DE1602663C3 - Maschine zum Herstellen von mit schraubenförmigen Rippen bzw. mit Außengewinde versehenen Rohren oder Stangen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Herstellen von mit schraubenförmigen Rippen bzw. mit Außengewinde versehenen Rohren oder Stangen durch große plastische Verformung eines zylindrischen Werkstückes, bestehend aus einem Formrollenkopf mit Formrollen, die in dem Formrollenkopf im Abstand von der Längsachse des Werkstücks gelagert sind, einem Motor zum Hervorrufen relativer Drehung zwischen dem Formrollenkopf und dem Werkstück, und aus einer motorgetriebenen in Längsrichtung bewegbaren Wcrkstückaufnahmc (Schlitten), die eine relative Längsbcwegung zwischen dem Formrollenkopf und dem Werkstück erzeugt und die von den Formrollen auf das Werkstück in dessen Längsrichtung ausgeübte Vorschubkomponente aufnimmt.

Es ist eine Vorrichtung dieser Art (US-PS 32 62 295) bekannt, bei welcher angestrebt wird, die Formrollcn in axialer Richtung nicht übermäßig zu beanspruchen. Hierzu wird an das Werkstück bzw. die Werkstückaufnahme eine konstante Vorschubkraft in Längsrichtung des Werkstücks angelegt. Diese Vorschubkrafi wird durch Druckluft erzeugt, wobei dann beispielsweise bei sich verringernder Geschwindigkeit der Längsbewegung des Werkstücks relativ zu den Formrollen eine Komprimierung der Druckluft erfolgt, und bei eventuell nachfolgender Erhöhung der Gesehwindigkeil dieser Längsbewegung die Luft sich wieder ausdehnt. Dies bedeutet, daß Schwankungen der Geschwindigkeit der Längsbewegung des Werkstücks durch die Kompressibilität der Druckluft aufgefangen werden sollen. Hierbei wird jedoch eine dauernd schwankende Axialbelasiung an die Formrollen angelegt, und insbesondere wird eine vergleichsweise große axiale Belastung an die Formrollen angelegt, wenn die Geschwindigkeit der relativen Längsbewegung zwischen Werkstück und Formrollen sich verringert, weil dann durch die Komprimierung der Druckluft die auf das Werkstück in Längsrichtung wirkende Vorschubkraft sich vergrößert. Diese sich vergrößernde Vorschubkraft muß aber wiederum von den Formrollen aufgenommen werden.

Durch die Erfindung soll nun eine bessere Lösung für die Aufgabe geschaffen werden, die Formrollen in axialer Richtung nicht übermäßig zu beanspruchen. Hierzu ist gemäß der Erfindung eine Vorrichtung der einleitend genannten Art gekennzeichnet, durch eine Einrichtung, die ein Steuerventil aufweist, welches mit der in Längsrichtung bewegbaren Werkstückaufnahme verbunden ist und ein Ventilglied aufweist, das bei Abfühlen einer Änderung der Geschwindigkeit der relativen Längsbewegung zwischen den Formrollen und dem Werkstück im Sinne des Konstanthaltens einer bestimmten Geschwindigkeit der relativen Längsbewegung verstellt wird.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Geschwindigkeit der relativen Längsbewegung zwischen dem Werkstück und den Formrollen im wesentlichen konstant gehalten wird, so daß nur unmerkliche axiale Beanspruchung der Formrollen auftritt, wobei außerdem diese unmerkliche Beanspruchung praktisch nicht schwankt. Einer Ausführung gemäß der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Bewegung des in Längsrichtung bewegbaren Teiles für die Steuerung der Geschwindigkeit der relativen Längsbewegung zu verwenden. Eine solche Steuerung kann außer bei dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel vorteilhaft auch bei einer Ausführung verwendet werden, bei welcher der Formrollenkopf der in Längsrichtung bewegbare Teil und die Werkstückaufnahme bzw. das Werkstück der stationäre Teil ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.

F i g. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Maschine gemäß der Erfindung,

Fi g. 2 ist eine Stirnansicht des Formrollenkopfes der ^

Maschine,

F i g. 3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Ansicht von Formrollenkopf und hergestelltem Rohr,

F i g. 4 ist eine Ansicht des fertiggestellten Rohres, an dem eine schraubenförmige Rippe gebildet ist,

Fig.5 bis 16 sind teilweise schematische Draufsichten, in denen die Folge von Arbeitsvorgängen zum Rollen einer Rippe an einem Rohr erläutert ist,

Fig. 17 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Längsansicht des Schlittens der Maschine gemäß F i g. 5,

Fig. 18 ist eine Stirnansicht des Schlittens der Maschine gemäß F i g. 17.

