DE2909142A1 - Vorrichtung zur herstellung von rohrkoerpern mit axial aufeinanderfolgenden querwellen - Google Patents

Description

BENTELER - WERKE AG

Werk Neuhaus 2 9 O 9 1 A 2

Residenzstraße 1

479o Paderborn NH-31o

Vorrichtung zur Herstellung von Rohrkörpern mit axial aufeinanderfolgenden Querwellen

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 28 51 944.o)

Der Gegenstand des Hauptpatents ... (Patentanmeldung P 28 51 944.0) betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohrkörpern mit axial aufeinanderfolgenden Querwellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. |

Durch die DE-AS 13 o3 671 zählt eine Vorrichtung zur |

fortlaufenden Erzeugung ringförmiger Wellen an einem Rohr zum | Stand der Technik. Der hierbei ortsfest gelagerte, vertikal an- |

geordnete Kernzapfen besitzt einen schaftartigen hohlen Längen- g abschnitt zur Führung eines mehrteiligen Rohrdorns sowie eine | endseitig des Zapfenschafts vorgesehene kolbenartige Verdickung, j welche Gin Widerlager für durch hydraulisch beaufschlagbare | Schubkolbeneinheiten radial verlagerbare Halte- und Formbacken 1 bildet. Nach dem Aufschieben auf den Kernzapfen wird das glatt- | wandige Ausgangsrohr zunächst durch die Halte- und Formbacken £ am Zapfenkolben festgelegt. Danach werden mit dem Rohrdorn ver- j bundene, durch radial angeordnete, hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheiten verlagerbare Klemmbacken außenseitig an des Ausgangsrohr angepreßt, wobei der Rohrdorn die innere Abstützung bildet. Zwischen dem Zapfenkolben, dem Rohrdorn und dem Ausgangsrohr ist dadurch ein kreisringförmiger Aufweitraum entstanden, der über den hohlen Zapfenschaft und eine Querbohrur.g mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, sodaß sich die

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Rohrwand nach außen ausbaucht. Ist ein bestimmtes Maß der Ausbauchung erreicht, wird der Rohrdorn zusammen mit den Klemmbacken und dem eingespannten Ausgangsrohr in Richtung auf den Zapfenkolben bewegt, und zwar mit Hilfe von parallel zum kern-' zapfen angeordneten, hydraulisch beaufschlagbaren Schubkolbeneinheiten, wobei die Rohrwand ausgedehnt und eine ringförmige Welle gebildet wird.

Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung ist die Abdichtung des Aufweitraums im Bereich des Zapfenkolbens und des Rohrdorns. Zu diesem Zweck sind Dichtungsringe aus einem elastischen Material vorgesehen, die axial zusammendrückbar sind, sich dadurch radial verformen und gegen die Innenwand des Ausgangsrohrs beziehungsweise der voraufgehend erzeugten Querwelle anpressen. Das Zusammendrücken der Dichtungen wird sowohl im Bereich des Zapfenkolbens als auch des Rohrdorns durch schubkolbenartige Systeme bewirkt, die durch ein Hydraulikfluid axial verlagerbar sind. Die elastischen Dichtungen werden folglich beim Wellen des Ausgangsrohrs dauernd zusammengedrückt und wieder entspannt, wodurch das Material zwangsläufig ermüdet beziehungsweise verschleißt. Undichtigkeiten sind die Folge. Darüber hinaus müssen die zum Zusammenpressen der elastischen Dichtungen notwendigen Schubkolbensysteme mit hohem Aufwand abgedichtet werden.

Die hierdurch erforderlichen genauen Passungen und Dichtungen erhöhen den Fertigungsaufwand beträchtlich. Ferner ist ein vermehrter Wartungsaufwand erforderlich» um die einwandfreie Funktion der Vorrichtung sicherzustellen. Besonders nachteilig ist aber die Zuführung des Hydraulikfluids zu dem Schubkolbensystem im mehrteiligen Rohrdorn. Hierzu wird nämlich in den hohlen Schaft des Kernzapfens noch ein weiteres Rohr eingelegt. Auch ist es von Nachteil, daß das Schubkolbensystem im Zapfen-

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kolben mit Druckflüssigkeit versorgt werden muß. Zu diesem Zweck ist stirnseitig des Zapfenkolbens eine weitere Druckflüssigkeitsleitung vorgesehen. Diese behindert gleichermaßen das Abnehmen eines fertiggewellten Rohrs und das Aufschieben eines neuen, glattwandigen Ausgangsrohrs. Ein automatisches Beschicken mit Werkstücken ist folglich nicht denkbar. Darüber hinaus benötigt die bekannte Vorrichtung sehr viel Aufstellungsraum, weil die Schubkolbeneinheiten zur Verlagerung des Rohrdorns und damit der Klemmbacken mit erheblichem Abstand umfangsseitig des Ausgangsrohrs angeordnet sind und ferner die Klemmbacken durch radial angeordnete, hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheiten bewegt werden.

