DE2113121A1 - Maschine zum Reduzieren von rohrfoermigen Werkstuecken - Google Patents

Description

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Pierre CUQ, 6, rue Limouzin, ffirminy (Loire) Frankreich.

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Maschine zum Reduzieren von ronrförmigen Werkstücken (Zusatz zu Patentanmeldung P 17 52 145.8-14)

Gegenstand des Patentes (Patentanmeldung

P 17 52 145.8-14) ist ein Verfahren sowie eine Maschine zum Reduzieren von rohrförmigen Werkstücken. Da einerseits das bislang übliche Reduzieren von rohrförmigen Werkstücken durch konische Druckringe, die von einer Presse von der Stirnseite des Werkzeuges über dieses gepreßt werden, ein beträchtliches Risiko bezüglich einer Werkstuckkniekung und einer Faltenbildung mit sich bringt, so daß hieraus resultierend die Größenordnung der möglichen Reduktion in einem Arbeitsgang nur sehr niedrig ist, und darüber hinaus eine erhebliche Kaltverformung des Metalles auftritt, und da andererseits das bislang bekannte Reduzieren auf Maschinen mit in radialer Richtung schlagenden bzw. hämmernden Werkzeugen eine außergewöhnlich große Kaltverformung mit einer beträchtlichen Vergrößerung der Wanddicke des Werkstückes

auftritt, ist bei dem Patent (Patentanmeldung

P 17 52 145.8-14) zur Vermeidung obengenannter Nachteile eine Maschine vorgesehen, die radial angeordnete, verschwenk-

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bare Sektorstücke aufweist, die in ihrer Wirkstellung einen ununterbrochenen Ring um das Werkstück bilden und die zunächst mit einer Hülse zusammenwirken, deren oberes Ende als Ziehplatine wirkt, und die ferner mit einem Gegenlagerkörper zusammenwirken, der hin- und herbeweglich in dieser Hülse angeordnet ist. Die Sektorstücke sind dabei einzeln auf Schuhen gelenkig abgestützt, die auch die "Verschwenkbarkeit der Sektorstücke bewirken, da sie in Hadialrichtung verschieblich auf einer Scheibe angeordnet sind, der eine Hubbewegung zugeordnet ist. Diese Antriebsweise der Sektorstücke bewirkt, daß deren wirksame Außenkanten bei der Schwenkbewegung einen größeren Kreisbogen beschreiben, als der die Schwenkbewegung auf das Sektorstück einleitende Abstützpunkt, so daß im Antriebssystem der Sektorstücke und insbesondere auch des Gegenlagerkörpers ein ganz beträchtliches Spiel vorhanden sein muß, um den Gegenlagerkörper nicht in seinen Verschiebebewegungen zu behindern. Der Gegenlagerkörper ist zu diesem Zweck federnd auf der Hubscheibe abgestützt, die auch den Sektorstücken die Verschwenkbewegung erteilt. Es hat sich nun herausgestellt, daß bei dieser Anordnung manchmal eine die Qualität des Arbeitsergebnisses ungünstig beeinflussende, schlechte Synchronisation zwischen den Bewegungen der Sektorstücke und des Gegenlagerkörpers vorhanden ist, und da der Gegenlagerkörper keinen eigenen Antrieb im eigentlichen Sinne hat, sind auch die Bearbeitungsmögliclikeiten auch in Verbindung mit dem Antrieb der Sektorstücke über die radial verschieblichen Schuhe auf das Aufsetzende des Werkstückes beschränkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den

Gegenstand des Patentes (Patentanmeldung P 17 52

145.8-14) dahingehend weiter zu entwickeln, daß eine gute Synchronisation der Bewegungen zwischen den Sektorstücken und dem Gegenlagerkörper gewährleistet ist. Die erfindungsgemäße Lösung besteht im wesentlichen darin, daß dem Gegenlagerkörper ein eigener, mit dem Sektorstück synchronisierter,

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die Hin- und Herbewegungen der Sektorstücke reproduzierender Pleuelstangenantrieb zugeordnet ist«

