DE2363629C2 - Vorrichtung zum Umformen eines runden Rohres in ein rechteckiges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer solchen bekannten Vorrichtung (US-PS 66 285) wird die Spreizung des Dorns mittels Gelenkparallelogrammen, Mehrstufenkeilen oder Hydraulikzylindern durchgeführt, mit deren Hilfe es möglich ist, den Dorn in zwei zueinander winkelrechte Richtungen auseinander zu spreizen.

Der Dorn besteht hierzu im wesentlichen aus einem oberen und einem unteren Spreizbalken. Die vertikale Entfernung der beiden Balken voneinander ist durch die genannten Hilfsmittel veränderbar. Die Balken tragen auf ihrer oberen bzw. unteren ebenen Oberfläche je zwei plattenförmige Stangen, die auf ihrer Auflage quer zur Achsrichtung des Dorns verschiebbar sind. Die Stangen sind an den einander zugewandten Seiten mit Mehrstufenkeilen versehen. Zwischen ihnen ist eine in Achsrichtung verschiebbare Zugstange angeordnet. Diese ist mit einer Mehrstufenkeilverzahnung versehen, die zu den Mehrstufenkeilen der plattenförmigen Stangen paßt. Durch Längsverschiebung der Zugstange können die seitlichen Stangen auseinander gespreizt und so zur Anlage an die Rohrinnenwand gebracht werden und darüber hinaus das Rohr in horizontaler Richtung auseinanderziehen und damit die horizontalen Wände des rechteckigen Rohres herstellen.

Durch die Vertikalbewegung der Spreizbalken und die Horizontalbewegung der plattenförmigen Stangen wird die zunächst zylindrische oder ovale Rohrwand in vertikaler und horizontaler Richtung zu vertikalen und horizontalen Wänden eines Rechteckrohres verformt, wobei die Außenkanten der plattenförmigen Stangen die Ecken des Vierecks formen. Die Dehnung des Rohrmaterials muß dabei soweit gehen, daß die

ίο Elastizitätsgrenze des Materials überschritten wird, damit sich eine bleibende Verformung ergibt

Diese bekannte Vorrichtung ist sehr kompliziert, aufwendig und schwer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Verformung des Rohres, insbesondere die Ausformung der Ecken des Viereckrohres mit einfacheren Mitteln wirtschftlicher erreicht wird. Diese Aufgabe wird durcii die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist eine Arbeitsbewegung in nur einer Richtung ausreichend, und trotzdem wird eine Ausdehnung des zu formenden Rohrs in zwei zueinander winkelrechten Richtungen veranlaßt, was sicherstellt, daß die vier Seiten des Rohrs bis über die Elastizitätsgrenze ausgedehnt werden und somit dauernd gerade bleiben. Die die Ausdehnung des Rohrs veranlassenden Spreizbalken können sich nämlich automatisch in einer zur Spreizbewegung winkelrechten Richtung bei einer bestimmten Stufe der Ausdehnung ausdehnen und kommen wieder von selbst nach dem Ende der Ausdehnung zur Anfangsstellung zurück, ohne daß hierfür komplizierte Triebmechanismen erforderlich wären. Diese selbsttätige Spreizung der Spreizbalken wird mit Hilfe von konstruktioneil einfachen schwenkbaren stangenartigen Kontaktleisten bewirkt, die an den Längsecken der beiden Spreizbalken angelenkt sind. Der Umstand, daß die die Ausdehnung des Dorns veranlassende, von außen zu entwickelnde Arbeitsbewegung sich auf nur eine Bewegungsrichtung beschränkt, macht die Konstruktion und Funktion der gesamten Vorrichtung beträchtlich einfacher.

Die Erfindung wird unten mit Bezug auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der allgemeinen Konstruktion einer Ausführungsform der Formungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 die Vorrichtung in perspektivischer Frontalansicht mit dem etwas auf den Dorn aufgeschobenen zu formenden Rohr,

F i g. 3 perspektivisch vergrößert einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1 bei der Anfangsstufe der Ausdehnung des Rohrs,
F i g. 4 eine Schnittansicht einer Ecke des Spreizbalkens bei der Endstufe der Rohrausdehnung,