Das Formrollen kann mit einer Maschine 20 durchgeführt werden, die dargestellt ist, wie sie eine schraubenlinienförmige Ausbildung oder Form an der Außenfläche eines Werkstücks rollt. Gemäß der Darstellung wird mit der Maschine 20 eine tiefe schraubenlinienförmige Rippe 22 an einem Werkstück oder Rohr 21 gerollt. Das Werkstück 21 ist in F i g. 4 dargestellt und zeigt die schraubenlinienförmige Rippe 22. Die Maschine 20 weist ein Gestell 25 auf. Eine Werkstückaufnahme 26 (Schlitten) ist allgemein am rechten Ende des Gestells 25 angeordnet und für Längsbewegung an einer Führung 27 verschiebbar gelagert. An der Werkstückaufnahme 26 ist eine Einrichtung für Längsvorschubbewegung 29 angebracht, die als hydraulischer Drehmotor dargestellt ist. Dieser treibt ein Antriebsrad 30 an, welches mit einer Zahnstange 31 im Eingriff steht, die an der Hinterseite des Gestells 25 befestigt ist. Demgemäß wird durch Drehung des Antriebsrades 30 die Werkstückaufnahme 26 in Längsrichtung des Gestells 25 bewegt. Ein Steuerventil 33 in Form eines Servoventils weist ein Gehäuse 34 auf, das ein Ventilglied 35 enthält. Das Ventilglied 35 kann als Steuerelement angesehen 35-werden. Das Gehäuse 34 ist an der Werkstückaufnahme 26 befestigt und weist Arbeitsmittelleitungen auf, die mit dem genannten hydraulischen Motor in Verbindung stehen, wie es in F i g. 10 schematisch angedeutet ist.

Die Maschine 20 weist weiterhin eine Mehrzahl von Rollen 37 auf, die an freitragenden Armen 38 des Gestells 25 derart angebracht sind, daß eine Beeinträchtigung der Werkstückaufnahme 26 vermieden ist. Diese Rollen 37 stützen das Werkstück oder Rohr 21, an dem ein Formrollen vorgenommen werden soll, entlang der Längsachse 39 der Maschine 20 ab.

In einem mittleren Bereich des Gestells 25 ist eine Abstützung 40 für einen Formrollenkopf 41 angebracht. Die Abstützung 40 lagert den Formrollenkopf 41 für Drehung um die Längsachse 39; der Formrollenkopf 41 ist in den F i g. 1 und 2 besser dargestellt. Er kann durch irgendeine geeignete Einrichtung, beispielsweise einen Motor 42, um die Längsachse 39 gedreht werden. Der Motor 42 kann mit konstanter Geschwindigkeit gedreht werden, um eine konstante Geschwindigkeit beim Bilden der Rippe 22 an dem Werkstück oder Rohr 21 hervorzurufen.

In den Fig. 1 und 2 ist die Ausführung des Formrollenkopfes 41 dargestellt, der ein drehbares Gehäuse 45 aufweist, das von dem Motor 42 gedreht werden kann. Blöcke 46 weisen Tragachsen 47 auf, auf deren jeder eine Formrolle 48 frei gelagert ist. Vier solcher Formrollen 48 können verwendet werden; in Fig.2 sind lediglich zwei solcher Formrollen 48 dargestellt, um die anderen Teile der Maschine 20 zu zeigen. Jeder Block 46 ist in dem Gehäuse 45 radial verschiebbar und wird durch eine Feder 49 und durch den Werkstückdruck nach außen gedrückt. Jede Formrolle 48 arbeitet mit den anderen zusammen, um eine schraubenlinienförmige Rippe 22 oder ein Gewinde an dem Werkstück oder Rohr 21 zu rollen. Um dies zu erreichen, kann die Achse der Tragachsen 47 zu der Längsachse 39 parallel verlaufen, und an den Formrollen 48 kann eine schraubenlinienförmige Gestalt vorhanden sein. Stattdessen führt eine schraubenlinienförmige Gestalt an den Formrollen 48 zusammen mit einer Schrägstellung der Achsen der Formrollen, in einem der Schraubenlinie entsprechenden Ausmaß zum Bilden einer ringförmigen Nut an dem Werkstück und weiterhin zu einer Längsbewegung des Werkstücks relativ zu dem Formrollenkopf 41. Als weitere Abwandlung, die in diesem Fall dargestellt ist, können die Formrollen 48 mit ringförmigen Nuten versehen sein und sie können dadurch einfach durch eine Mehrzahl gestapelter Scheiben 50 gebildet sein. Wenn an den Formrollen 48 ringförmige Nuten verwendet werden, sind die Achsen der Tragachsen 47 in entsprechendem Ausmaß entsprechend der gewünschten an dem Werkstück zu bildenden Schraubenlinie schräggestellt.

