DE2832398C2 - Vorrichtung zum Ausrichten von Rohren mit einer Längsschweißnaht - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von Rohren mit einer Längsschweißnaht vor deren Biegen oder Einlegen in eine Rohrbiegemaschine, wobei das Rohr auf durch einen Elektromotor angetriebenen Rollen aufliegt und von oben durch eine unter Druck anliegende Rolle abgestützt und eine die Lage der Schweißnaht abtastende Einrichtung vorhanden ist, die bei der Ankunft der Längsschweißnaht in den Wirkungsbereich der Tasteinrichtung die Rotation des Rohres stillsetzt.

Viele Rohre werden in der Weise hergestellt, daß ein rechteckiger Streifen zu einem Rohr gerollt und dann die längsverlaufenden Kanten miteinander verschweißt werden. Da die Längsschweißnaht einen Überstand hat, ist es in vielen Fällen üblich, die außenliegende Schweißnaht planeben zur gewölbten Außenfläche des Rohres abzuschleifen.

Sofern Rohre mit einer Längsschweißnaht in einer Biegemaschine gebogen werden, dann ergeben sich abhängig von der Lage der Längsschweißnaht zur Biegeschablone, so beispielsweise abhängig davon, ob die Schweißnaht an der zur Biegeschablone gerichteten Seite des Rohres oder an der von der Biegeschablone weggerichteten Seite des Rohres oder im oberen Bereich des Rohres oder im unteren Bereich des Rohres vorhanden ist, unterschiedliche Biegungen, weil die Schweißnaht andere physikalische Eigenschaften als der Rohrwerkstoff hat. Da eine Schweißnaht in der Regel eine Verdickung im Rohr darstellt, braucht die Biegung dieser Verdickung andere Kräfte als der übrige Rohrquerschnitt Auch hat der Werkstoff der Schweißnaht andere Rückfederungseigenschaften als der das eigentliche Rohr bildende metallische Werkstoff.

Um beim Biegen von Rohren mit einer Längsschweißnaht einheitliche Biegungen zu erhalten, ist es wünschenswert, beim Biegen von Rohren der vorgenannten Art die Längsschweißnaht in der Biegemaschine stets an gleicher Stelle in bezug auf die Biegeschablone anzuordnen. Ein Ausrichten der Rohre von Hand ist insbesondere bei ansonsten automatisch arbeitenden Rohrbiegemaschinen zeitraubend und auch gefährlich. Da weiterhin, insbesondere bei außen abgeschliffenen Schweißnähten, die Lage der Schweißnaht vielfach nicht zu erkennen ist, ist das Abtasten der Schweißnaht von Hand und das manuelle Ausrichten mit vielen Fehlerquellen verbunden.

Es wurden auch bereits Versuche unternommen, mechanisch wirkende Abtaster, auch als Nahtdetektor bezeichnet, zu verwenden. In der DE-OS 25 07 573 ist zu solchen mechanischen Nahtdetektoren angegeben, daß diese den Nahtbereich nicht mit großer Genauigkeit finden würden und infolge der Vibration und der Verformung des geschweißten Rohres fehlerhaft arbeiten würden. Auch könne das Auffinden nicht so schnell erfolgen. Sofern das geschweißte Rohr mit großer Geschwindigkeit gedreht und dann in der entsprechenden Lage gestoppt würde, würde das Rohr zufolge seines Trägheitsmomentes noch um ein großes Stück über die gewünschte Stellung hinaus eilen. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird nach der vorgenannten DE-OS 25 07 573 die Lehre gegeben, die mechanische Abtastung aufzugeben und bei einer Vorrichtung zum Ausrichten von Rohren mit einer Längsschweißnaht vor dessen Weiterverarbeitung, wobei das Rohr auf durch einen Elektromotor angetriebenen Rollen aufliegt und von oben durch eine unter Druck anliegende Rolle abgestützt und eine die Lage der Schweißnaht abtastende Einrichtung vorhanden ist, die bei der Ankunft der Längsschweißnaht in den Wirkungsbereich der Tasteinrichtung die Rotation des Rohres stillsetzt, als Tasteinrichtung zwei elektromagnetisch arbeitende bzw. ansprechende Scheinwiderstandsdetektoren zu wählen und somit eine elektrische Prüfung vorzunehmen.