F i g. 5 und 6 als Schnittansicht eine Ecke des Spreizbalkens einer Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung bei der Anfangsstufe bzw. bei der Endstufe der Ausdehnung.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Formungsvorrichtung umfaßt einen Rahmen 1, einen Dorn 2 und eine Schubvorrichtung 3. Das zu formende spiralgeschweißte Blechrohr ist mit 4 bezeichnet worden.
Der Dorn 2 umfaßt einen mit dem Rahmen 1 fest

f)5 verbundenen vorspringenden waagerechten festen Balken 5 sowie einen oberhalb von ihm im Abstand angeordneten waagerechten beweglichen Spreizbalken 6, der vom festen Balken 5 mittels mehrerer

Kolbenstangen 8 von hydraulischen Zylindern 7 getragen wird. Die hydraulischen Zylinder sind mittels Leitungen 9 mit einer Druckquelle am Rahmen 1 verbunden.

Beide Balken 5, 6 tragen je zwei längsgerichtete Stützstücke 10 (Fig.3), deren Außenecken je eine Vertiefung 11 von V-förmigem Querschnitt aufweisen, in der eine sich über die gesamte Länge der Balken erstreckende stangenartige Kontaktleiste 12 angeordnet ist. Die Kontaktleiste ist an ihren entgegengesetzten Längsecken gerundet, und die Anordnung ist derartig, daß jede Kontaktleiste in der Vertiefung begrenzt verschwenkt werden kann, und zwar von der in der F i g. 3 genauer gezeigten Anfangslage zur in der F i g. 4 gezeigten Endlage. Die Kontaktleiste erstreckt sich mit ihrem AußenenJe bis über die Außenränder des Stützstückes 10 hinaus. Die Feder 13 strebt danach, die Kontaktleiste in ihre Anfangslage zurück zu ziehen.

Die Schub vorrichtung 3 umfaßt einen waagerechten hydraulischen Zylinder 14, an dessen Kolbenstange 15 ein Befestigungshalter 16 der das zu formende runde Rohr 4 auf den Dorn 2 schiebt, befestigt ist. Mit 17 sind Tragrollen bezeichnet, die das Rohr stützen.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn das Rohr 4 mit dem hydraulischen Zylinder 14,15 dem Dorn 2 zu geschoben wird, gelangt der vordere Rand des Rohrs in Berührung mit den Steuerrollen 18 am Eingangsende des Dorns und wird stufenweise auf diese Rollen gezwungen. Die Steuerrollen veranlassen somit eine vorbereitende Vorformung des Rohrs, so daß das vordere Ende des Rohrs und stufenweise das gesamte Rohr auf den Dorn übergehen kann. Wenn das gesamte Rohr auf den Dorn geschoben worden ist, wird der bewegliche Spreizbalken 6 mittels der hydraulischen Zylinder 7,8 nach oben gedruckt, so daß beide Balken 5, 6 voneinander entfernt werden und ihre Kontaktleisten 12 mit dem Rohr in Berührung kommen, wie in Fig.3 gezeigt worden ist.

Wenn der Spreizbalken 6 weiter nach oben gedruckt wird, wird das Rohr ausgedehnt, so daß die senkrechten Seiten 4a gerade werden und die Wölbung der waagerechten Seiten 4b so vermindert wird, daß das Rohr über jede Kontaktleiste gleitet. Bei einer bestimmten Stufe sind die auf die Rohrwand wirkenden Reibungs- und Formveränderungskräfte so groß, daß kein Gleiten über die Kontaktleisten mehr stattfinden kann, auch wenn die waagerechten Seiten 4b noch etwas gewölbt wären. Wenn die ausdehnende Kraft in den waagerechten Seiten 4b weiter ansteigt, beginnen die Kontaktleisten 12 sich gegen die Wirkung der Federn 13 in ihren Vertiefungen 11 zu verschwenken. Bevor der Schwenkwinkel der Kontaktleiste den Wert 45° erreicht hat, wirkt die Kraft der Feder 13 und die zum Ausrichten der noch gewölbten Seite 4b erforderliche Kraft dem Schwenken der Kontaktleiste entgegen. Diese Kräfte sind aber kleiner als die die Seiten 4a beeinflussenden Kräfte. Nachdem der Schwenkwinkel der Kontaktleisten größer als 45° geworden ist, ist die auf die Seiten 4b wirksame Komponente der Ausdehnungskraft größer als die auf die Seiten 4a wirksame Komponente, wodurch auch die Seiten 46 ausgerichtet werden. In der Fig.4 hat die Kontaktleiste ihren endgültigen Schwenkwinekl ä2 erreicht. Die Länge L