Eine Hülse 52 umgibt das drehbare Gehäuse 45 und weist eine Mehrzahl von Rollen 53 auf, deren jede mit einem verschiedenen Block 46 im Eingriff steht. Jeder Block 46 hat eine Nockenfläche 54 derart, daß bei Längszurückziehen der Hülse 52 die Feder 49 und der Werkstückrolldruck die Blöcke 46 zum öffnen des Formrollenkopfes 41 nach außen bewegt. In diesem Zustand stehen die Formrollen 48 mit dem Werkstück oder Rohr 21 nicht im Eingriff. Wenn die Hülse 52 vorwärts in die in F i g. 1 wiedergegebene Stellung bewegt wird, bewegen die Rollen 53 die Blöcke 46 einwärts in die geschlossene Stellung des Formrollenkopfes 41. In dieser geschlossenen Stellung dringen die Formrollen 48 über ihre volle Profiltiefe in das Werkstück oder Rohr 21 ein. Eine Scheibe 55 ist an der Hinterseite der Hülse 52 befestigt Ein Joch 56 steht mit der Scheibe 55 im Eingriff. Eine Energieeinrichtung, beispielsweise ein Arbeitsmittelmotor 57, ist angeschlossen, um das Joch 56 zum öffnen und Schließen des Formrollenkopfes 41 zu betätigen. Der Arbeitsmittelmotor 57 wird durch eine zweckentsprechende Einrichtung gesteuert, die in F i g. 10 schematisch dargestellt ist.

Ein Dorn 60 ist in den Fig.5 bis 16 schematisch dargestellt Das linke Ende des Domes 60 ist in einer Dornabstützung 61 getragen. Die Dornabstützung 61 kann sich in Längsrichtung des Gestells 25 bewegen. Eine Antriebseinrichtung 62, die in F i g. 6 als Arbeitsmittelzylinder dargestellt ist, weist einen Kolben 64 auf, der mittels eines Kabels 63 mit der Dornabstützung 61 verbunden ist Eine Bewegung des Kolbens 64 in der Antriebseinrichtung 62 führt zu einer Bewegung der Dornabstützung 61 in Längsrichtung des Gestells 25, und zwar zwischen den Stellungen, die in den F i g. 5 und 6 dargestellt sind.

Eine Einrichtung 66 zum Feststellen bzw. Abfühlen der Länge eines Werkstückes oder Rohres weist eine Abstützung 67 auf, die an dem Gestell 25 in Längsrichtung verschiebbar ist. Die Einrichtung 66 weist weiterhin einen rohrförmigen Teil 68 auf, der sich in Richtung gegen die Abstützung 40 des Formrollenkopfes 41 erstreckt. Das freie Ende 69 des rohrförmigen Teiles 68 kann mit dem vorderen Ende 72 des Werkstückes oder Rohres 21 in Eingriff treten.wie es in F i g. 7 im Vergleich zu F i g. 6 dargestellt ist. Das hintere Ende 71 des Werkstückes oder Rohres 21 kann in einer Einrichtung 73 an der Werkstückaufnahme 26 einge-