Nach der DE-PS 3 04 063 ist zur Dickenmessung ein doppelarmiges Meßgerät mit einer MaSskala bekannt In der Zeitschrift »Feingerätetechnik«, Heft 12, 1976, Seiten 561 bis 563, ist eine elektronische Blechdickenmeß- und Auswerteinrichtung beschrieben, die aus drei Baugruppen besteht:

a) der Rollenanordnung, die direkt an die Getriebeplatte der Querschneideanlage montiert ist,

b) dem induktiven Feinzeiger, der mechanische Dickenänderungen in Gleichspannungsänderungen umwandelt,

c) dem elektronischen Verarbeitungsgerät, das die Spannung auswertet und den Ablauf der Anlage steuert.

Dabei werden mechanische Dickenänderungen in Gleichspannungsänderungen umgewandelt, diese Spannungen ausgewertet und zur Steuerung der Anlage genutzt.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, zum Abtasten und Ausrichten von Rohren mit einer

Längsschweißnaht vor oder nach dam Einlegen in eine Rohrbiegemaschine eine mechanische Vorrichtung zu schaffen, die schnell und sicher wirksam ist, so daß sie bei voll automatisch arbeitenden Rohrbiegemaschinen anwendbar ist

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst

Durch die erfindungsgemäße Losung wird eine schnelle und sehr sicher wirkende Abtastung und Steuerung erreicht, weil eine Tastrolle innen und eine Tastrolle außen liegen. Dies hat den Vorteil, daß eine nach innen, aber auch nach außen vorstehende oder eine nach innen und außen vorstehende Schweißnaht erfaßt werden kann. Erschütterungen des Rohres haben keinen Einfluß, weil die beiden kurzen Schenkel der Zange diesen Bewegungen nachfolgen können. Gemessen wird die Differenz in der öffnungsweite der Zange. Zugleich erfolgt durch den Hebelarm eine große Übersetzung d-sser Differenz der öffnungsweite, auf die der Weggeber zwischen den langen Hebele^den ansprechen kann. Weiterhin ist die Zange durch eine Kolben-Zylinder-Einheit mit ihren vorderseitigen Tastrollen leicht zu öffnen, aber auch mit einem vorgegebenen einstellbaren Druck an die Rohrwandung anzulegen. Zufolge der beim Rohrbiegen anzustrebenden hohen Taktzahl mit der Maßgabe, daß zwischen dem Biegen eines Rohres und dem Biegen des nachfolgenden Rohres nur geringe Zeiten vorhanden sind, ist auch die Rohrbeschickung robust ausgebildet, so daß vielfache Erschütterungen auftreten. Diese haben auf die erfindungsgemäße Lösung keinen Einfluß.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß an den Schenkeln des doppelarmigen Hebels im Bereich zwischen dessen Drehachsen und dem Weggeber eine Rundgummifeder anliegt.

Weiterhin ist die Tastvorrichtung an einem Schlitten gelagert und in Axialerstreckung des auszurichtenden Rohres hin- und herbewegbar.

Die erfindungsgemäße Lösung ist auch vorteilhaft anwendbar in der Weise, daß das Rohr bezüglich seiner Längsschweißnaht vor dem Einlegen in die Rohrbiegemaschine genau ausgerichtet ist. Dann wird das genau ausgerichtete Rohr von einem Greifer oder dergleichen Übergabevorrichtung erfaßt und in die Biegemaschine eingelegt. Dieses Erfassen eines Rohres mit ausgerichteter Längsschweißnaht und exaktem Einlegen in die Rohrbiegemaschine läßt ebenfalls zu, daß in der Biegemaschine die bezüglich der Längsschweißnaht genaue und bei nacheinanderfolgenden Rohren stets einheitliche Ausrichtung vorhanden ist.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Ausschnitt einer Biegemaschine mit Biegeschablone, Spannbacke und zu biegendem Rohr,

Fig.2 in perspektivischer und im wesentlichen schematischer Darstellung eine Biegemaschine mit Rohrzubringer,

F i g. 3 die Vorrichtung zum Drehen des Rohres und die Tasteinrichtung,

F i g. 4 die Darstellung nach F i g. 3 in der Ansicht von oben,

F i g. 5 die Abtasteinrichtung in Seitenansicht,

F i g. 6 die Vorrichtung zum Drehen und Niederhalten des Rohres in Stirnansicht,

F i g. 7 den oberen Teil der Darstellung nach F i g. 7 in einer um 90° versetzten Ansicht.