Eine besonders günstige Abstimmungsmöglichkeit ergibt sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dadurch, daß auch den Sektorstücken ein Pleuelstangenantrieb zugeordnet wird. !Dabei ist es zweckmäßig, sowohl die Pleuelstangen in ihrer Anlenkung an der Antriebsscheibe als auch an den Sektorstücken sowie die Sektorstücke in ihrer Lagerabstützung selbst, welche Anordnung eine Art Kniegelenk bildet, auf Nadeln zu lagern, so daß die Bewegungsabläufe sehr leichtgängig und weitestgehend reibungsfrei sind, insbesondere gegenüber dem Gegenstand

des Patentes (Patentanmeldung P 17 52 14-5.8-14),

wo durch die dort gewählte Art der Abstützung und des Antriebes der Sektorstücke eine beträchtliche Energiemenge in Beibwärme umgesetzt wurde·

Ausgehend von der Tatsache, daß die Länge der Kreisbogenbahn der Sektorstücke nun nicht mehr durch die radial verschieblichen Schuhe begrenzt ist, und daß der Gegenlagerkörper seinen eigenen Antrieb für seine Hubbewegung hat, ist es möglich, wenn, wie gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, der Antrieb des Gegenlagerkörpers von dem der Sektorstücke abkuppelbar ist, die Werkstücke auf ihrer ganzen Länge zu reduzieren, ob sie nun auf ihrer ganzen Länge oder einem Teil ihrer Länge unrunde Profile haben oder nicht, und dieses ohne eine beachtliche Dickenänderung des Werkstückes, ohne Faltenbildung und ohne Überbeanspruchung und Zerstörung der Basis des Werkstückes.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist nur ein einziger Trag- und Stütztisch vorgesehen, der einerseits die Betätigungskolbenaggregate trägt und der andererseits als Abstützung für die an ihrem oberen Ende als Ziehplatine wirkende Hülse dient. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau der Maschine.

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Es ist noch hervorzuheben, daß die beim Gegenstand des Patentes ...(Patentanmeldung P 17 52 145.8-14) vorgesehene

Neigungslage der Sektorstücke nicht mehr erforderlich ist, die Sekt or stücke nun vielmehr in Parallel ebenen zur Werkstückachse liegen, was durch die sehr viel bessere Führung infolge des Pleuelstangenantriebes ermöglicht ist. Der vordere Wirkbereich der Sektorstücke ist dabei zweckmäßig auswechselbar an dem übrigen Sektorstückkörper angeordnet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in dem Kopf der Hülse ein von einer Membran gebildetes Druckluftgegenlagerkissen vorgesehen, das dazu dient, bei besonders dünnwandigen Werkstücken die hier häufig zu beobachtende Knickerscheinung im Einschnürbereich zu unterdrücken.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Maschine gemäß der Erfindung kurz vor Beginn der Werkstückreduzierung,

Fig. 2 die Maschine nach Fig. 1 am Ende der Werkstückreduzierung,

Fig. 5 die Arbeitszonen einer weiteren Maschine gemäß der Erfindung in leilschnittdarstellung zu Beginn der Werkstückreduzierung,

Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 während der Werkstückreduzierung,

Fig. 5 eine Teil-Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf einige der Sektorstücke der erfindungsgemäßen Maschine,

6 und 7 Einzelheiten der Befestigung und Lagerung der Pleuelstangen und der Sektorstücke.

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Die Sektorstücke 1 sind schwenkbar in Lagerkörpern 2 angeordnet, die in einem Support 3 befestigt sind. Die Lagerkörper bilden die Abstützung für eine Hülse 15» deren Außenmantel die innere Lauffläche für Nadelrollen bildet, deren äußere Lauffläche von den Sektorstücken selbst gebildet ist.