klemmt werden, wie es in den Fig.5 und 17 dargestellt ist. Der rohrförmige Teil 68 umgibt somit den Dorn 60; der Teil 68 hat einen Durchmesser, daß er mit dem vorderen Ende 72 des Werkstückes oder Rohres 21 in Eingriff treten kann. Einstellbare Hilfsventile 74 sind an dem Gestell 25 angebracht; mit ihnen tritt ein Nocken 75 in Eingriff, der von der Abstützung 67 der Einrichtung 66 für die Rohrlängenabfühlung getragen ist. Die Hilfsventile 74 können beispielsweise auch Grenzschaltcr sein, und sie sind derart angeschlossen, daß sie das öffnen und Schließen des Formrollenkopfes 41 steuern, und zwar durch Verbindungsmittel 76, die in den Fig.7 und 10 schematisch angedeutet sind. Der Formrollenkopf 41 ist in den Fig.5 bis 16 nur schematisch dargestellt, um diese Figuren zu vereinfachen. Beispielsweise können die Hilfsventile 74 Grenzschalter sein, um die Erregung von Solenoiden zu steuern, die wiederum ein Arbeitsmittelventil für wahlweise Steuerung der Zufuhr von Arbeitsmittel zu dem Arbeitsmittelmotor 57 steuern, der in F i g. 1 dargestellt ist. Wenn der Nocken 75 sich im Eingriff mit einem der Grenzschalter oder einem der Hilfsventile 74 befindet, wie es in den Fig. 5,6 und 7 dargestellt ist, ist der Formrollenkopf 41 offen. Wenn der Nocken 75 sich nicht im Eingriff mit einem der Hilfsventile 74 befindet, wie es beispielsweise in Fig.8 dargestellt ist, ist der Formrollenkopf 41 geschlossen.

In Fig. 17 ist die Werkstückaufnahme (Schlitten) 26 dargestellt. Die Einrichtung 73 kann mittels einer Schraube 78 geschlossen werden,, um das hintere Ende 71 des Werkstückes oder Rohres 21 an ein Steuerteil 79 zu klemmen. Das Steuerteil 79 ist längsverschieblich an einer an der Werkstückaufnahme 26 befestigten Stange 80 gelagert Lineare Lager 81 können für eine begrenzte und reibungsarme freischwebende Bewegung des Steuerteils 79 vorgesehen sein. Das Steuerteil 79 trägt in fester Anordnung einen Lagerarm 82, in den eine Mikrometereinstellung 83 eingeschraubt ist; der Lagerarm befindet sich mit dem Ventilglied 35 in Ausrichtung. Eine Zugfeder 84 drückt das Steuerteil 79 gemäß Fig. 17 nach rechts, und eine innere Feder 85 in dem Gehäuse 34 drückt das Ventilglied 35 gemäß Fig. 10 nach links.

In Fig. 10 ist der hydraulische Stromkreis schematisch dargestellt, der zur Steuerung der Einrichtung für Längsvorschubbewegung 29 verwendet wird. Diese steuert die Bewegung der Werkstückaufnahme 26 und demgemäß die relative Längsbewegung des Werkstükkes oder Rohres 21 und des Formrollenkopfes 41.

Als Druckmittelquelle ist in Fig. 10 eine Pumpe 87 dargestellt Ein Richtungsventil 88 ist als Vierwegeventil mit einer neutralen Stellung dargestellt Das Richtungsventil 88 kann durch Vorwärts- und Rückwärtssteuereinrichtungen 89 bzw. 90 gesteuert werden. Diese können beispielsweise Solenoide sein. Die Vorwärts- und Rückwärtssteuereinrichtungen 89 und 90 sind mittels einer Einrichtung 91 an einen Handgriff 92 angeschlossen, der für die zweckmäßige Benutzung an der Maschine 20 angebracht sein kann. In F i g. 10 ist der Handgriff 92 in der Vorwärtsstellung F dargestellt, so daß das Richtungsventil 88 in der Vorwärtsstellung dargestellt ist, in welcher Arbeitsmitteldruck in einer Leitung 93 gerichtet und eine Leitung 94 mit einem Abfluß 95 verbunden ist Druck in der Leitung 93 bewirkt daß die Einrichtung für Längsvorschubbewegung 29 sich in Vorwärtsrichtung dreht, wodurch eine Vorwärtsbewegung der Werkstückaufnahme 26 hervorgerufen wird. Dadurch wird das Werkstück oder Rohr 21 von seinem vorderen Ende in Richtung gegen sein hinteres Ende und in Richtung gegen den Formrollenkopf 41 bewegt. Ein Rückschlagventil 97 in der Leitung 94 lenkt den Arbeitsmittelfluß durch das Steuerventil 33 für diese Vorwärtsbewegung. Das Steuerventil 33 ist in Fig. 10 schematisch dargestellt und weist ein Drosselventil auf, welches eine variable Verengung für den Fluß des Arbeitsmittels schafft. Der Fluß des Arbeitsmittels verläuft weiterhin über ein anderes Rückschlagventil 98 und eine Zweigleitung 99. Eine mechanische Einrichtung, die als die Mikrometereinstellung 83 dargestellt ist, wirkt auf das Steuerventil 33, um dieses teilweise in die offene Stellung vorzuspannen. Dadurch wird eine gesteuerte Vorschubgeschwindigkeit für die Vorwärtsbewegung der Werkstückaufnahme 26 geschaffen. Gemäß den Fig. 10 und 17 schiebt die Feder 85 das Ventilglied 35 nach links, so daß das Bestreben besteht, dieses Ventil zu öffnen. Diesem Bestreben zum öffnen des Ventils wird durch die Zugfeder 84 entgegengewirkt. Die Mikrometereinstellung 83 kann demgemäß geändert werden, um die gesteuerte Vorschubgeschwindigkeit der Werkstückaufnahme 26 zu ändern.

