DD158748A5

DD158748A5 - Vorrichtung zum verformen des endabschnittes eines metallischen rohres

Info

Publication number: DD158748A5
Application number: DD81229153A
Authority: DD
Inventors: Bruno Cecacci
Original assignee: Metalli Ind Spa
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1981-04-10
Publication date: 1983-02-02
Also published as: GB2074063A; GB2074063B; RO81493B; PL229718A1; FR2480632B1; JPS6341663B2; US4383429A; IT8067594A0; ES267589U; SE8100367L; YU41962B; SE444275B; AR222121A1; FR2480632A1; YU23781A; JPS56148426A; ATA52681A; MX151634A; ES267589Y; NL8100335A

Abstract

Waehrend es Ziel der Erfindung ist, eine kleine Abmessg. aufweisende Vorrichtung zu schaffen, besteht die Aufgabe darin, die Vorrichtung so zu gestalten, dass mit nur geringen Betriebskraeften Rohrenden verformt werden. Erfindungsgemaess besitzt die Vorrichtung eine Form zum Verformen des Rohrendes mit einer zylindrischen Bohrung, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Rohres, und einer zur ersten Bohrung koaxial liegenden konischen Bohrung, deren kleinster Durchmesser gleich dem Durchmesser der ersten Bohrung und deren groesster Durchmesser groesser ist als der Rohrdurchmesser. Wenigstens drei Drehkoerper sind in Sitzen der Form angeordnet und ragen etwas in die zweite Bohrung hinein. Ein Antrieb bewirkt die axiale Bewegung der Form zum Rohr. Dadurch wird das Rohr mit den Drehkoerpern in Eingriff gebracht.

Description

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Vorrichtung zum Verformen des Endabschnittes eines Rohres Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der, vermittelst eines Ziehvorganges, ein Endabschnitt an ein metallisches Rohr mit gegebenem Durchmesser angeformt werden kann, dessen Durchmesser kleiner ist als der gegebene Durchmesser.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Wenn aus einem metallischen Rohr durch Ziehen ein Rohr geringeren Durchmessers hergestellt werden soll, muß das Rohr mit einem Endabschnitt versehen werden, dessen Durchmesser wesentlich geringer ist als derjenige des Rohres und dessen Zweck darin besteht, das Einsetzen des Rohres in die Formen der Ziehvorrichtung zu erleichtern und mit Teilen geeigneter Einrichtungen zum Hindurchführen des Rohres durch die Form zusammenzuwirken.

Die genannten Rohre werden für solche Ziehoperationen mittels einer Spitzmaschine vorbereitet, mit welcher am Ende jedes Rohres eine Spitze angebracht wird, die aus einem im wesentlichen zylindrischen Endabschnitt besteht, die mit dem Rohr durch einen weiteren, im wesentlichen konischen Abschnitt verbunden ist·

Diese Maschinen umfassen eine Form, durch welche das Ende des Rohres geleitet wird und deren kleinster Durchmesser kleiner ist als der Rohrdurchmesser und im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Endabschnittes der herzustellenden Spitze.

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In einer solchen Vorrichtung wird das Rohr gewöhnlich in bezug auf das Vorrichtungsgestell mit Hilfe geeigneter Backen festgehalten, die mittels eines ersten hydraulischen Zylinders betätigt werden, während die Form axial gegenüber dem Rohr bewegt wird. Die Form wird gewöhnlich von einem Schlitten getragen, der in der Vorrichtung auf geeigneten Stangen verschiebbar ist und mittels eines zweiten hydraulischen Zylinders betätigbar ist. Vorrichtungen dieser Art haben gewisse Nachteile.

Zunächst ist die Kraft, die erforderlich ist, um diese Spitze am Endabschnitt des Rohres durch permanentes Deformieren des Rohrmaterials zu formen, sehr groß, weil die Oberflächen der Form auf die zu deformierenden Rohroberflächen sehr hohe radiale Drücke auszuüben haben, um den Durchmesser in dem zum Formen der Spitze erforderlichen Maß zu reduzieren. Diese Drücke sind so hoch, v/eil einerseits ein großes Durchmesserverhältnis vom Ausgangsdurchmesser des Rohres zum Enddurchmesser der Spitze herzustellen ist, und weil andererseits das Material eine beträchtliche mechanische Festigkeit aufweist, da diese Rohre aus ungeglühtem oder ungealtertem Metall bestehen und daher eine sehr hohe Härte und Zerreißfestigkeit aufweisen·