Dem Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 28 51 9M.0) liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohrkörpern mit axial aufeinanderfolgenden Querwellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die kompakter baut, weniger störungsanfällig ist und welche insbesondere eine automatische Beschickung ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach dem Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 28 51 91)^.0) in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. ·"

Hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, die eine vergleichsweise nur geringe.radiale Erstreckung über den Außenumfang des Ausgangsrohrs hinaus besitzt. Sie kann dadurch auch unter beengten räumlichen Verhältnissen eingesetzt werden. Die Mittel zum klemmenden Erfassen des Ausgangsrohrs und zum Vorschieben des Ausgangsrohrs zwecks Wellung schmiegen sich eng um das Ausgangsrohr. Im Innern des Ausgangsrohrs sind keine Schubkolbensysteme mehr vorgesehen, die genau gefertigte Paßteile, verschleißgefährdete Dichtungen und ähnliches benötigen.

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Der Rohrdorn ist einteilig und gleitet mit seiner gesamten Länge auf dem Schaft des Kernzapfens.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Kernzapfen fliegend gelagert ist und stirnseitig keine Zuführung für ein Hydraulikfluid aufweist, weil auch der Zapfenkolben kein Schubkolbensystem mehr besitzt. Der stirnseitige Zugang zur Vorrichtung ist völlig frei, so daß ohne weiteres eine automatische Beschickung mit glattwandigen, fixgeschnittenen Ausgangsrohren und die Abnahme der gewellten Rohre erfolgen kann. Das Erfassen des Ausgangsrohrs erfolgt mit Hilfe von axialgerichteten Spannfingern, die durch einen relativ zu den Spannfingern verlagerbaren, das heißt verfahrbaren Klemmkolben an las Ausgangsrohr und damit an den eine innere Abstützung bildenden Rohrdorn angepreßt werden. Durch das Eingreifen der Ringkragen in die entsprechenden Ringnuten werden umfangsseitige Druckkammern gebildet, die bei Beaufschlagung mit Hydraulikfluid eine vorgewählte Verlagerung der verschiedenen Teile in die gewünschte Richtung ermöglichen. Der Aufweitraum zwischen dem Zapfenkolben und dem Rohrdorn wird durch einfache ,metallische Dichtung der Halte- und Formbacken am Zapfenkolben beziehungsweise der Spannfinger am Rohrdorn selbstverständlich unter Einschluß des Ausgangsrohrs erzielt. Zusätzliche aufwendige Dichtungssysteme, wie bei der bekannten Vorrichtung, entfallen.

Durch Verlagerung des Stauchzylinders gegenüber dem Wellungszylinder wird bei festgespannten Halte- und Formbacken die Wellung erzeugt, wobei durch die Relativverlagerung von Wellungszylinder und Stauchzylinder das axiale Maß der Wellung bestimmbar ist.

Der Kernzapfen ist vergleichsweise einfach aufgebaut, da nur e?.ne Längsbohrung sowie mindestens eine Querbohrung er-

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forderlich sind, um das Druckfluid zur Aufweitkammer hin zu führen.

Gemäß einem weiterbildenden Merkmal des Hauptpatents ... (Patentanmeldung P 28 51 944.o). ist vorgesehen, daß der WeI-lungszylinder an beiden Stirnseiten einerseits zur Erweiterungshülse und andererseits zur Kernzapfenlagerung relativ verlagerbare Einstellmuttern aufweist. Hierbei dient die Einstellmutter im Bereich der Erv.eiterungshülse dazu, den Stauchweg zu justieren, während mit der Einstellmutter im Eereich der Kernzapfenlagerung eine stufenlose Justierung des Wellenabstands möglich ist.

Obwohl es diese Ausbildung erlaubt, sowohl den Stauchweg als auch den WeIl-.nabstand in Abhängigkeit von den jeweils gewünschten Abmaßen der Wellungen zu ändern, ist jede einmal gewählte Einstellung für den nachfolgenden Arbeitsablauf aber damit fixiert. Die Wellungen bleiben über die gesamte Länge des 'Wellrohrs bezüglich radialer Erstreckung und Wellenabstand gleich. Es wäre daher nur mit einem unvertretbar hohen manuellen Aufwand mög]ich, ein gewelltes Rohr zu erzeugen das, || über seine Länge gesehen, stufenlos oder stufenweise unter- |Jt schiedliche radiale Wellenabmessungen beziehungsweise verschie- |>

Ir dene axiale Wellenabstände besitzt. ^/

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die -V

i Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent ... ( Patentanmeldung *^J

P 28 51 944.ο ) so weiter auszubilden, daß auch derartige *■·!

Wellrohre erzeugt werden können. |-,'·

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in .V

den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. - £_;

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Durch eine insbesondere vorprogrammierte geregelte Verdrehung der in beiden Endabschnitten des Wellungszylinders angeordneten Ringscheiben um die Längsachse des Wellungszylinders können nunmehr nach Fertigstellung einer Wellung in der rückwärtigen Endlage des Wellungszylinders und des Stauchzylinders gezielt diejenigen axialen Vorsprünge an den Ringscheiben mit den Festanschlägen an der Erweiterungshülse beziehungsweise an der Kernzapfenlagerung in frontale Übereinstimmung gebracht werden, die im Vergleich zur voraufgenend hergestellten Wellung entweder eine demgegenüber radial größere oder kleinere Wellung und/oder einen unterschiedlichen Abstand von zwei axial aufeinanderfolgenden Wellungen beim nächsten Arbeitshub erzeugen. Dies kann nach jeder Wellung oder nach einer bestimmten Anzahl von untereinander gleichen Wellungen erfolgen.