Fig. 1 zeigt einen Biegetisch 10 mit einer Biegeschablone 11 und einer Spannbarke 12. Ein Rohr 13 besteht aus einem zu einem Rohr geformten Streifen, dessen Längskanten durch eine Längsschweißung 14 miteinander verbunden sind. Es ist Aufgabe der Erfindung, die Längsschweißnaht 14 am Rohr 13 in einer stets gleichen Ausgangsstellung zu biegen, wobei die Ausrichtung der Längsschweißnaht in ihrer Winkelstellung zur Biegeschablone 11 oder dergL Teilen der Rohrbiegemaschine stets einheitlich ist So kann vorgesehen sein, daß entsprechend der Darstellung nach F i g. 1 bei der Ausgangsstellung zum Biegen die Längsschweißnaht 14 im oberen Scheitelpunkt des Rohres 13 angeordnet ist Selbstverständlich sind auch andere Ausgangsstellungen möglich. Diese sollen aber bei allen nacheinander zu biegenden Rohren 13 gleich sein, damit insbesondere bei numerisch gesteuerten Rohrbiegemaschinen die Ortslage der Längsschweißnaht in dem Biegeprogramm berücksichtigt wird.

F i g. 2 zeigt den Biegetisch 10 mit der Biegeschablone 11 und der Spannbacke 12 sowie eine Spannhülse 15, die das Rohr 13 zur Biegeschablone 11 transportiert und ebenfalls bei nacheinanderfolgenden Biegungen dreht Eine Übergabevorrichtung 16 entnimmt das Rohr 13 von einem Gestell 17 und legt es in die Biegemaschine ein.

Nach Fig.3 ist das Gestell 17 mit einem unteren Rollenpaar 18,13a versehen, das über eine Welle 19 in dem Lagerbock 20 gelagert ist Am vorderen Ende der Welle 19 ist ein Kettenrad 21 vorhanden, das über eine Kette 22 über das Kettenrad 23 an der abgehenden Welle eines Bremsmotors 24 angeordnet ist Fig.4 in der Oberansicht zeigt ebenfalls das angetriebene Rollenpaar 18,18a F i g. 6 zeigt, daß den angetriebenen Rollen 18 die nicht angetriebenen Rollen 25 gegenüberliegen. Vorhanden sind, wie sich aus den F i g. 3 und 4 ergibt, zwei im Abstand zueinander angeordnet, in der Ebene der angetriebenen Rollen 18, 18a liegende Rollen 25 und 25a.

Das Rohr 13 liegt oben auf den vorgenannten Rollen 18,18a und 25,25a auf. Auf dem Rohr 13 liegt oben eine Niederhaltevorrichtung 26 auf, die zunächst aus einem hydraulischen oder pneumatisch betätigten Zylinder 27 mit einer Kolbenstange 28 besteht, die an ihrem vorderen Ende über ein Zylinderauge 29 ein Führungsstück 30 aufweist, das an seinem unteren Ende über einen Bolzen 31 gelagert eine Gummirolle 32 hat und wie aus Fig.6 hervorgeht, zwei solcher Gummirollen

32 und 32a hat. An dem Führungsstück 30 ist ein Bolzen

33 vorhanden, an dem über zugeordnete Schrauben zwei Schraubenlinienfedern 34 und 34a befestigt sind.

Über die Schrauben 35 und 35a sind die Schraubenlinienfedern 34 und 34a an einem Gehäuse 36 gelagert. Sobald das Rohr 13 auf den Rollen 18 und 25 oben aufliegt, wird die Niederhaltevorrichtung 26 über den hydraulischen oder pneumatischen Zylinder heruntergefahren, so daß deren Rollen 32, 32a das Rohr 13 auf die unteren Rollen 18,25 andrücken.

F i g. 5 zeigt in Seitenansicht, daß in das Stirnende des Rohres 13 eine Tasteinrichtung 37 eingefahren ist, die die Aufgabe hat, die Schweißnaht 14 des Rohres 13 zu ertasten. Die Tasteinrichtung 37 besteht aus den beiden doppelarmigen Hebeln 38, 38a und 39, 39a, wobei die beiden kurzen Hebelenden 39, 38 an ihren vorderen Enden jeweils eine zugeordnete Tastrolle 40,41 tragen.

Die doppelarmigen Hebel 38, 38a und 39, 39a sind an

f>⁵ der Gehäusewandung 42 über zugeordnete Bolzen 43 und 44 schwenkbar gelagert. An dem äußeren Ende des Hebels 38a und des Hebels 39a ist vorhanden eine hydraulische oder pneumatische Zylinder-Kolbenstan-

gen-Einrichtung 45 mit der Maßgabe, daß der Zylinder 46 über einen Bolzen 47 an dem Hebeiende 39a und die Kolbenstange 48 über einen Bolzen 49 an dem Hebelende 38a gelagert ist In dem Bereich zwischen den Drehachsen 43 und 44 und der vorgenannten Zylinder-Kolbenanordnung 45 ist ein Weggeber 50 vorhanden. Der Weggeber 50 ist so angeordnet und ausgebildet, daß über eine Stellschraube 51 in Verbindung mit Kontermuttern 52 und 53 und der Schraubenlinienfeder 54 die Justierung stattfinden kann. Zwischen Weggeber 50 und den Kippachsen 43 und 44 ist, an den Schenkeln 38 und 39 anliegend, eine Rundgummifeder 55 vorhanden, die über einen Bolzen 56 an der Gehäusewand 42 angeschraubt ist. Diese Gummifeder 55 drückt die Schenkel 38a und 39a elastisch nach außen und dient auch zur Dämpfung.