Diese Ge samt anordnung ist seitlich durch eine Schraube 14· fixiert, die seitliche Flansche 16 gegenüber der Hülse 15 blockiert. Die Vereinigung der Lagerkörper 2 und der Sektorstücke 1 durch vorstehende Teile der Flansche 16, die sowohl in die Sektorstücke 1 als auch in die Lagerkörper 2 eingekeilt sind, ermöglicht durch ein entsprechendes Spiel die gewünschte Drehbarkeit, wobei ein Hohlraum in den Flanschen 16 sowohl die Sektorstücke 1 als auch die Nadeln 12a aufnimmt (Fig. 7).

Die Sektorstücke 1 sind an Pleuelstangen 5 angelenkt, die, wie aus Fig. 6 ersichtlich, zweiteilig ausgebildet sind, wobei die Anordnung durch Hülsen 13 zusammengehalten ist, die die innere Rollbahn für Nadelrollen 12 bilden, während die Aufnahmebohrung des Sektorstückes 1 die äußere Rollbahn bildet. Die Nadelrollen 12 sind seitlich von den Pleuelstangen 5 selbst gehalten.

Das andere Ende der Pleuelstangen 5 ist auf entsprechende, gleiche Weise festgesetzt und bildet mit einem Support 11 eine Nadelrollen-Schwenklagerung. Die Supporte 11 sind auf einer Platte 6 mittels Kreisabschnittstücken 7 befestigt und sind in ihrer Lage durch fest mit der Platte 6 verbundene Radialkeile gehalten.

Die Platte 6 stützt sich auf Säulen 8 ab, von denen sie eine geradlinige Auf- und Abbewegung durch Ölhydraulische Zylinder 18 erhält, deren Kolben 17 fest mit den Säulen 8 verbunden sind.

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Die Zylinder 18 sind unter einem Trag- und Stütztisch 19 befestigt, der über Schrauben 10 mit vier brenngeschnittenen Gestellelementen 35 verbunden ist, die paarweise symmetrisch angeordnet sind und im oberen Bereich mit dem Support 3 fest verbunden sind, wie aus Pig. 1 ersichtlich.

In der Mitte des Tisches 9 ist der Support 21 einer im oberen Teil als Ziehplatine ausgebildeten Hülse 20 befestigt, in der hin- und hergleitend ein Gegenlagerkörper 24- angeordnet ist, der mit einer Zugstange 25 verbunden ist.

Auf der Zugstange 25 ist jeweils zwischen zwei Paaren von Kontermuttern 26 ein Support 27 angeordnet, der beidseitig Achsen 28 aufweist, über die er mit Pleuelstangen 29 in Verbindung steht, die schwenkbar gemäß Bezugsziffer 30 an dem Gestell gelagert sind. Diese Pleuelstangen 29 werden ebenfalls von den Zylindern 18 betätigt, und zwar mittels Stangen 31, die mit Achsen 41 versehene Supporte 32 aufweisen. Die Reaktionskräfte zu den Kraftkomponenten an den Achsen 41 werden von Führungen 33 aufgefangen, die in Konsolen 34 befestigt sind. Die Konsolen 34 selbst sind fest mit dem Gestell verbunden, dessen uctere Teile durch eine Abschlußplatte 36 miteinander verbunden sind.

Der Gegenlagerkörper 24 kann gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 mit einem aufblähbaren Druckluftkissen 38 versehen sein, wobei die Speisung mit Druckluft automatisch zum gewünschten Augenblick erfolgt. Das Druckluftkissen 38 besteht aus einer Gummimembran, die in der Mitte des Kopfes der Hülse 20 durch den konischen Teil eines Kopfstückes 37, das in den Gegenlagerkörper 24 eingeschraubt ist, luftdicht befestigt ist. Das andere, zurückgefaltete Ende der Membran 38 ist luftdicht an dem Gegenlagerkörper 24 durch den konischen Teil eines auf den Gegenlagerkörper 24 aufgeschraubten Ringes 39 befestigt. Die Luftzufuhr geschieht durch eine Speiseleitung 40.

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Wie aus Fig. 7 ersichtlich, kann das Wirkende 1a der Sektorstücke 1 abgebaut werden, so daß ohne Ausbau der Sektorstücke als solcher eine Wartung, ein Ersatz oder ein Auswechseln im Hinblick auf verschiedene Reduzierungsdimensionen vorgenommen werden kann.