Es ist also auf diese V/eise möglich, gewellte Rohre herzustellen, die zum Beispiel eine konische oder diaboloförmige Außenkontur aufweisen. Dabei kann sich die Konizität oder die Diaboloform kontinuierlich von Wellung zu Wellung oder stufenweise über mehrere Wellungen ändern, wobei dann zwei, drei oder mehrere Wellunger. gleiche radiale Ausdehnungen beziehungsweise gleiche axiale Abstände haben, woran sich dann die nächste Stufe mit derselben Ausbildung oder einer anderen Ausbildung anschließt. Auch andere von der reinen Zylinderform abweichende Vorrichtung sind ohne weiteres herstellbar. Die erfindungsgemäße Ausbildung gestattet es daher, speziell solche gewellten Rohre zu fertiger, die als Deformationsglied Bestandteil von Sicherneitslenksäulen für Personenkraftwagen bilden und bei denen eine ganz bestimmte Charakteristik der Deformation im Arbeitsaufnahmevermögen des Kraft/Weg-Diagramms beabsichtigt ist. Die Verdrehregelung der Ringscheiben kann programmgesteuert ablaufen, und zwar in Abhängigkeit von der gewünschten Kontur des zu wellenden Rohrs.

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Die axialen Vorsprünge können über den Umfang der Ringscheiben stufenlos oder stufenweise anwachsen beziehungsweise abfallen. Im Hinblick auf die Erfordernisse der Praxis besteht jedoch eine bevorzugte Ausfiihrungsform der Erfindung darin, daß die axialen Vorsprünge durch über den Umfang der Ringscheiben verteilt angeordnete Anschlagnocken unterschiedlicher Länge gebildet sind.

3h diesem Zusammenhang ist es denkbar, daß zwei oder mehrere Gruppen von untereinander bezüglich der Länge gleichmäßig abgestuften Anschlagnocken vorgesehen werden. Dementsprechend ist dann an der Erweiterungshülse beziehungsweise an der Kernzapfenlagerung eine entsprechende Anzahl von Festanschlägen in gleichmäßiger umfang3seitiger Verteilung vorgesehen.

Eine vorteilhafte" Ausführungsform wird jedoch darin gesehen, daß jeweils zwei Anschlagnockengruppen mit von Anschlagnocke zu Anschlagnocke abweichender Länge über einen Umfang von 180° je Ringscheibe vorgesehen sind, wobei sich die gleich langen Anschlagnocken jeder Anschlagnockengruppe - bezogen auf die Drehachse der Ringscheiben - einander diametral gegenüber liegen. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß beim Anschlag die Belastung der Vorrichtungsteile gleichmäßig ist und eine Verklemmung vermieden wird.

Die geregelte Verdrehung der Ringscheiben wird nach der Erfindung dadurch bewirkt, daß die Ringscheiben umfangsseitige Zahnkränze aufweisen, in welche von Bremsgetriebemotoren angetriebene Ritzel eingreifen. Durch entsprechende Steuerung der Bremsgetriebemotoren, welche zum Beispiel vorprogrammiert sein kann, ist es demnach möglich, jeden beliebigen Anschlagnocken der Ringscheiben in die gewünschte Frontallage gegenüber den Festanschlägen an der Erweiterungshülse bezie-

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hung3weise an der Kernzapfenlagerung zu bringen. Es können somit in beliebiger Reihenfolge hohe oder weniger hohe Wellungen gefertigt und/oder der Abstand von zwei aufeinanderfolgenden Wellungen beliebig geändert werden.

In bevorzugter Weise sind erfindungsgemäß die Ringscheiben mit den Anschlagnocken zuzuordnenden Schaltnocken versehen, welche mit die DremsgetrieberiOtoren beeinflussenden Endschaltern zusammenwirken. Mit Hilfe der Schaltnocken kann folglich unmittelbar an den Ringscheiben eine bestimmte Wellungsfolge vorprogrammiert werden. In der zurückgezogenen Ruhelage von Wellungszylinder und Stauchzylinder erfolgt an die Bremsgetriebemotoren ein Impuls, so daß die Ringscheiben verdreht werden. Die in bestimmter Anordnung vorgesehenen Schaltnocken kontaktieren nach Durchlauf des jeweiligen Verdrehwinkels die Endschalter, welche dann wieder die Brensgetriebemotoren dahin- ,, gehend beeinflussen, daß diese stillgesetzt werden.

Zur freien Einstellung des V.'ellungsprogranms sieht die Erfindung vor, daß die Schaltnocken umfangsseitig der Ringscheiben verlagerbar sind. Ls können in Abhängigkeit von der Anzahl der vorgesehenen Anschlagnocken beliebig viele Schaltnocken vorgesehen werden. Soll jedoch eine Wellung mit nur zwei oder beispielsweise drei unterschiedlichen Wellungen pro zu wellendes Rohr durchgeführt werden, so genügen folglich auch nur zwei oder drei Schaltnocken, die den entsprechenden Anschlagnocken am Umfang der Ringscheiben zugeordnet werden. Analoges gilt dann für die Ringscheibe, über die der Wellungsabstand steuerbar ist.