Fig.3 zeigt oberhalb des Bremsmotors 24 einen Zylinder 57, dessen Kolbenstange 58 einen Anschlag 59 hat Der Anschlag 59 ist in vertikaler Ebene bewegbar und dient dazu, die Ausrichtung des Rohres 13 in axialer Erstreckung durchzuführen. Zur Ausrichtung der Längsschweißnaht 14 des Rohres 13 wird dieses auf die Rollen 18 und 25 aufgelegt Dann wird es in Achsrichtung bis zu dem ganz oben befindlichen Anschlag 59 geschoben. Dann wird die Niederhaltevorrichtung 26 heruntergefahren. Zugleich erfolgt das Absenken des Anschlages 59 über den Kolben und die Kolbenstange des Zylinders 57. Anschließend wird das Rohr 13 über den Bremsmotor 24 in Verbindung mit den davon angetriebenen Rädern 18, 18a in der zu Fig.3 beschriebenen Weise gedreht Während der Drehung wird dann die Tasteinrichtung 37 mit den Rastrollen 40 und 41 in das Rohr 13 eingefahren in eine Stellung, die aus F i g. 5 zu ersehen ist. Vor dem Einfahren wird die Kolbenstange 48 in den Zylinder 45 eingezogen, so daß die beiden Schenkel 38 und 39 der Tastvorrichtung 37 mit den daran befindlichen Tastrollen 40 auseinanderspreizen. Sobald die Tastrolle 40 in das Rohr 13 eingefahren ist wird der Kolbendruck im Zylinder 45 aufgehoben mit der Maßgabe, daß die Rundgummifeder 45 mit ihrer Anlage an den Schenkeln 38a und 39a über die Achsen 43 und 44 die Schenkel 38 und 39 mit ihren Rollen 40 und 41 einander annähern. Da bei rotierendem Rohr 13 die Längsschweißnaht 14 an der Tastrolle 40 oder 41 zur Anlage kommt, stellt die Schweißnaht eine Unebenheit dar. Durch diese Unebenheiten werden die Schenkel 38 und 39a auseinandergespreizt mit dem Ergebnis, daß dadurch der an den Schenkeln 38a und 39a angebrachte Weggeber 50 betätigt wird. Der Weggeber 50 gibt dann das elektrische Signal an den Bremsmotor 24, der sofort die Rotation stoppt Dadurch hat die Längsschweißnaht eine bestimmte Stellung zu den Tasiröllen 40 öder zur Vertikalebene in Längsrichtung des Rohres 13 eingenommen. Anschließend wird die Tastvorrichtung 37 in Achsrichtung des Rohres 13 nach außen verschoben, so daß die Tastrollen 40 und 41 vom Rohr 13 freikommen. Dann wird das Rohr 13 in der an vorbestimmter Stelle vorhandenen Ausrichtung der Längsschweißnaht von der in Fig.2 dargestellten Übergabevorrichtung 16 erfaßt und von dieser in die Rohrbiegemaschine eingelegt
In der Rohrbiegemaschine wird das Rohr 13 dann von der Spannhülse 15 übernommen, die in bekannter Weise an einem Schlitten gelagert ist. Die genaue Ausrichtung der Längsschweißnaht 14 am Gestell 17 vor der Übernahme durch die Übergabevorrichtung 16 in die Biegemaschine und die dortige Übernahme durch die Spannhülse 15 gewährleistet, daß zum Biegen des Rohres 13 die Längsschweißnaht des Rohres 13 in der Biegemaschine eine vorbestimmte Ausrichtung hat. Diese vorbestimmte Ausrichtung ist auch bei den

^ln nachfolgend zu biegenden Rohren 13 vorhanden, weil diese in bezug auf ihre Längsschweißnaht in gleicher Weise abgetastet und justiert werden.