Ein Werkstück oder Rohr 21, an dem durch Rollen eine Gestalt gebildet werden soll, kann derart angeordnet werden, daß sein hinteres Ende 71 in der Einrichtung 73 festgeklemmt wird, wie es in den F i g. 5 und 17 dargestellt ist Das Werkstück oder Rohr 21 wird auf den Rollen 37 konzentrisch zu der Längsachse 39 der Maschine 20 abgestützt Ein Ventil 101, das von einer Pumpe 102 mit unter Druck stehendem Arbeitsmittel versorgt wird, kann danach derart bewegt werden, daß der Kolben 64 nach links bewegt wird, um die Dornabstützung 61 nach rechts zu bewegen. Hierdurch wird der Dorn 60 in die volle Länge des Werkstückes oder Rohres 21 bewegt Das hintere oder erste Ende des Dornes 60 kann somit mit einem Anschlag 103 (Fig. 17) der Einrichtung 73 der Werkstückaufnahme 26 in Eingriff treten. Durch die Bewegung der Dornabstützung 61 wird weiterhin die Einrichtung 66 zum Abfühlen der Rohrlänge nach rechts nahe zu dem Formrollenkopf 41 bewegt Dies erfolgt, wie es in F i g. 6 dargestellt ist Der Motor 42 kann dann betätigt werden, um den Formrollenkopf 41 beispielsweise mit vorbestimmter konstanter Geschwindigkeit zu drehen. Der Handgriff 92 kann dann in die in F i g. 7 dargestellte Vorwärtsstellung F bewegt werden. Dadurch wird die hydraulische Anlage betätigt, um das Richtungsventil 88 in die Vorwärtsstellung zu bewegen, die in Fig. 10 dargestellt ist Der Pumpendruck in der Leitung 93 betätigt die Einrichtung für Längsvorschubbewegung 29 in der Vorwärtsrichtung; dadurch wird die Werkstückaufnahme 26 nach links bzw. in der Vorwärtsrichtung bewegt Die Bewegungsgeschwindigkeit ist eine gesteuerte Geschwindigkeit, und zwar in Abhängigkeit von der Mikrometereinstellung 83, welche die öffnung des Steuerventils 33 steuert Dies könnte ebenfalls durch ein getrenntes Ventil parallel zu dem Steuerventil 33 hervorgerufen werden, jedoch können der Einfachheit halber diese beiden Funktionen in dem Steuerventil 33 kombiniert werden. Dies führt zu einer Bewegung des Werkstückes oder Rohres 21 nach links, wobei sein vorderes Ende 72 mit dem freien Ende 69 der Einrichtung 66 in Eingriff tritt und zwar an der in F i g. 7 wiedergegebenen Stelle.

Die gesteuerte Vorschubgeschwindigkeit der Einrichtung für Längsvorschubbewegung 29 und der Werkstückaufnahme 26 fährt fort, das Werkstück oder Rohr 21 aus der in Fig.7 wiedergegebenen Stellung nach

links zu bewegen, wobei die Kraft der Antriebseinrichtung 62 überwunden wird; letztere kann ein Luftzylinder sein. Wenn der Nocken 75 von dem ersten Grenzschalter in Form des Hilfsventils 74 freikommt, schließt der Formrollenkopf 41, um das Bilden eines schraubenlinienförmigen Gewindeganges oder einer schraubenlinienförmigen Rippe 22 an dem Werkstück oder Rohr 21 zu beginnen. Dies erfolgt, wie es in F i g. 8 dargestellt ist, und es kann ein mit keiner Rippe versehener Steg 105 an dem Vorderende des Werkstückes oder Rohres 21 vorhanden sein. Dies ermöglicht eine Verwendung des Werkstückes oder Rohres 21 in einem Wärmeaustauscher.

