet die Festlegungsraste 78 einen Flansch 92, welcher an einer rückwärtigen Oberfläche 82a der Spannvorrichtungs-Rückhalteeinrichtung 82 anliegt, wenn sich das obere Klemmenglied 68 in seiner geschlossenen Position befindet. Der Flansch 92 verhindert derart oder eliminiert im wesentlichen eine axiale Verschiebung der Festlegung 12 weg von dem Schneidwerkzeug 20 während eines Plandrehvorgangs. Die Festlegung bzw. Spannvorrichtung 12 und das Werkstück W würden andernfalls dazu tendieren, sich axial weg von dem rotierenden Werkzeug 20 zu bewegen, wenn das Werkzeug 20 in Eingriff mit dem Werkstück gebracht wird. Die Festlegungsraste 78 und Rückhalteeinrichtung 82 wirken derart zusammen, um die Festlegung 12 und das Werkstück W gegenüber einer unerwünschten axialen und radialen Bewegung oder Vibration während eines Plandrehvorgangs zu schützen bzw. zu sichern, indem eine starre Festlegung des oberen Klemmenglieds 68 an dem Hauptgehäuse 26 zur Verfügung gestellt wird.

Die Spannvorrichtungs-Rückhalteeinrichtung 82 kann mit einem teilweisen Ausschnitt 94 versehen sein, um dem Betätiger zu erlauben, den Plandrehvorgang zu überwachen. Ein klares Schild 95 (welches strichliert in 2 gezeigt ist), welches beispielsweise aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material hergestellt ist, kann vorgesehen sein, um den Ausschnitt 94 abzudecken, um zu verhindern, daß Späne und Splitter durch den Ausschnitt 94 hindurchtreten.

Ein Drehbankgerüst 96 (1) kann erforderlichenfalls verwendet werden, um das Plandrehwerkzeug 10 in einer erhöhten Position abzustützen bzw. zu tragen.

Unter Bezugnahme auf 10 und 4 beinhaltet die Spindel 18 eine Endfläche bzw. -seite 100, welche dem Spindelantriebsende 52 axial gegenüberliegt. Die Spindelendfläche 100 weist vorzugsweise eine Vielzahl von Schneidwerkzeugaufnahmen, -vertiefungen bzw. -ausnehmungen oder -taschen 102 darin ausgebildet auf. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Spindel 18 mit vier Werkzeugtaschen 102 versehen, obwohl nur eine einzige für einen Plandrehvorgang erforderlich ist. Die Verwendung einer Vielzahl von Taschen 102 erlaubt, daß eine Anzahl von Schneidwerkzeugen 20 durch die Spindel 18 getragen wird, worin unterschiedliche der Schneidwerkzeuge 20 verwendet werden, um entsprechende Werkzeugdurchmesser zu bearbeiten bzw. planzudrehen. Alternativ kann ein einzelnes Schneidwerkzeug 20 einfach in der entsprechenden Tasche 102 für die Größe des zu bearbeitenden Werkstücks positioniert werden. Die Kombination der schwenkbaren Klemmenglieder 62, 68, der Hülsen 74 und der unterschiedlichen Positionen eines Schneidwerkzeugs 20 stellt eine wesentliche Flexibilität in dem Bereich von Größen von Werkstücken zur Verfügung, welche mit geringer oder keiner Neukonfiguration plangedreht werden können, welche von der Festlegung bzw. Spannvorrichtung 12 oder den Schneidwerkzeugen 20 gefordert wird. In der beschriebenen Ausführungsform erlaubt eine Verwendung von vier Werkzeugen 20 an der Spindel 18 mit einer einzigen Hülse 74 oder eine Anordnung von Klemmen 62, 68, daß das Plandrehwerkzeug 10 Werkzeugdurchmesser von 1/8 Zoll bis 2 Zoll plandreht, ohne die Festlegung bzw. Spannvorrichtung 12, Werkzeuge 20 oder die Spindel 18 in den meisten Fällen zu ändern.