ίο der Kontaktleiste und der Winkel «2 werden im Verhältnis zum Ausgangswinkel αϊ der Kontaktleiste so gewählt, daß die quergerichtete Ausdehnung 2 V (F i g. 4) der waagerechten Seiten groß genug ist, um in den Seiten 4b eine permanente Formveränderung zu veranlassen. Die Kontaktleisten können ihre Endstellungen (Fig.4) einnehmen, bevor die eigentliche Arbeitsbewegung und somit auch die Ausdehnung der senkrechten Seiten 4a vollendet worden ist. Wenn die Ausdehnung des Rohrs vollendet ist, wird der Spreizbalken 6 gesenkt, so daß das Rohr frei wird und vom Dorn abgezogen werden kann.

Die F i g. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform, die der Funktionsweise nach der oben beschriebenen ähnlich ist, aber sich davon im bezug auf die Konstruktion der Tragleisten unterscheidet.

In den F i g. 5 und 6 ist am Spreizbalken 6 ein Stutzen 19 befestigt, an dem ein längsgerichtetes Federstahlband 20 befestigt ist, das mit einer stangenartigen Kontaktleiste 21 verbunden ist, die sich über die gesamte Länge des zu verformenden Rohrs erstreckt. Eine Feder 22 drückt zusammen mit der Federkraft des Federstahlbandes 20 die Kontaktleiste 21 nach oben, in welcher Lage eine Stellschraube 23 in einem Fortsatz der Kontaktleiste gegen den Stutzen 19 zur Anlage kommt und die Schwenkbewegung der Kontaktleiste beschränkt. Die Kontaktleiste wird mit dem Rohr 4 in Berührung gebracht, indem der Spreizbalken 6 nach oben gehoben wird, wobei ein an der Spitze der Kontaktleiste 21 angebrachter längsgerichteter runder Stab 24 das Rohr am ersten berührt. Wenn die Hebebewegung fortgesetzt wird, dreht sich die Kontaktleiste schließlich unter Verbiegung des Federstahlbandes in ihre untere Lage (F i g. 6) in Übereinstimmung mit derselben Theorie, wie oben beschrieben wurde, und drückt sich gegen den Spreizbalken 6. Mittels der Stellschraube 23 kann die Ausgangslage der Kontaktleiste, d. h. die Strecklänge V der Seite 4b eingestellt werden.

Die Zeichnung und die damit verbundene Beschreibung sind nur dazu vorgesehen, die Idee der Erfindung zu veranschaulichen. In ihren Einzelheiten kann die Formungsvorrichtung gemäß der Erfindung sogar beträchtliche Variabilität im Rahmen der Patentansprüche aufweisen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umformen eines runden Rohres in ein rechteckiges mit einem auseinander spreizbaren Dorn mit einer Länge gleich der des umzuformenden Rohres, der in Längsrichtung des Dorns zwei rechtwinklig zur Längsrichtung des Doms bewegbare Spreizbalken aufweist, die zur Anlage an der Rohrinnenwand je zwei Eckenteile zum Ausdehnen des Rohrs in zwei zueinander winkelrechten Richtungen tragen, dadurch gekennzeichnet, daß an den genannten Eckenteilen der Spreizbalken (5, 6) untereinarder parallele, sich über die gesamte Länge des zu formenden Rohrs (4) erstreckende Kontaktleisten (12; 21) angeordnet sind, die an den Spreizbalken um eine mit der Längsrichtung des Dorns (2) parallele Achse schwenkbar gelagert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kontaktleisten (12) aus Stangen bestehen, die in den Spreizbalken (5, 6) geformten längsgerichteten Vertiefungen (11) schwenkbar gelagert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet dadurch, daß die Kontaktleisten (21) aus Stangen bestehen, die scharnierartig mit Gelenken an den Spreizbalken (5,6) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Gelenk aus einem Federstahlband (20) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß an den längsgerichteten Außenrändern der Kontaktleisten (21) mit den Drehachsen der Stangen parallele Rundstäbe (24) befestigt sind.

6. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch Federn (13; 22), die die Kontaktleisten (12; 21) gegen eine Endlage des Drehbereichs der Leisten drücken.