Eine den praktischen Anforderungen besonders gerecht werdende Ausbildung kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß die Schaltnocken Bestandteil von Ringscheibensegmenten bil-

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den, die rückseitig der Ringscheiben auswechselbar befestigt % sind. In diesem Fall wird folglich das vorbestimmte Programm j| mittels kompletter Ringscheibensegmente an den Ringscheiben be- % festigt. Es genügen deshalb Ringscheibensegmente, weil pro ί Ringscheibe mindestens zwei Anschlagnocken gleicher Länge sich $ diametral einander gegenüber liegen. Die Halterung der Ringscheibensegmente kann über Schnappverschlüsse bewirkt werden- ■

Das Anlaufen der Bremsgetriebemotoren in der zurückge- g zogenen Endlage des Wellungszylinders und des Stauchzylinders | wird nach der Erfindung dadurch eingeleitet, daß der Wellungs- , 1 zylinder einer. Anschlag besitzt, der in der Ruhelage des-Wellungszylinders mit einem die Bremsgetriebemotoren beeinflussen- ϊ, den Endschalter zusammenwirkt. Kontaktiert mithin nach erfolgter Erzeugung einer Wellung dieser Anschlag den Endschalter, läuft der angewählte Brensgetriebemotor an und verdreht die entsprechende Ringscheibe programmgemäß so lange, bis der vorgesehene Schaltnocken den zugeordneten Endschalter betätigt, wodurch der Bremsgetriebemotor wieder stillgesetzt wird. Eine neue Wellung entsprechend dem vorgewählten Programm kann beginnen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in vertikalem Längsschnitt eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohrkörpern mit axial aufeinanderfolgenden Querwellen in zwei unterschiedlichen Arbeitspositionen;

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung eine Stirnansicht auf eine einzelne Ringscheibe und

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Fig. 3 eine Draufsicht auf die Ringscheibe der Fig. 2.

Die aus der Fig. 1 hervorgehende Vorrichtung dient zur Herstellung eines gewellten Rohrkörpers, wie er beispielsweise als Bestandteil einer Lenksäule für ein Kraftfahrzeug Verwendung findet.

Sie umfaßt ein zylindrisch gestaltetes Gehäuse 1, das an einem Ende durch einen Deckel 2 verschlossen ist. Der Deckel 2 dient zur fliegenden Lagerung eines das Gehäuse 1 zentrisch durchsetzenden Kernzapfens 3. Der Kernzapfen 3 ist dabei mit einem im Durchmesser kleineren Fortsatz 3^f in eine Bohrung 4 des Deckels 2 stramm eingepaßt und außenseitig des Deckels 2 durch eine Mutter 5 zug- und druckfest gekontert.

! Dar Kernzapfen 3 besitzt einen langen, zylindrischen

Schaft 6 und einen kolbenartig geformten Endabschnitt 7. Der

> Zapfenkolben 7 weist einen zylindrischen Teil 8 auf, dessen

Durchmesser dem Innendurchmesser eines glattwandigen Ausgangsrohrs 9 entspricht, das gewellt werden soll. Zur Stirnseite hin schließt sich an den zylindrischen Teil 8 ein kegelstumpf-■ förmiger Abschnitt 11 an.

; Der Zapfenschaft 6 und ein Teil des Zapfenkolbens 7

werden in Längsrichtung von einer Bohrung 12 durchsetzt, die im Mündungsbereich 13 an eine nicht näher dargestellte Druckquelle für ein Hydraulikfluid angeschlossen ist. Im übergang vom Zapfenschaft 6 auf den Zapfenkolben 7 verbinden mehrere Querbohrüngen I¹I die Längsbohrung 12 mit einem nachstehend noch näher beschriebenen Aufweitraum 15. Dargestellt ist nur eine Querbohrung 14.

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Der Zapfenschaft 6 dient zur weitgehend spielfreien Lagerung und Führung eines Rohrdorns 16, der nur im Bereich des Zapfenkolbens 7 einen zylindrischen Längenabschnitt 17 besitzt, der im Durchmesser dem Innendurchmesser des Ausgangsrohrs 9 entspricht. Im übrigen Längenabschnitt ist der Durchmesser des Rohrdorns 16 im Vergleich zum Innendurchmesser des Ausgangsrohrs 9 kleiner gehalten. Der hintere, äußere Endabschnitt des Rohrdorns 16 weist einen Ringkragen 18 mit einer Verschraubung 19 auf, welche der zug- und druckfesten Verbindung mit einem konzentrisch zum Rohrdorn 16 angeordneten, das Ausgangsrohr 9 jedoch mit Spiel übergreifenden Stauchzylinder 2o dient.

Der mit seinem inneren Endabschnitt 21 in einer am Gehäusedeckel 2 befestigten Hülse 22 zwangsgeführte Stauchzylinder 2o besitzt im zapfenkolbenseitigen Endabschnitt eine hülsenartige Erweiterung 23, die eine mit dem Stauchzylinder 2o am Innenumfang verschraubte Spannpatrone 24 axial übergreift. Die Spannpatrone 24 besitzt axialgerichtete, gleichmäßig über den Umfang des Ausgangsrohrs 9 verteilt angeordnete, begrenzt radial schwenkbare Spannfinger 25.