Abweichend von der Schilderung des Bewegungsablaufes zu F i g. 5 sei bemerkt, daß auch die Verfahrensweise möglich ist, daß bei ruhendem Rohr 13 zunächst die auseinandergespreizten Tastrollen 40 und 41 an das Rohr 13 angebracht, dann so einander angenähert werden, daß sie die Rohrwandung zwischen beiden Tastrollen 40 und 41 erfassen. Sofern die Tastrollen 40 und 41 an der zugeordneten Mantelfläche des Rohres 13 anliegen, kann dann über den Motor 24 das Rohr 13 gedreht werden, wobei dann die Drehung sofort gestoppt wird, sobald die Tastrollen 40 und 41 infolge der Unebenheit der Schweißnaht im Vergleich zur verbleibenden Rohrmantelfläche in der zu F i g. 5 beschriebenen Weise den Weggeber 50 betätigen, der den Bremsmotor 24 ausschaltet

Abweichend von der Darstellung in F i g. 5 kann auch die Tasteinrichtung 37 lediglich aus einer am Hebel 38 angeordneten Tastrolle 40 bestehen. Darunter wird auch verstanden, daß lediglich eine Tastrolle 41 am Hebel 39 vorhanden zu sein braucht.

Dies richtet sich danach, ob die Längsschweißnaht nach innen oder nach außen vorsteht

Die in F i g. 5 dargestellte Tasteinrichtung 37 mit den zwei Hebeln 38 und 39 ist besonders vorteilhaft weil sie die durch die Längsschweißnaht 14 vorhandenen Unebenheiten an der Innenseite und/oder Außenseite des Rohres 13 erfaßt Auch sofern die Rohraußenseite durch Wegschleifen einer überstehenden Schweißnaht glatt sein sollte, ist die Lösung nach F i g. 5 von Vorteil, weil dann die Tastrolle 41 mit der bleibenden Anlage am glatten Rohr 13 am Außenumfang eine genaue Erfassung der Unebenheiten der Schweißnaht durch die Rolle 40 ermöglichen. Auch ermöglicht das in Fig.5 dargestellte Prinzip der zweiarmigen Hebel eine genaue und wirksame Erfassung der durch die Schweißnaht bedingten Unebenheiten, wie die dadurch sich ergebende Möglichkeit der Steuerung des Antriebsmotors für die Rohrdrehung über einen Weggeber 50 oder dergleichen Halteeinrichtung.

Die in F i g. 5 dargestellte Tasteinrichtung 37 kann

äiiC'h an der Ruilfbiegemaschine Vorhänden Sein.

F i g. 4 zeigt in Oberansicht, daß die Tasteinrichtung 37, aus dem in der Ansicht nach F i g. 4 der Hebel 38 in der Tastrolle 40 vorne herausragt über Bolzen 60 und 62, die vorzugsweise ebenfalls infolge der Dämpfung aus Rundgummifedern 55 bestehen, an einem Schlitten 62 befestigt ist, der mit einer Lasche 63 versehen über die ^b0 Kolbenstange 64 eines Hydraulik- oder Pneumatik-Zylinders 66 in Achsrichtung des Rohres 13, wie zu F i g. 5 erwähnt, hin- und hergehend verschiebbar sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausrichten von Rohren mit einer Längsschweißnaht vor deren Biegen oder Einlegen in eine Rohrbiegemaschine, wobei das Rohr auf durch einen Elektromotor angetriebenen Rollen aufliegt und von oben durch eine unter Druck anliegende Rolle abgestützt und eine die Lage der Schweißnaht abtastende Einrichtung vorhanden ist, die bei der Ankunft der Längsschweißnaht in den Wirkungsbereich der Tasteinrichtung die Rotation des Rohres stillsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung (37) aus zwei doppelarmigen, miteinander verbundenen an einem Ende des Rohres angreifenden Hebeln (38,38a und 39, 39aj mit Tastrollefl (40, 41) besteht, wobei die Tastrolle (40) des einen Hebels (38) an der Innenwandung des Rohre%(13) und die Tastrolle (41) des anderen Hebels (39) an dec Außenwandung des Rohres (13) anliegt und die langen, dem Rohrende abgewandten Schenkel der beiden Hebel (38a und 39ajan ihren hinteren Enden durch eine Kolben-Zylinder-Einheit (45) miteinander verbunden sind und im Bereich zwischen den Drehachsen (43 und 44) der doppelarmigen Hebel und der Kolben-Zylinder-Einheit (45) ein Weggeber (50) angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schenkeln (38,38a und 39,39a) des doppelarmigen Hebels im Bereich zwischen dessen Drehachsen (43,44) und dem Weggeber (50) eine Rundgummifeder (55) anliegt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastvorrichtung (37) an einem Schlitten (62) gelagert und in Axialerstreckung des auszurichtenden Rohres (»3) hin- und herbewegbar " ist