Wie am besten in 10 illustriert, ist jede Schneidwerkzeugtasche 102 zur Verfügung gestellt, indem eine abgesetzte bzw. vertiefte, axial orientierte Taschenwand 104 in der Endfläche der Spindel 18 ausgebildet wird. Die axiale Wand 104 schließt quer an eine radial orientierte, zweite Taschenwand 106 an. In dem Zusammenhang der Taschen 102 sind die Ausdrücke "radiale Wand" und "axiale Wand" lediglich Bezugspunkte im Hinblick auf die Illustration der 10. Der Klarheit halber sind die Schneidwerkzeugeinsätze 20 in 10 weggelassen.

Unter Bezugnahme auf 9 ist ein Schneidwerkzeugeinsatz 20 so dimensioniert, um in eine Ecke 108 in einer Werkzeugtasche 102 zu passen. Ein mit einem Gewinde versehenes Loch 110 ist in der axialen Taschenwand 104 ausgebildet und ein entsprechendes Loch 112 erstreckt sich durch das Schneidwerkzeug 20. Das äußere Ende des Werkzeuglochs 112 ist mit einer Verjüngung 114 versehen. Um den Werkzeugeinsatz 20 starr und sicher in der Tasche 102 zu montieren, ist die Mittellinie des Werkzeuglochs 112 geringfügig gegenüber der Mittellinie des Taschenlochs 110 versetzt. In der Zeichnung ist diese Versetzung in einer übertriebenen Weise für die Klarheit und Einfachheit der Illustration als eine Versetzung "d" dargestellt. In der Praxis können beispielsweise die Löcher 110 und 112 um 0,0005 Zoll versetzt sein.

Ein mit einem Gewinde versehener, sicher verjüngender Bolzen 120 (nicht gezeigt für die Klarheit der Illustration) wird in und durch das Werkzeugloch 112 verschraubt. Damit der Bolzen 120 weiter in das Taschenloch 110 verschraubt wird, wird das Werkzeug 20 gegen die Taschenwand 106 beaufschlagt. Dieser Vorgang übt eine positive Last bzw. Belastung auf das Werkzeug 20 gegen die Wand 106 aus, um eine Vibration und Bewegung des Werkzeugs 20 während eines Plandrehvorgangs zu verhindern.

Unter Bezugnahme auf 11 beinhaltet jedes Schneidwerkzeug 20 einen Schneidklingenrand 122 mit einer gebogenen oder gekrümmten Oberfläche 124.

Das Werkzeug 20 ist vorzugsweise auf T15 Schnellauf-Werkzeugstahl beispielsweise mit einer Titannitridbeschichtung, hergestellt. Andere geeignete Werkzeugmaterialen können erforderlichenfalls verwendet werden. Die Oberfläche 124 stellt einen Ablenkweg für Metallspäne und Abfall zur Verfügung, um das entfernte Material weg von dem Werkstück W zu leiten. Die Schneidkante bzw. der Schneidrand 122 ist wie bei 126 zu der horizontalen Mittellinie des Werkstücks (oder der Klemmvorrichtung 62, 68) abgewinkelt. In dem illustrierten Beispiel beträgt dieser Winkel etwa 30° (siehe 13). Unter der Schneidkante 122 ist die Werkzeugoberfläche unter einem Anstell- bzw. Freiwinkel 128 (12) weggeschnitten. In der illustrierten Ausführungsform beträgt der Anstellwinkel etwa 2°. Der Winkel 126 gegenüber der Horizontalen der Schneidkante 122 verleiht dem Schneidwerkzeug 20 eine schleifende oder schabende Wirkung über das Rohrende, wenn das Werkzeug gedreht wird. Der Anstellwinkel 128 verhindert, daß die nichtschneidenden Oberflächen des Schneidwerkzeugs 20 gegen das geschnittene Rohrende reiben. Die Kombination der mit einem Radius versehenen bzw. gekrümmten Oberfläche 124 und des Schabewinkels 126 richtet die entfernten Materialen (Späne und Abfälle) zu dem Außendurchmesser des Werkstücks und weg von dem Rohrende.