Die Spannfinger 25 weisen zu ihren freien Enden hin ansteigende kegelmantelförmige Außenflächen 26 auf, während die Innenflächen 27 in diesem Bereich zylindrisch gestaltet sind und in ihrer Länge etwa der Länge der abstützenden Gegenflächen 17 des Rohrdorns 15 entsprechen.

Umfangsseitig der Spannpatrone 24 ist ein kreisringförmiger Klemmkolben 28 axialverschieblich in der Erweiterungshülse 23 geführt. Er besitzt im Bereich der Außenfläche 26 der Spannfinger 25 eine sich konisch erweiternde Innenfläche 29. Ferner weist der Klemmkolben 28 im etwa mittleren Längenbereich einen umfangsseitigen Ringkragen 3o auf, der in eine Ringnut 31 der

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Erweiterungshülse 23 dichtend eingreift. Die beiderseits des Ringkragens 30 liegenden Räume 32 und 33 der Ringnut 31 sind über Anschlußbohrungen 34 beziehungsweise 35 an einen nicht näher dargestellten regelbaren Hydraulikkreislauf angeschlossen.

Die mit dem Gehäusedeckel 2 verbundene Hülse 22 dient außenseitig zur Führung eines aus drei koaxial aneinandergesetzten Abschnitten 36, 37, 38 bestehenden Wellungszylinders Die Hülse 22 weist einen Ringkragen 40 im etwa mittleren Längenbereich auf, der in eine Ringnut 4l des Wellungszylinders 39 dichtend eingreift. Die beiderseits des Ringkragens ^O befindlichen Räume 42 und 43 sind über Anschlußbohrungen 44 beziehungsweise 45 an einen nicht näher dargestellten regelbaren Hydraulikkreislauf angeschlossen.

Ferner ist aus der Fig. 1 zu erkennen, daß auch der Stauchzylinder 20 mit einem Ringkragen 46 in eine weitere Ringnut 47 des Wellungszylinders 3y dichtend eingreift. Auch hier sind die beiderseits des Ringkragens 46 liegenden Räume 48, über Anschlußbohrungen 50 beziehungsweise 51 an einen nicht n?iher dargestellten regelbaren Hydraulikkreislauf angeschlossen.

Endseitig des Wellungszylinders 39 sind axial festgelegte, jedoch um die Längsachse 52 verdrehbare Ringscheiben und 54 vorgesehen (siehe auch Fig. 2 und 3)· Die Ringscheiben 53 und 54 weisen umfangsseitig Zahnkränze 55 unö 56 auf, die mit Ritzeln 57 und 58 zusammenkämmen, welche auf den Abtriebswellen von Bremsgetriebemotoren 59 und 60 befestigt sind.

Die Ringscheibe 53 besitzt auf der der Erweiterungshülse 23 zugewendeten Stirnfläche 61 zwei Gruppen von Anschlagnocken 62a bis 62m beziehungsweise 63a bis 63m. Die Anschlagnocken 62a bis 62m und 63a bis 63m sind innerhalb jeder Gruppe gleichmäßig

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abgestuft. Jeweils gleich lange Anschlagnocken, zum Beispiel 62a und 63a oder 62g und 63g, liegen sich - bezogen auf die Drehachse 52 - einander diametral gegenüber.

Den Anschlagnocken 62a bis 62m und 63a bis 63m liegen frontal zwei Festanschläge 64, 65 gegenüber, die an der Erweiterungshülse 23 befestigt sind. Die Pestanschläge sind - bezogen auf die Drehachse 52 - um 180° zueinander versetzt angeordnet.

Entsprechend der Ringscheibe 53 besitzt auch die Ringscheibe 5¹* zwei Gruppen von Anschlagnocken 66a bis 66m und 67a bis 67m. Desgleichen sind an der durch den Deckel 2 gebildeten Kernzapfenlagerung Festanschläge 68 und 69 vorgesehen.

Wie die Fig. 2 und 3 ferner zeigen, ist jeweils rückseitig der Ringscheiben 53 und 5** (erläutert ist nachstehend nur die Anordnung an der Ringscheibe 53) ein Ringscheibensegment 70 lösbar festgelegt. Die Befestigung erfolgt beispielsweise durch Schnappverschlüsse 71. Das Ringscheibensegment 70 trägt in vorbestimmter Anordnung - beim Ausführungsbeispiel zwei Schaltnocken 72 und 73» die in ihrer Lage den Anschlagnocken 62d und 62a zugeordnet sind. Die Schaltnocken 72 und 73 wirke.ι mit einem Endschalter 7** zusammen, der seinerseits wieder impulsmäßig auf den Bremsgetriebemotor 59 einwirkt.

Wie weiter Fig. 1 erkennen läßt, ist am Außenumfang des Wellungszylinders 39 ein Anschlag 75 vorgesehen, der mit einem Endschalter 76 zusammenwirkt, welcher ebenfalls impulsmäßig, und zwar in Abhängigkeit vom Wellungsprogramm, auf die Bremsgetriebemotoren 59 und 60 einwirkt.

