DE1900741B2 - Vorrichtung zur Formgebung konischer Metallrohre - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieh! sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs i.

Auf dieser bekannten Vorrichtung (US-PS 3 327 513) können nur konische Rohre mit gerader Längsachse erzeugt werden, weil nur Dorne mit einer solchen Achse beschrieben sind.

Für bestimmte Verwendungszwecke werden auch konische Rohre mit gebogenei Längsachse benötigt. Der Erfindung liegt daher die A ifgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung so auszugestalten, daß damit derartige Rohre hergestellt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 Erfaßte vorgeschlagen.

Dadurch wird die Wirkung erreicht, daß der konisehe Dorn durch die Matrize hindurchbewegt werden kann und das konische Rohr mit gebogener Längsactae sich automatisch unter der Wirkung der Matrize verformt.

Eine vorteilhafte Weiterausbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 erfaßt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet folgende Vorteile, die zum Teil auch bei der bekannten Vorrichtung gegeben sind:

1. Das hiermit hergestellte konische Rohr ist nicht 5" auf solches mit Kreisquerschnitten begrenzt, sondern es kann auch konisches Rohr von polygonalem oder elliptischem Querschnitt bei Benutzung eines ähnlichen und einmaligen Vorganges erhalten werden.

2. Die Wandstärkenverteilung des so hergestellten konischen Rohres ist erstaunlich gleichförmig, die Genauigkeit des Erzeugnisses wird wegen seiner festen Umschließung der Domoberfläche merklich verbessert werden.

3. Auf der Oberfläche des konischen Rohres entstehen keine Risse oder Furchen, wodurch die nachträgliche Arbeit der Oberflächenbehandlung entfällt.

4. Es sind keine komplizierten oder teuren Anlagen, ⁶S sowie keine hochgradige Geschicklichkeit des Bedienenden erforderlich. Der Herstellungsgang wird bedeutend verbilligt.

5, Bei dem beweglichen Matrizenhalter wird der An-' stellwinkel des Matrizenhalters automatisch stets so eingestellt, daß er einen rechten Winkel mit der Mittellinie des Doms bildet, wobei das gebogene Rohr automatisch erzeugt werden kann.
Die erfifidungsgsmäße Vorrichtung wird nachfolgend an Hand von Mguren beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fi g. la, Ib perspektivische Ansichten einer Matrize vor und nach dem Arbeitsgang.

F i g. 2 eine Draufsicht auf die erfinoungsgemäQe Vorrichtung,
F i g. 3 eine Ansicht der in F1 g. 2 gezeigten Vorrich-

F i g. 4 einen Schnitt durch den Hauptteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ziehen von gebogenem Rohr,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung des Matrizenhalters, wie er zur Hersteilung von gebogenem konischen Rohr benutzt wird.

In Fig. la ist eine Matrize 8 im Ausgangszusland dargestellt und in Fig. Ib nach Vollendung des Ziehschrittes.

Die Matrize 8 kann aus Weicheisen, Messing, Bronze. Aluminium, Blei, Polyurethan oder ähnlichen Werkstoff mn hinreichender Verformbarkeit und Elastizität vorgesehen sein. Wenn die Matrize 8 auch als vergleichsweise dünne Scheibe gezeigt wird, so kann sie doch von jeder gewünschten Gestalt sein, so wie es ihrem jeweiligen Werkstoff und den Ziehbedingungen der Luppe entspricht. Der Werkstoff der Matrize 8 sollte einen größeren Verformungswiderstand haben als das Metall der Rohrluppe und bevorzugt aus einem anderen Werkstoff gemacht sein. Falls die gleichen Metallarten für die Matrize 8 und die Luppe verwendet werden, tritt häufig der Vorgang des Fressens zwischen den beiden Stücken auf. Die Größe der Matrize 8 sollte derart bestimmt werden, daß ihr innerer Durchmesser 9 etwa gleich dem des dünpprer Endes eines konischen Dorns I ist, und der äußere Durchmesser der Matrize 8 sollte wesentlich größer sein, als das breitere Ende des konischen Dorns 1 ist, so daß ein Teil der Matrize 8 selbst in der letzten Phase des Ziehvorgangs keiner plastischen Verformung ausgesetzt ist (F i g. 4).