Obwohl das Design bzw. die Konstruktion des Werkzeugs 20 effektiv ist, um Abfall weg von dem Werkstück zu richten bzw. zu leiten, können in einigen Fällen, beispielsweise wenn der Bearbeitungs- bzw. Plandrehbereich nicht gereinigt wurde oder wenn eine große Menge an Metall von dem Werkstück entfernt wird, Abfall und Späne dazu tendieren, zurück in den Werkstückzylinder gerichtet zu werden. Dies erfordert ein Reinigen bzw. Entfernen dieses Abfalls nach dem Plandrehen.

In Übereinstimmung mit der Erfindung ist ein Späneschild 130 vorgesehen. Ein einzelner Schild 130 ist in den Zeichnungen illustriert, obwohl zwei oder mehrere Schilde 130 erforderlichenfalls und soweit verfügbar basierend auf der Spindel- und Werkzeugkonfiguration verwendet werden könnten. In den illustrierten Ausführungsformen ist jeder Schild 130 zwei Schneidwerkzeugtaschen 102 zugeordnet.

Unter Bezugnahme auf 2 und 9 beinhaltet der Späneschild 130 eine vertikale Ablenkungsfläche bzw. -seite 132. Diese Ablenkungsfläche 132 ist geringfügig axial hinter dem Werkzeugschneiderand bzw. der Werkzeugschneidekante 122 und geringfügig radial beabstandet davon um einen Abstand positioniert, welcher groß genug ist, um Abfall und Spänen zu erlauben, daß sie von der Schneidkante 122 abfallen, hinter den Schild 130 passieren bzw. gelangen und der gekrümmten Oberfläche 124 folgen, wie dies durch den Richtungspfeil A repräsentiert ist. Der Schild 130 wird Späne und Abfall blockieren bzw. hindern, zurück zu dem Werkstück gerichtet zu werden, da die Ablenkungswand im wesentlichen die Werkzeugtasche 102 axial vor und zwischen dem Werkzeug 20 und dem Werkstück abdeckt. Ein Flansch 134 kann an dem Schild 130 vorgesehen sein, um den Schild an der Spindel 18 beispielsweise durch Bolzen 136 festzulegen. Der Flansch 134 kann einen Schlitz 138 für die Bolzen 136 aufweisen, um eine gewisse Einstellung der Position des Schilds 130 zu erlauben, um die Ablenkung von Material weg von dem Werkstück zu optimieren.

Eine alternative Montageanordnung für den Schild 130 ist in 10 illustriert. In dieser Alternative beinhaltet der Späneschild 130 nicht einen gebogenen Rand, sondern ist eher eine im wesentlichen planare bzw. ebene Vorrichtung. Ein Ausrichtungsloch wirkt mit einem Ausrichtungsstift bzw. -zapfen 130a zusammen und eine Schraube 130b wird verwendet, um den Schild 130 gegen eine abgesetzte bzw. vertiefte Abflachung 150 zu sichern, welche in der Spindel 18 ausgebildet ist. Zwei derartige Montageabflachungen sind in 10 illustriert.

Im Betrieb wird die Festlegung 12 geöffnet und ein Werkstück wird darin eingesetzt bzw. eingeführt. Die Festlegung 12 kann lose um das Werkstück geschlossen werden, um eine Einrichtung bzw. Einstellung der axialen Position des Werkstücks zu erlauben. Der Steuerhandgriff 42 wird zu der Nullposition gedreht und dort gehalten, während das Werkstück oder Rohrende gegen den Schneidwerkzeugrand 122 anliegt. Zu diesem Zeitpunkt kann der Betätiger auch eine ordnungsgemäße Ausrichtung zwischen dem Schneidwerkzeug 20 und der Werkzeugwand überprüfen. Das Werkstück wird dann fest in der Festlegung 12 durch ein Verriegeln der Rasten- bzw. Klinkenvorrichtung 72 geklemmt. Dies klemmt auch sicher die Verriegelungsrasten 78 in der Festlegungs-Rückhalteeinrichtung 82.