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In dem dem Deckel 2 entgegengesetzten Endabschnitt ist das zylindrische Gehäuse 1 mit den Gehäusen 77 von insgesamt vier jeweils um 90° zueinander auf dem Umfang versetzten Schubkolbeneinheiten 78 verbunden. Jede Schubkolbeneinheit 78 be-

steht aus einem Schubkolben 79 mit Kolbenstange 80, die mit einer Halte- bzw. Formbacke 8l fest verbunden ist.

Die beiderseits des SchubkolLans 79 liegenden Druckräume 82 und 83 sind über Anschlußbohrungen 8¹» beziehungsweise I 85 mit einem nicht näher dargestellten regelbaren Hydraulikkreislauf verbunden.

Die Halte- und Formbacken 81 sind radial zwangsgeführt und weisen jeweils nur einen abgerundeten nasenartigen Vorsprung 86 sowie eine spannpatronenseitig daran angrenzende, eine Wellung mitformende Ausnehmung 87 auf, welche zusammen mit den Stirnflächen 88 der Spannfinger 25 einen Wellungsraum 89 bilden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 oberhalb der Längsachse 52 befinden sich die Schubkolben 79 durch Beaufschlagung des Druckraums 82 über die ' Anschlußbohrung 81 in der radial außenliegenden Stellung, so daß sich auch die Halte- und Formbacken 81 im AbstandJ/om Zapfenkolben 7 befinden. Des weiteren ist der Druckraum 33 in der Erweiterungshülse 23 beaufschlagt, £•0 daß der Klemmkolben 28 in die rechte Endstellung verlagert ist und die Spannfinger 25 freiliegen. Ferner ist der Druckraum 1*3 im Wellungszylinder 39 über die Anschlußbohrung 15 mit Hydraulikfluid beaufschlagt, so daß sich der Wellungszylinder 39 in der linken Endstellung befindet, während der Druckraum U

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im Wellungszylinder 39 über die Anschlußbohrung 51 mit Hydraulikfluid beaufschlagt ist, so daß sich der Stauchzylinder 20 in der rechten Endstellung befindet.

lh dieser Position wird nun ein glattwandiges, fixge-. schnittenes Ausgangsrohr 9 von der Stirnseite des Gehäuses 1 her bis zur Bearbeitungslage in die Vorrichtung eingeführt.

Es sei ferner angenommen, daß durch entsprechende Programmwahl die Anschlagnocken 62a und 63a der Ringscheibe 53 und die Anschlagnocken 66a und 67a der Ringscheibe 5*< mittels der Bremsgetriebemotoren 59 und 60 in die dargestellte Position verlagert worden sind.

Zur Festlegung des Ausgangsrohrs 9 werden dann zunächst gemäß der Darstellung in Fig. 1 unterhalb der Längsachse 52 die Druckräume 83 der Schubkolbeneinheiten 78 über die Anschluß- I bohrungen 85 mit Hydraulikfluid beaufschlagt, so daß die Schubkolben 79 ausfahren und die Halte- und Formbacken 8l das Ausgangsrohr 9 an den Zapfenkolben 7 anpressen. Parallel hierzu oder kurzzeitig danach wird der Druckraum 32 in der Erweiterungshülse 23 über die Anschlußbohrung 31 beaufschlagt, so daß der Klemmkolben 28 in Richtung auf die Halte- und Formbacken 81 ausfährt und über seine konische Innenfläche 29 die Spannfinger 25 gegen den Außenumfang des Ausgangsrohrs 9 preßt und damit das Ausgangsrohr 9 zwishen der Ringfläche 17 des Rohrdorns l6 und der Spannpatrone 24 einklemmt. Auf diese Weise entsteht zwischen dem Zapfenkolben 7» dem Rohrdorn l6 und dem Ausgangsrohr 9 der Aufweitraum 15, welcher über die Querbohrung 14 und die Längsbohrung 12 im Zapfenschaft 6 an eine Druckquelle angeschlossen werden kann.

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Bei der Einleitung von Druckflüssigkeit über die Längsbohrung 12 und die Querbohrungen 14 in den Aufwei+raum 15 wird die Rohrwand zwischen den durch die Halte- und Formbacken 8l beziehungsweise dem Zapfenkolben 7 einerseits und durch die Spannfinger 25 beziehungsweise dem Rohrdorn 16 andererseits gebildeten Klemmbereichen leicht ausgebaucht. Die Höhe des Drucks im Aufweitraum 15 wird dabei so gewählt, daß durch das Ausbauchen des Ausgangsrohrs 9 keine Wandstärkenschwächung von Bedeutung erfolgt.

Wird nun anschließend unter Aufrechterhaltung des Innendrucks im Aufweitraum 15 der Druckraum 48 im Wellungszylinder 39 über die Anschlußbohrung 50 beaufschlagt, so wird das zwischen den Spannfingern 25 und dem Rohrdorn 16 eingeklemmte Ausgangsrohr 9 in Richtung auf den Zapfenkolben 7 verschoben und dabei eine erste Wellung im Wellungsraum 89 erzeugt. Die Halte- und Formbacken 81 pressen hierbei den Endabschnitt des Ausgangsrohrs 9 weiterhin fest an den Zapfenkolben 7 an.