Das Schließen des Formrollenkopfes 41 führt zu einer Längsbewegung des Werkstückes oder Rohres 21 durch den Formrollenkopf 41 hindurch. Dies findet zufolge der Gewindewirkung der an dem Werkstück oder Rohr 21 gebildeten Rippe 22 und der Längskomponente der Steigung des schraubenlinienförmigen Gewindeganges oder der schraubenlinienförmigen Rippe 22 an der Formrolle 48 oder an dem Werkstück 21 statt. Diese Komponente ruft eine Längsbewegung des Werkstükkes oder Rohres 21 zufolge der Drehung des Formrollenkopfes 41 hervor, jedoch mit gegenüber der gesteuerten Vorschubgeschwindigkeit verschiedener Geschwindigkeit. Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit des Werkstückes oder Rohres 21 durch den Formrollenkopf 41 hindurch größer als die gesteuerte Vorschubgeschwindigkeit. Demgemäß zieht das Werkstück oder Rohr 21 an der Einrichtung 73. Dadurch wird wiederum das Steuerteil 79 vorwärts bewegt (siehe Fig. 17) und die innere Feder 85 bewegt das Ventilglied 35 nach vorn, um den Arbeitsmittelfluß und die Bewegungsgeschwindigkeit der Einrichtung für Längsvorschubbevvegung 29 zu vergrößern. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Werkstückaufnahme 26 auf eine zweite Geschwindigkeit erhöht, so daß die Einrichtung für Längsvorschubbewegung 29 unter der Steuerung des Steuerventils 33 als Servomotor wirkt. Die Werkstückaufnahme 26 wird demgemäß mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Werkstück oder Rohr 21 bei seinem Durchgang durch den Formrollenkopf 41 bewegt. Die Tatsache, daß das Gehäuse 34 an der Werkstückaufnahme 26 befestigt ist, führt zum Verbinden des Ventilgliedes 35 mit dem Gehäuse 34. Die Längsbewegung der Werkstückaufnähme 26 ist diejenige Bewegung, welche eine relative Längsbewegung zwischen dem Werkstück oder Rohr 21 und dem Formrollenkopf 41 schafft. Der den Formrollenkopf 41 drehende Motor 42 schafft eine relative Drehbewegung zwischen dem Formrollenkopf 41 und dem Werkstück oder Rohr 21 und ruft daher das Ausmaß der relativen Längsbewegung zwischen dem Werkstück oder Rohr 21 und dem Formrollenkopf 41 hervor.

In F i g. 9 ist die Stellung nach weiterem Vorbewegen des Werkstückes oder Rohres 21 durch den Formrollenkopf 41 hindurch wiedergegeben. Der Nocken 75 ist mit einem zweiten der Grenzschalter in Form des Hilfsventils 74 in Eingriff getreten, um den Formrollenkopf 41 zu öffnen. Gemäß den Fig. 10 und 11 ist der Nocken 75 während einer Zeitdauer im Eingriff mit dem Hilfsventil 74 geblieben, die ausreichend ist, um einen nicht mit einem Gewindegang oder mit einer Rippe versehenen Steg 106 an dem Werkstück oder Rohr 21 zu bilden. Ein solcher keine Rippe aufweisender Steg 106 kann verwendet werden, um einen glatten Außenbereich an dem Werkstück oder Rohr 21 für eine Abstützung des Rohres beim Zusammenbau in dem Enderzeugnis, beispielsweise einem Wärmeaustauscher, zu schaffen. In F i g. 12 ist wiederum der Formrollenkopf 41 offen dargestellt, und zwar ist er dadurch geöffnet worden, daß der Nocken 75 mit einem anderen Hilfsventil 74 in Eingriff getreten ist. In Fig. 13 ist der Nocken 75 beim Verlassen dieses Hilfsventils 74 dargestellt, so daß ein anderer Steg 106 gebildet wird, wie es in den F i g. 13 und 14 dargestellt ist.

Der Formrollvorgang an dem Werkstück oder Rohr

21 verlängert den mit Rippen versehenen Teil desselben. Dies ergibt sich zufolge des beträchtlichen Extrudierens bzw. Kaltfließens des Metalls, um die sehr tiefen Rippen