Die Randzone der inneren Öffnung 9 der Matrize 8 ist abgeschrägt oder zusammengedrückt. Ist jedoch die Matrize 8 von flacher Gestalt, so kann die innere öffnung ausgestanzt werden. Die hierdurch entstandene Deformation rings um die ausgestanzte öffnung kann für den darauffolgenden Ziehschritt benutzt werden.

Ein Matrizenhalter 10, weist eine innere Öffnung 11 von genügend großem Durchmesser auf. Die Matrize 8 wird durch einen stufenförmigen Anschlag 12 im Matrizenhalter 10 gehalten, der seinerseits beweglich an einer festen Platte 13 befestigt (F i g. 4 und 5) ist. Ein innerer Ring 26 ist mit außen gewölbter Oberfläche 25 vorgesehen, welche mit der inneren Oberfläche 24 der festen Platte 13 konzentrisch ist. Ein mit der Matrize 8 verbundener Matrizenhalter 10 ist im Inneren des Ringes 26 gelagert. Zwischen der inneren Oberfläche 24 und der äußeren Ringoberfläche 26 sind Kugeln oder Rollen 27 in einem Haltering bzw. in einem Käfig angeordnet, so daß der innere Ring 26 innerhalb der inneren Oberfläche 24 der festen Platte 13 frei drehbar ist, und die Matrize 8 stets senkrecht zu dem Teil der gebogenen Mittellinie des Dorns 1 gehalten wird, der sich in der Mitte der festen Platte 13 befindet.

Eine Rohrluppe 14 besteht aus einem Metallrohr mit

piiiSJ inneren Durchmesser, der etwa gleich dem maximalen inneren Durchmesser des gewünschten Rohres ist. Ein Ende der Luppe 14 ist nach innen umgebogen, ₅o daß dieser Abschnitt der Luppe vom donneren Ende 2 des konischen Doms 1 in Position gehalten werden kann.

Pci weiteren wird die Luppe 14 Ober den konischen pom 1 gezogen, des· wie in F i g. 4 dargestellt, vorbereitet wurde, so daß ein Ende der Luppe 14 sich gegen das donnere Ende 2 des konischen Doms 1 anlegt, und es gleichzeitig zwischen die Endfläche des Verbindungsstücks 4, das den konischen Dom 1 mit der beweglichen Platte 6 verbindet, und das dünnere Ende 2 des konischen Doms t eingeklemmt wird.

Wird die bewegliche Platte 6 bewegt, z. B. durch Betätigung einer Schraube in einer solchen Richtung, daß der konische Dom 1 nach links gezogen wird, so wirkt die Matrize 8, die starr an dem Matrizenträger tO befestigt ist, so auf die Luppe 14, als ob die Matrize 8 sich Ober die Oberfläche der Rohr-Luppe 14 bewegen wttrde. Da in diesem Faüe der Innendurchmesser der öffnung 9 in der Matrize 8 so bestimmt ist, daß er kleiner als der Außendurchmesser der Luppe 14 ist, wird die Luppe 14 einer starken Verformungswiderstandskraft der Matrize 8 ausgesetzt und bis zur Berührung des konischen Dorns 1 verformt. Jedoch kann die Druckkraft der Matrize S nicht die hohe Festigkeit des Dorns J übersteigen. Daher wird die innere öffnung 9 der Matrize 8 durch Verformung vergrößert. Wird der konische Dorn 1 weiter nach links bewegt, so wird das Teilstück der Rohrluppe 14. das in die Matrize kommt, fortlaufend verformt und mit dem konischen Dorn 1 in Berührung gebracht. Gleichzeitig vergrößert die innere öffnung 9 der Matrize 8 fortlaufend ihren Durchmesser, wobei das gewünschte konische Rohr schließlich erhalten wird.