Nach Fertigstellung der ersten Wellung wird zunächst der Aufweitraum 15 wieder entspannt und danach durch Beaufschlagung des Druckraums 33 in der Erweiterungshülse 23 der Klemmkolben 28 in die rechte Endstellung bewegt, so daß sich die ^r Spannfinger 25 wieder vom Ausgangsrohr 9 lösen.

Das Ausgangsrohr liegt nun frei auf dem Rohrdorn 16. Die Halte- und Formbacken 81 pressen jedoch auch weiterhin das Ausgangsrohr 9 an den Zapfenkolben 7 an.

Werden nun anschließend die Druckräume 42 und 49 im Wellungszylinder 39 beaufschlagt, so gleiten sowohl der Wellungszylinder 39 mit der Erweiterungshülse 23 als auch der

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Stauchzylinder 20 zusammen nit den Spannfingern 25 und dem Rohrdorn 16 um einen Weg zurück, der dem Stauchweg zuzüglich des Wellungsabstands entspricht. Die Halte- und Formbacken 81 bleiben auch hierbei noch a ι den Zapfenkolben 7 angepreßt.

Im Anschluß hieran wird der Druckraum 32 in der Erweiterungshülse 23 wieder beaufschlagt und die Spannfinger 25 werden über den Klemmkolben 28 an den Außenumfang des Ausgangsrohrs 9 und damit an den Rohrdorn 16 angedrückt. Daraufhin werden die Druckräume 82 der Schubkolbeneinheiten 78 beaufschlagt, so daß die Halte- und Formbacken 8l vom Ausgangsrohr 9 abheben.

Durch anschließende Beaufschlagung des Druckraums 43 im Wellungszylinder 39 wird das Ausgangsrohr 9 um den durch die Anschlagnocken 66a und 67a eingestellten Wellungsabstand axial in Richtung auf den Zapfenkolben 7 verschoben. Damit ist der Ausgangszustand wieder erreicht, so daß sich der vorstehend beschriebene Ablauf der Verformung eines glattwandigen Ausgangsrohrs 9 zu einem gewellten Rohr wiederholen kann.

Ist indessen beabsichtigt, die Höhe der Wellungen nach einer bestimmten Anzahl fertiger Wellungen, beispielsweise nach zehn Wellungen, zu ändern, so wird nach der zehnten Wellung bei Kontakt des Anschlags 75 am Endschalter 76 der Bremsgetriebemotor 5S in Bewegung gesetzt. Die Ringscheibe 5¹J dreht sich dann so lange, bis der Schaltnocken 12 den Endschalter 7¹* kontaktiert, der nun seinerseits durch einen Impuls den Bremsgetriebemotor 59 wieder stillsetzt. Der nunmehr zwischen den Anschlagnocken 62d, 63d einerseits und den Festanschlägen 6¹I, 65 andererseits vorhandene Abstand bildet den möglichen Stauchweg und damit die Voraussetzungen zur radialen Erstreckung einer Wellung.

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Das vorstehend erläuterte Prinzip gilt dann analog zur Änderung des Abstands von zwei aufeinanderfolgenden Wellungen.

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Bezuqszeichenaufstellung

1 Gehäuse

2 Deckel

3 Kernzapfen

3'Kernzapfenfortsatz

4 Bohrung in 2

5 Mutter

6 Zapfenschaft

7 Zapfenkolben

8 zylindr. Teil von 7 ⁽

9 Ausgangsrohr

10 Stirnseite von

11 kegelstumpfförmiger Teil von

12 Längsbohrung in

13 Mündungsbereich von

14 Querbohrung

15 Aufweitraum

16 Rohrdorn

17 Anlage von 16 an

18 Ringkragen

19 Verschraubung

20 Stauchzylinder

21 inneres Ende von

22 Hülse

23 Erweiterungshülse

24 Spannpatrone

25 Spannfinger

26 Außenflächen von

27 Innenflächen von 2b

28 Klemmkolben

29 konische Innenfläche von

30 Ringkragen von

31 Ringnut in 32

Druckräume in

34 Anschlußbohrung von

35 Anschlußbohrung von

37 Abschnitte von 39

39 Wellungszylinder

40 Ringkragen von 22

41 Ringnut in 39 42

Druckräume in 41

44 Anschlußbohrung von 4 5 Anschlußbohrung von 4

46 Ringkragen von 20

47 Ringnut
48

Druckräume in 47

50 Anschlußbohrung von

51 Anschlußbohrung von

52 Längsachse

ca Ringscheiben

55 Zahnkranz von 53

56 Zahnkranz von 54

57 Ritzel zu 55

58 Ritzel zu 56

59 Bremsgetriebemotor zu

60 Bremsgetriebemotor zu

61 Stirnfläche von

62 Anschlagnocken zu

63 Anschlagnocken

64 Festanschläge an

65 Festanschläge " "

66 Anschlagnocken zu

67 «· ti

68 Festanschlag am Deckel 2

69 « ··

70 Ringscheibensegment

71 Schnappverschiuß

72 Schaltnocken

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Fortsetzung

NH-310

73 Schaltnocken

74 Endschalter

75 Anschlag

76 Endschalter

77 Gehäuse

78 Schubkolbeneinheit

79 Schubkolben

80 Kolbenstange

81 Halte- u. Formbacke

z.i. Druckräume

oc Anschlußbohrung ob

86 Vorsprung riasenartig

87 Ausnehmung in

88 Stirnfläche von

89 Wellungsraum

030037/0A19

Claims (1)