22 zu bilden. Beispielsweise kann das Werkstück oder Rohr 21 einen Außendurchmesser von etwa 19 mm bei einer Wandstärke von etwa 1,27 mm aufweisen. Die fertiggestellte, schraubenlinienförmige Rippe 22 kann eine Tiefe in der Größenordnung von etwa 2 mm haben, wobei eine Rohrwanddicke 108 von etwa 0,51 bis 0,76 mm verbleibt. Dies zeigt, daß die Maschine gemäß der Erfindung eine Rippe erzeugt, die eine beträchtlich größere radiale Tiefe als die verbleibende Wandstärke des Werkstückes oder Rohres aufweist. Dies stellt eine beträchtliche Verformung des Materials dar. Es ist gefunden worden, daß durch das Kaltfließen des Materials der mit Rippen versehene Abschnitt des Werkstückes oder Rohres 21 um etwa 25 % gelängt wird. Diese Längung findet hauptsächlich am Austrittsende der Formrollen 48 statt, welches in Fig.3 unten wiedergegeben ist. Der Dorn 60 paßt in den Innendurchmesser des Werkstückes oder Rohres 21 mit lediglich geringem Spiel 109. Wenn die Formrollen 48 radial einwärts am Werkstück oder Rohr 21 wirken, wird die innere Rohrwand 110 von dem Dorn 60 abgestützt, um das Zusammenfallen des Werkstückes oder Rohres 21 zu verhindern. Wenn das mit Rippen versehene Werkstück oder Rohr 21 aus den Formrollen 48 austritt, ist ein geringes Zurückfedern des Werkstükkes oder Rohres 21 vorhanden, so daß ein kleiner Spielraum 111 zwischen dem Dorn 60 und dem Werkstück oder Rohr 21 gebildet wird.

In F i g. 8 ist dargestellt, daß der Dorn 60, trotzdem er durch die Antriebseinrichtung 62 federnd nach rechts gedrückt ist, mittels Reibung durch die Wirkung des das Werkstück oder Rohr 21 längenden Formrollenkopfes 41 nach links bewegt ist. Die in Längsrichtung erfolgende Längung des Werkstückes oder Rohres 21 erfolgt in Richtung gegen das mit Rippen versehene Ende desselben. Dadurch wird der Dorn 60 mittels Reibung in der gleichen Richtung bewegt, so daß sich das Hinterende des Domes 60 von dem Anschlag 103 der Werkstückaufnahme 26 wegbewegt. Dies ist in F i g. 8 dargestellt. Wenn der Formrollenkopf 41 sich öffnet, wie es in F i g. 9 dargestellt ist. bzw. wenn der radiale Einwärtsdruck der Formrollen 48 an dem Werkstück oder Rohr 21 und damit des Einwärtsdrukkes des Werkstückes oder Rohres 21 an dem Dorn 60 etwas entlastet wird, bewegt die Antriebseinrichtung 62 den Dorn 60 zurück nach rechts in Eingriff mit dem Anschlag 103. Die sist in F i g. 9 dargestellt. Der Dorn 60 wird'während jedem der Formrollvorgänge von dem Anschlag 103 wegbewegt, wie es in den F i g. 8,11 und 14 dargestellt ist. Jedesmal, wenn der Formrollenkopf 41 geöffnet wird, bewegt sich der Dorn 60 zurück, und zwar gemäß den F i g. 9,12 und 15 nach rechts.

Die Tatsache, daß die Antriebseinrichtung 62 gemäß den F i g. 5 bis 16 federnd nach rechts drückt, ermöglicht es dem Dorn 60, mit der Längung des mit Rippen versehenen Teiles des Werkstückes oder Rohres 21

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vorwärtsbewegt zu werden. Dies verhindert die Längsgleitreibung zwischen dem Dorn 60 und dem Werkstück oder Rohr 21, die auftreten würde, wenn der Dorn 60 feststehend gehalten würde. Hierin bestand eine Schwierigkeit bei bekannten Rippenrollmaschinen; durch solche Längsgleitreibung wurde beträchtliche Wärme erzeugt, wodurch die Beanspruchung an den die Rippen bildenden Formrollen vergrößert wurde. Bei der Maschine gemäß der Erfindung sind diese Reibungsquelle und eine solche Längsbeanspruchung an den Formrollen ausgeschaltet. Demgemäß ist keine Längskraft an den Rippen oder den Formrollen relativ zu dem Werkstück oder Rohr 21 vorhanden, so daß das Brechen der Formrollen 48 in großem Ausmaß verringert ist. Weiterhin wird das Werkstück oder Rohr 21. weil keine Reibungswärme erzeugt wird, aus diesem Grunde nicht gelängt, so daß mit Rippen versehene Abschnitte genauer Länge gebildet werden können. Dies ermöglicht die Herstellung einer genauen Anzahl von Rippen je Zentimeter Werkstück- bzw. Rohrlänge, was erforderlich ist, um den Vorschriften für diese Rippenrohre zu genügen. Bei bekannten Maschinen mit nicht drehendem Formrollenkopf und mit über Zahnrädern angetriebenen Formrollen zum Drehen der Formrollen und des Werkstücks, wird die Genauigkeit der Anzahl der gerollten Rippen je Zentimeter Rohrlänge durch die Längung des Rohres während des Rollvorganges zerstört. Weiterhin wurde bei solchen bekannten Maschinen die Längsvorschubbewegung des Werkstückes oder Rohres durch den Formrollenkopf hindurch durch die Gewindewirkung der Formrollen an dem Rohr hervorgerufen. Dadurch wurde eine beträchtliche Längskraft an die schlanken Rippen der Formrollen angelegt, was wiederum zu beträchtlichem Brechen der Formrollen führte. Bei der Maschine gemäß der Erfindung liefert die Einrichtung für Längsvorschubbewegung 29, die als Servomotor wirkt, alle Kraft für die Längsbewegung des Werkstückes oder Rohres 21, um solche Längskräfte an den schlanken Rippen der Formrollen 48 zu vermeiden.