Im Verlaufe des oben beschriebenen Vorgangs kann, falls Werkstoff und Stärke der Matrize 8 im Verhältnis zum Material und zur Dicke der Rohrluppe passend gewähr sind, die Rohrluppe 14 plastisch zusammengedrückt und das zusammengedrückte Material kräftig in Längsrichtung gedehnt und derart verformt werden, daß eine partielle Zu- oder Abnahmt der Wandstärke über die Länge der Rohrluppe 14 fast aufgehoben wird. Es sollte auch beachtet werden, daß es wegen der abgeschrägten oder zusammengedrückten Kantenoberfläche der inneren öffnung 9 der Matrize 8, keinen Anlaß zu Beschädigung der Luppe während der Zeit gibt, da die Matrize 8 relativ zur Luppe bewegt wird, wodurch eine glatte jnd glänzende Oberfläche des erzeugten Rohres erhalten werden kann.

Obgleich das oben Beschriebene für den Fall gilt, daß das konische Rohr in nur einem Ziehschritt erze-gt wird, kann ein solcher Vorgang auch in zwei oder mehr Schritte unterteilt werden, falls die Konizität des Rohres zu stark ist, und eine endgültige Formgebung in einem Schritt nicht durchführbar ist. Dabei kann das stark konische Rohr in der gleichen günstigen Qualität erhalten werden, wie oben erläutert.

Die F i g. 2 und 3 zeigen ein Gerät, welches die praktische Anwendung darstellt. In der Zeichnung sind eine feste Platte 13 und dazu parallele Stützplatten 17 an beiden Enden eines Geräterahmens 16 angebracht. An beiden Seiten der oben beschriebenen Platten 13, 17 sind ein Paar Verbindungsbolzen 18 in waagerechter Richtung angeordnet. 6 zeigt eine bewegliche Platte, die von diesen Verbindungsbolzen 18 so geführt wird, daß sie in Längsrichtung des Geräts frei verschiebbar ist. Auf der Qbe, flache der beweglichen Platte 6, sind in Richtung der festen Platte 13 gemeinsam eine Kupplungsklaue 7, und. auf der anderen Seite der beweglichen Platte 6 ein Gewindebolzen 19 angebrscht, der durch die Bohrungen der Stützplatten 17 geführt und nicht drehbar befestigt ist. Dieser Gewindebolzen 19 besitzt ein Antriebselement 20, das darauf frei drehbar gelagert ist und zwischen dem oben beschriebenen Paar Stutzplatten 17 gelagert ist. Auf dem Antriebselement 20 ist ein Zahnkettenrad fest angebracht, welches von einer Gelenkkette 22, die sich zwischen dem Zahnkettenrad und einem anderen, an eine Antriebswelle 21 befestigten Kettenrad erstreckt, in Umdrehungen versetzt wird. Mit Hilfe dieser beiden Zahnkettenräder wird das Antriebselement 20 um den Gewindebolzen i9 gedreht, und auf Grund des Innengewindes des Antriebsteils 20, das mit dem Gewinde des Gewindebolzens 19 in Eingriff steht, kann das Amriebsclement die bewegliche PSaUe & zusammen mit dem Gewindebolzen 19 entlang den Verbindungsbolzen 18 vor- und zurückbewegen.

Außerdem ist in dem in Jer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ein Verbindungsstück 4 an dem dünneren Ende des konischen Dorns 1 vorgesehen, welches an der Kupplungsklaue 7 durch den Steckbolzen 23 befestigt ist, wodurch der konische Dorn 1 gemeinsam mit der beweglichen Platte 6 in Längsrichtung des Gerätes bewegt wird.

Auf der anderen Seite ist an dem Matrizenhalter 10, der in der Mitte der festen Platte 13 angeordnet ist, eine plastisch verformbare Matrize 8 angebracht. Durch die innere Bohrung dieser Matrize 8 werden die Rohrluppe 14 und der konische Dorn 1 geführt.

In einem anderen Ausführungsbeispiel, dargestellt in F i g. 5, wird das sogenannte »Universal-Gelenk« benutzt, wobei ein Ring 29 zwischen den inneren Kanten der festen Platte 13 durch ein Paar vertikaler Stifte 28 gehallen wird, so daß der Ring 29 um die vertikale Achse frei drehbar ist Außerdem gibt es einen anderen Ring 31. der in gleicher Weise mit Hilfe eines Paares horizontaler Stifte 30 gelagert ist, so daß er um die Stifte 30 frei drehbar ist. Die Matrize 8 ist in dem zweiten Ring 31 befestigt, und arbeitet in der gleichen Weise wie oben beschrieben.