1. 2909H2

   BENTELER - WERKE AG
   Werk Neuhaur.
   Residenzstraße 1

   479o Paderborn NH - 31ο

   Patentansprüche

   ; ί1.jVorrichtung zur Herstellung von Rohrkörpern mit

   "i axial aufeinanderfolgenden Querwellen gleichmäßiger Wanddicke '{ aus glattwandigen Ausgangsrohren durch stufenweise nacheinan- [i der erfolgendes radiales Auspressen der Rohrwand, welche einen I« ortsfest gelagerten Kernzapfen aufweist, der mit einem schaft-K artigen Längenabschnitt der Führung eines mittels Hydräulik- ·';. fluid axial verlagerbaren Rohrdorns als innere Abstützung für j außenseitig des Ausgangsrohrs angreifende, mit dem Rohrdorn

   verbundene Klemmglieder und mit dem das Ausgangsrohr innen , abstützenden, kolbenartig verdickten Zapfenende als Widerlager ': für durch hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheiten radial verlagerbare Halte- und Formbacken dient, wobei zwischen dem Zapfenkolben, dem Rohrdorn und dem Ausgangsrohr eine über eine Längsbohrung im Zapfenschaft mit einem Druckfluid beaufschlagbare kreisringformige Aufweitkammer gebildet ist, und daß der Kernzapfen fliegend gelagert ist und die Klemmglieder aus axialgerichteten, über den Umfang des Ausgangsrohrs gleichmäßig verteilten, radial begrenzt schwenkbaren Spannfingern einer Spannpatrone bestehen, welche zapfenkolbenseitiger Bestandteil eines mit dem einteiligen Rohrdorn am anderen Ende verbundenen und mit einem Ringkragen in eine Ringnut eines gegenüber der Kernzapfenlagerung axialverschieblichen WeI-lungszylinders dichtend eingreifenden Stauchzylinders bilden, der mit einem hülsenartig erweiterten Endabschnitt die Spannpatrone axial übergreift, wobei umfangsseitig der Spannpatrone

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   2909U2

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   ein in der Erweiterungshülse axial geführter, hydraulisch beaufschlagbarer Klemmkolben angeordnet ist, nach Patent

   (Patentanmeldung P 28 51 9^4.0), dadurch gekennzeichnet , daß in beiden Endabschnitten des Wellungszylinders (39) in dessen Achsrichtung festgelegte, um die Achse (52) jedoch geregelt verdrehbare Ringscheiben (53, 5Ό vorgesehen sind, die mit axialen Vorsprüngen (62a-m, 63a-m beziehungsweise 66a-m, 67a-m) Festanschlägen (6*1, 65 beziehungsweise 68, 69) an der Erweiterungshülse (23) und an der Kernzapfenlagerung (2) frontal gegenüber liegen.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die axialen Vorsprünge durch über den Umfang der Ringscheiben (53, 5¹I) verteilt angeordnete Anschlagnocken (62a-m, 63a-m beziehungsweise 66a-m, 67a-m) unterschiedlicher Länge gebildet sind.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeweils zwei Anschlagnockengruppen (zum Beispiel 62a-m und 63a-m) mit von Anschlagnocke (zum Beispiel 62a oder 63a) zu Anschlagnocke (zum Beispiel 62b oder 63b) abweichender Länge über einen Umfang von l80° je Ringscheibe (53, 5¹O vorgesehen sind, wobei sich die gleich langen Anschlagnocken (zum Beispiel 62a, 63a) jeder Anschlagnockengruppe (62a-m beziehungsweise 63a-m) - bezogen auf die Drehachse (52) der Ringscheiben C133» 5Ό - einander diametral gegenüber liegen.

   ¹I. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsiieiben (53, 5¹I) umfangsseitige Zahnkränze (55, 56) aufweisen, in welche von Bremsgetriebemotoren (5^q, 60) angetriebene Ritzel (57, 58) eingreifen.

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   2909U2

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   5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (53» 5 Ό mit den Anschlagnccken (zum Beispiel 62a, 62d) zuzuordnenden Schaltnocken (73, 72) versehen sind» welche mit die Bremsgetriebemotoren (59, 60) beeinflussenden Endschaltern (7¹O zusammenwirken.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltnocken (72, 73) umfangsseitig der Ringscheiben (53, 5¹O verlagerbar sind.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltnocken (72, 73) Bestandteil von Ringscheibensegmenten (70) bilden, die rückseitig der Ringscheiben (53, 5¹O auswechselbar befestigt sind.

   8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 4 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Wellungszylinder (39) einen Anschlag (75) besitzt, der in der Ruhelage des Wellungszylinders (39) mit einem die Bremsgetriebemotoren (59, 60) beeinflussenden Endschalter (76) zusammenwirkt.

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