In Fig. 16 ist die Rückkehr der Dornabstützung 61 nach links dargestellt, die von der Umkehr des Ventils 101 hervorgerufen ist. Weiterhin ist der Handgriff 92 nunmehr nach rechts in die Rückwärtsstellung R bewegt, wodurch das Richtungsventil 88 nach rechts bewegt wird. Dies führt zu einem vollen Arbeitsmittelfluß in die Leitung 94, und die Einrichtung für Längsvorschubbewegung 29 läuft frei in der Rückwärtsrichtung. Dadurch wird die Werkstückaufnahme 26 nach rechts in die in Fig. 16 wiedergegebene Stellung zurückgeführt. Die Einrichtung 73 kann nunmehr freigegeben werden, und das fertiggestellte Rippenrohr kann aus der Maschine 20 herausgenommen werden. Die Maschine 20 ist nunmehr für einen weiteren Arbeitskreislauf bereit.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Maschine zum Herstellen von mit schraubenförmigen Rippen bzw. mit Außengewinde versehenen Rohren oder Stangen durch große plastische Verformung eines zylindrischen Werkstückes, bestehend aus einem FormroUcnkopf mit Formrollen, die in dem Formrollenkopf im Abstand von der Längsachse des Werkstückes gelagert sind, einem Motor zum Hervorrufen relativer Drehung zwisehen dem Formrollenkopf und dem Werkstück, und aus einer motorgetriebenen in Längsrichtung bewegbaren Werkslückaufnahme (Schlitten), die eine relative Längsbewegung zwischen dem Formrollenkopf und dem Werkstück erzeugt und die von den «5 Formrollen auf das Werkstück in dessen Längsrichtung ausgeübte Vorschubkomponente aufnimmt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung(33, 34,35), die ein Steuerventil (H3) aufweist, welches mit der in Längsrichtung bewegbaren Werkstückaufnähme (26) verbunden ist und ein Ventilglied (33) aufweist, das bei Abfühlen (mittels 73, 79, 83) einer Änderung der Geschwindigkeit der relativen Längsbewegung zwischen den Formrollen (48) und dem Werkstück im Sinne des Konstanthalten einer bestimmten Geschwindigkeit der relativen Längsbewegung verstellt wird.

2. Maschine nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (33) an einem die Werkstückaufnahme (26) darstellenden längsbewegliehen Schlitten befestigt ist, der von der Einrichtung für Längsvorschubbewegung (29) des Werkstücks (21) mit einstellbarer Geschwindigkeit antreibbar ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einstellung des Steuerventils (33) die in der normalen Stellung des Ventilgliedes (35) dem Werkstück erteilte Längsvorschubbewegung langsamer ist als die Längsbewegung, die durch die Relativdrehung zwischen den Formrollen (48) und dem Werkstück (21) hervorgerufen ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (29), welche das Werkstück in Längsrichtung bewegt, ein hydraulischer Servomotor ist, und daß das Steuerventil (33) ein Servoventil ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abfühlen von Änderungen der Geschwindigkeit der relativen Längsbewegung zwischen den Formrollen und dem Werkstück einen an der Werkstückaufnahme (26) längsbeweglich abgestützten Steuerteil (79c) aufweist, der mit dem Ventilglied (35) des Steuerventils (33) arbeitsmäßig in Verbindung steht und mit der das hintere Werkstückende haltenden Einrichtung(73) fest verbunden ist.