Die Maschine hat, je nachdem ob das Werkstück nur auf einem Teil seiner Länge oder insgesamt einer Reduzierung unterworfen werden soll, die nachfolgend beschriebenen verschiedenen Funktionsweisen:

1. Teilweise Reduzierung des Werkstückes:

Im Ruhezustand der Maschine gemäß Fig. 1 wird das zu reduzierende Werkstück 23 auf die Hülse 20 geschoben, die es bis zu dem Anschlag 22 überdeckt. Nunmehr wird über ein Elektromagnetventil der ölstrom von einer Pumpe über die Zuleitung 19 in die Zylinder 18 geschickt. Die Verlagerung der Kolben 17 bewirkt ein Hochfahren der Platte 6 und auch ein Hochschwenken der Pleuelstangen 29» die den fest mit der Zugstange 25 verbundenen Support 27 und damit letztlich den Gegenlagerkörper 24 hochführen.

Die von den Pleuelstangen 5 hochgeschwenkten Sektorstücke 1 beschreiben eine Kreisbogenbahn und beginnen, das Werkstück 23 zu reduzieren, indem sie es zwingen, sich zwischen den Sektorstücken selbst und der von dem* Kopf der Hülse gebildeten Ziehplatine zu verlagern.

Es ist hervorzuheben, daß das Bogenprofil, das die Erzeugungskurve der Ziehplatine bildet und das den gleichen Mittelpunkt wie das Wirkprofil der Sektorstücke hat, auf seiner ganzen Wirklänge nur den erforderlichen Durchlaß für das Material bildet, so daß irgendwelche Wellungen oder Faltenbildungen ausgeschlossen sind. Die Sektorstücke 1 treiben dann im weiteren Verfolg das Werkstück 23 nach oben, wobei dessen Durchmesser schon nahe dem Enddurchmesser ist, wobei seine Wandung progressiv eine kleine Verdickung erfährt. Sind die Wirkkanten der Sektorstücke 1 109840/1278

zusammen mit dem Werkstück in der Horizontallage bezüglich, der Schwenkächsen der Sektorstücke angelangt, übernimmt der Gegenlagerkörper 24, der ebenfalls dort angekommen ist, die Holle der Ziehplatine 20, um die weitere Verformungsarbeit abzustützen, die dem Werkstück auferlegt wird, um seine Dicke auf den Ursprungswert wieder zurückzuführen.

Es ist hervorzuheben, daß die Sektorstücke 1 in diesem Augenblick ohne seitliches Spiel zueinander liegen, und daß sie so einen kompletten, geschlossenen Ring bilden.

!fach Fertigstellung des Werkstückes 23 wird ein ölstrom zu der Zuleitung 19a gelenkt, und die Kolben 27 führen über die Hubsäulen 8 und die Zugstangen 31 die jeweils angeschlossenen Teile nach unten, so daß sich die Sektorstücke 1 und der Gegenlagerkörper 24, auf den das Werkstück 23 gepreßt ist, nach unten bewegen.

Erreicht der freie untere Hand des Werkstückes 23 die obere Stirnfläche der feststehenden Hülse 20, beginnt die Ausstoßung des Werkstückes, da das Werkstück festgehalten wird, während der Gegenlagerkörper seine Abwärtsbewegung fortführt. Am Ende der Abwärtsbewegung des Gegenlagerkörpers 24 ist das Werkstück freigegeben.

Soll ein besonders dünnwandiges Werkstück teilweise reduziert werden, dessen Material möglicherweise auch noch wenig dehnbar ist, kann es geschehen, daß der Werkstückbereich, der unmittelbar benachbart zu dem belasteten Bereich liegt und der den Hals des Werkstückes bildet, zu Knickerscheinungen und sonstigen Deformierungen neigt. Um dem abzuhelfen, ist die in Pig. 3 dargestellte Vorrichtung vorgesehen, die ein von einer Membran 38 gebildetes Druckluftkissen beinhaltet. Die hülsenartige Ziehplatine 20 ist leicht abgestumpft, um eine schnellere Wirkungsweise zu ermöglichen.