Die Verbindung zwischen der Kupplungsklaue 7 und dem Verbindungsstück 4 kann auch auf andere Weise als mit dem Steckbolzen 23 erhalten werden, etwa durch eine Konstruktion der Kupplungselemente, bei welcher die Kupplungsklaue 7 mit einer vorspringenden Mi'.nehmerplatte 33 versehen ist und außerdem einen ausgesparten Teil 32 aufweist. Auf der anderen Seite ist eine Kehle 34 an einem Ende des Zwischenstückes 4 vorgesehen, wobei die Kehle 34, wie in F i g. 8 und 9 gezeigt, in den ausgesparten Teil 32 eingreift. Die Kehle 34 kann so angeordnet werden, daß sie mit einem ähnlichen ausgesparten Teil 35 einer Verbindungsplatte 36, die im Inneren der Mitnehmerplatte 33 eingebaut ist, derart in Eingriff kommt, daß die Verbind'jngsplatte 36 in vertikaler Richtung in gewissem Umfang beweglich ist. Auf diese Weise kann das Verbindungsstück 4 mit der Möglichkeit einer gewissen Vertikalbewegung mit der beweglichen Platte 6 verbunden werden.

Das oben beschriebene Gerät zur Erzeugung von konischen Rohren arbeitet wie folgt:

Zuerst wird die Rohrluppe, deren eines Ende nach innen gebogen ist, über den konischen Dorn 1 gestreift. Das Verbindungsstück 4, wird an dem dünneren Ende

des konischen Doms 1 befestigt. Die so verbundene Rohrluppe und der konische Dorn 1 werden durch die innere Öffnung 9 der Matrize 8 geführt und das Zwischenstück 4 mit der Kupplungsklaue 7 an der beweglichen Platte 6 befestigt. Nach Einschalten des Motors wird das Aiitriebselement 20 durch die Kette 22 und die Kettenräder in Umdrehung versetzt, und der Gewindebolzen 19 von den Stützplatten 17 weg nach außen (in F i g. 5 und 6 nach links) bewegt.

Wenn der Gewindebolzen 19 sich nach außen bewegt, wird die bewegliche Platte 6, die mit dem konischen Dorn 1 und der Rohrluppe 14 verbunden ist, zusammen mit dem Gewindebolzen 19 an den Verbin- dungsbolzen 18 entlang bewegt, und zieht den konischen Dorn 1 und die darauf befindliche Rohrluppe 14 durch die Matrize 8. Die Matrize, die am Matrizenhalter 10 befestigt ist, wirkt auf die Rohrluppe 14 ein, während die beiden gegeneinander bewegt werden, und die Rohrluppe 14 wird dabei vom Rand der inneren Bohrung 9 der Matrize 8 her einer starken Druckkraft unterworfen, da die Bohrung der Matrize 8 kleiner ist als der Außendurchmesser der Rohrluppe 14. Die Rohrluppe 14 wird plastisch verformt und mit der Oberfläche des konischen Dorns 1 in Berührung gebracht, wodurch das gewünschte konische Rohr erzeugt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

i 900 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Formgebung konischer Memlirohre mit einem konischen Dorn, auf dem eine Rohrluppe aufgezogen ist, eintr entsprechend der Konizität des konischen Doms plastisch verformbaren Matrize, die in einem Matrizenhalter gelagert ist, der an einer gegenüber einer horizontal beweglichen Platte angeordneten festen Platte gehalten ist, durch die der mit der beweglichen Platte verbundene konische Dom bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrizenhalter(10) gegenüber der Rohrlängsachse frei drehbar gelagert ist und der eine gebogene Mittellinie aufwei- «5 sende konische Dorn (1) durch ein Zwischenstück (4) frei beweglich mit der beweglichen Platte (6) verbunden ist

2. Vorrichtung nach Anspruch f, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (8) kardanisch gelagert ist (F ig. 5.