Der Antriebsmotor 22 wird dann eingeschaltet und der Steuerhandgriff 42 wird gedreht, um das Schneidwerkzeug 20 mit dem Werkstück in Eingriff zu bringen. Die Festlegungsraste 78 und die Rückhalteeinrichtung 82 reduzieren im wesentlichen oder eliminieren Vibrationen auf das Werkstück, um ein besseres, endbearbeitetes Rohrende zur Verfügung zu stellen. Der Späneschild 130 verhindert, daß Abfall in das Werkstück eintritt. Nachdem das Werkstück plangedreht ist, kann der Handgriff 42 gelöst bzw. freigegeben werden, so daß die Feder 44 die Spindel 18 zurückzieht. Die Festlegung 12 kann dann geöffnet und das Werkstück entnommen werden.

Wenn das nächste Werkstück unterschiedlich dimensioniert ist, kann der Betätiger die entsprechende Hülse 74 austauschen und kann das Schneidwerkzeug 20 in einer unterschiedlichen Werkzeugtasche 102 neu positionieren. Wo eine Vielzahl von Werkzeugen 20 an der Spindel 18 installiert ist, werden die Werkzeuge 20 schon mit der Endfläche der entsprechenden Werkstückgröße ausgerichtet sein, da die Festlegung 12 eine vorbestimmte Ausrichtung des Werkstücks zu dem Schneidwerkzeug hält bzw. beibehält.


Anspruch[de]
  1. Plandrehwerkzeug bzw. -vorrichtung (10) für zylindrische Körper, Rohre, Leitungen und dgl., wobei die Vorrichtung von der Art ist, daß sie eine Spindel (18) aufweist, die um eine Achse durch einen Spindelantrieb (22) gedreht ist; wobei die Spindel (18) eine radiale Endseite bzw. -fläche (100) benachbart einem Werkstück (W) während einer Plandrehtätigkeit aufweist; und ein Schneidwerkzeug (20), das an der radialen Endseite (100) für ein Plandrehen eines Werkstücks festgelegt ist; dadurch gekennzeichnet, daß ein allgemein ebener Spanschirm (130) vorgesehen ist; wobei der Schirm bzw. die Abschirmung (130) allgemein parallel zu der Endseite und gegenüberliegend zu dem Werkstück (W) während einer Plandrehtätigkeit festgelegt ist; und wobei der Schirm bzw. Schild (130) verhindert, daß Material, das von dem Werkstück (W) durch das Schneidwerkzeug entfernt ist, auf oder in das Werkstück (W) fällt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schirm benachbart dem Schneidwerkzeug angeordnet ist; wodurch das Schneidwerkzeug eine konturierte Seite bzw. Fläche aufweist, welche entferntes Material zu dem Schirm richtet.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schirm eine Wand beinhaltet, die zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück angeordnet ist, um entferntes Material von dem Werkstück zu blockieren bzw. abzuschirmen.
  4. Plandrehkopf [10] nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch:

    daß die Endseite [100] eine Werkzeugtasche [102] aufweist, die durch zwei Oberflächen [106, 104] ausgebildet ist, die in querverlaufenden Ebenen in bezug aufeinander liegen; wobei eine der zwei Oberflächen [106] sich radial in bezug auf die Achse erstreckt, wobei ein Schneidwerkzeug [20] an der Endseite in der Tasche mit einer positiven Last bzw. Belastung gegen jede der Oberflächen montiert bzw. festgelegt ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Schneidwerkzeug eine Bohrung dadurch aufweist; wobei die Endseite eine Gewindebohrung in einem Bereich der Tasche aufweist; wobei ein Gewindeglied drehbar bzw. einschraubbar in die Bohrung eingreift, um das Werkzeug an der Endseite festzulegen; wobei die Bohrungen in bezug aufeinander versetzt sind, um die Last auszubilden, wenn das Schneidwerkzeug mit dem Gewindeglied installiert ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Gewindeglied eine geneigte bzw. verjüngte Schraube umfaßt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, umfassend eine Mehrzahl von Taschen, wobei jede Tasche eine entsprechende radiale Position an der Endseite aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, umfassend eine entsprechende Mehrzahl von Schneidwerkzeugen, die jeweils in einer entsprechenden Tasche festgelegt sind.
Es folgen 9 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com