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Per Anfang der !Reduzierung bewirkt, daß der Gegenlagerkörper 24 aus der Hülse austritt, und in diesem Augenblick wird die Membran 38.mit Druckluft gespeist und bläht sich pilzförmig auf (Fig. 4), wobei sie sich gegen das Kopfstück 37 abstützt. Sie legt..sich damit gegen die Wandung des Werkstückes an. Ist das Werkstück fertiggestellt, wird die Druckluft aus der Membran 38 abgelassen, die damit ihre Ursprungsform annimmt, so daß der vorstehend beschriebene Rückführungs- und Ausstoßvorgang ohne weiteres durchgeführt werden kann.

Reduzierung eines Werkstückes auf seiner ganzen Länge:

In diesem Fall muß der Boden des Werkstückes oben gegen die Ziehplatine der Hülse 20 zur Anlage gebracht werden, deren Form sich das Werkstück anschmiegen muß, indem es auf das entsprechende Bogenprofil plattiert wird. Im Augenblick des Arbeitsbeginnes bewegen sich die Sektorstücke 1 dann nach oben, ohne das Werkstück, dank dessen Form, mitzunehmen, damit sie ihre Wirkzonen in Arbeitsstellung bringen. Der Gegenlagerkörper 24·, der dann mit einer vorbestimmten Verzögerung angetrieben wird, stößt nun auf das Werkstück 23 und treibt dieses, indem er es auch unterstützt, durch die von den Sektorstücken 1 gebildete Ziehdüse. Es versteht sich, daß hierbei der Antrieb der Sektorstücke 1 von dem Antrieb des Gegenlagerkörpers 24 abgekuppelt ist, so daß voneinander unabhängige Bewegungsabläufe möglich sind.

Hierbei ist es möglich, ein Werkstück fertigzustellen, ohne daß an seinem Boden gezogen werden muß, so daß eine Reduzierung ohne Einzwängung der Basis mit einem beträchtlichen Reduzierungskoeffizienten möglich ist.

Es ist ferner hervorzuheben, daß auf diese Weise auch beispielsweise längsverzahnte Werkstücke, wie Ritzel, Rollen für verzahnte Riemen u.dgl., hergestellt werden können.

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Claims (6)

1. Patentansprüch

   Maschine zum Reduzieren von rohrförmigen Werkstücken, mit einer im oberen Bereich als Ziehplatine ausgebildeten, ortsfesten Hülse, einem darin auf- und abbewegbar gelagerten Gegenlagerkörper und gegen die Ziehplatine und den Gegenlagerkörper hochschwenkbaren Sektorstücken nach Patent

   (Patentanmeldung P 17 52 14-5.8-14), dadurch gekennzeichnet , daß der Gegenlagerkörper (24·) einen eigenen, mit dem Antrieb für die Sektorstücke (1) synchronisierten und deren Bewegungen reproduzierenden, Pleuelstangen (29) beinhaltenden Antrieb aufweist.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Sektorstücke (1) mittels Pleuelstangen (5) angetrieben sind.
3. 3· Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektorstücke (1) mit ihren Lagerkörpern (2) und die Pleuelstangen (5) sowohl an den Sektorstücken (1) als auch an ihrer antriebsseitigen Abstützung auf Nadelrollen (i2,i2a) gelagert sind.
4. 4·. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Sektorstücke (1) und der Antrieb des Gegenlagerkörpers (24·) voneinander abkuppelbar sind.
5. 5- Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Pleuelstangen (5) der Sektorstücke (1) als auch die Pleuelstangen (29) cLes Gegenlagerkörpers (24-) von gemeinsamen Hydraulikzylindern (18) antreibbar sind.
6. 6. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 5« dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder (18) und ein Support (21) für die

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   Hülse (20) an einem gemeinsamen Tisch (9) befestigt sind.

   7* Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kopfende des Gegenlagerkörpers (24) ein Druckluftkissen in Form einer aufblähbaren Membran (38) angeordnet ist.

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