Da beträchtliche Kräfte erforderlich sind, um die beschriebene Verformung vorzunehmen, muß eine hierfür ausgebildete Vorrichtung sehr große Gesamt-Dimensionen aufweisen. In dieser Hinsicht muß die Schließkraft der Backen, welche das Rohr während der Operation halten, zu den Ziehkräften proportional sein, da die Verbindung zwischen dem Rohr und den Backen nur durch die Reibungskräfte hergestellt wird, die zwischen ihren Berührungsflächen erzeugt werden. Y/egen

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der hohen Ziehkräfte und des geringen Reibungskoeffizienten, der in diesem Fall in der Größenordnung von 0,10 liegt, müssen die Schließkräfte der Backen sehr hoch sein, mit der Folge, daß diese Backen und der zugeordnete hydraulische Zylinder eine beträchtliche Größe haben müssen. Der die Form tragende Schlitten und der zu dessen Bewegung dienende Zylinder, der ebenfalls diese Ziehkräfte aufbringen muß, müssen offensichtlich ebenfalls sehr groß sein.

Endlich ist die mittels der beschriebenen Vorrichtung erhaltene Spitze nicht immer völlig gleichförmig, weil an dieser Spitze unerwünschte Materialbewegungen stattfinden, und häufig hat sie nicht die mechanische Festigkeit, die erforderlich ist, um die Spitze für die Zwecke verwenden zu können, für die sie bestimmt ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist eine kleine Abmessungen aufweisende Vorrichtung zum Verformen des Endabschnittes eines Rohres.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verformen des Endabschnittes eines metallischen Rohres mit gegebenem Durchmesser zu einem Endabschnitt mit gegenüber dem gegebenen Durchmesser vermindertem Durchmesser zu schaffen, die insbesondere nur geringe Betriebskräfte zum Verformen des Rohrendes erfordert und mit der es weiterhin möglich ist, Endabschnitte mit im wesentlichen gleichförmiger Gestalt und Dimensionen zu schaffen, die eine sehr hohe

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mechanische Festigkeit aufweisen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Form amfaßt, durch die das Rohr zum Verformen des Endabschnittes hindurchführbar ist und die eine erste, im wesentlichen zylindrische Bohrung, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Rohres, und eine zweite,zur ersten Bohrung koaxiale und im wesentlichen konische Bohrung aufweist, deren kleinster Durchmesser gleich dem Durchmesser der ersten Bohrung und deren größter Durchmesser größer ist als der gegebene Durchmesser des Rohres, daß wenigstens drei Drehkörper in entsprechenden Sitzen der Form angeordnet sind, die sich im Bereich der zweiten Bohrung befinden und über die Oberfläche der zweiten Bohrung in Richtung auf deren Achse um einen gewissen Betrag überstehen, und daß eine Antriebsvorrichtung zur axialen Bewegung der Form relativ zum Rohr vorhanden ist, mit der das Ende des Rohres in die erste und die zweite Bohrung einführbar und mit den Drehkörpern in Berührung bringbar ist.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal sind die Drehkörper Kugeln oder Rollen.

Erfinderisch ist auch die Anordnung der Form am verschiebbaren Schlitten eines hydraulischen Antriebes. BSit einem zweiten hydraulischen Antrieb wird zum Ein- bzw. Ausspannen eines Rohres eine Backe betätigt.

Vorteilhafterweise besitzt die Form mehrere radiale Bohrungen mit Verschlußstücken. Diese Bohrungen münden in eine konische Bohrung der Form und sind hier als Sitz für die

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Drehkörper ausgebildet

Ausführungsbeispie1

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Form der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht der Form nach Fig. 2 von der Einführseite her;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt der Form nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab mit einem die Form passierenden Rohrabschnitt;

Fig. 5 die Seitenansicht und

Fig. 6 die Endansicht eines mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugespitzten Endabschnittes eines Rohres.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt im wesentlichen ein Gestell 1, das mit Backen 2 und versehen ist, die so angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein-Rohr 4 eingespannt werden kann, dessen Durchmesser am Ende reduziert werden soll, eine Ziehform 5 und einen Antrieb 6 für die Form. Während zweckmäßig die Backe 2 mit dem

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fest

Gestell verbunden ist, ist die Backe 3 senkrecht zur Rohrachse beweglich angeordnet. Zu diesem Zweck ist die Backe 3 an einem Schlitten 10 befestigt, der in Führungen 11 am Gestell 1 verschiebbar ist. Der Schlitten 10 ist mit dem Kolben 12 eines ersten hydraulischen Zylinders 13 verbunden, der die Bewegung der Backe 3 bestimmt.

Der Antrieb 6 für die Form 5 umfaßt zweckmäßig einen Schlitten 14, an dem die Form 5 befestigt ist und der auf zwei Stangen 15 verschiebbar ist. Der Schlitten 14 ist mit dem Kolben 16 eines zweiten hydraulischen Zylinders 17 fest verbunden, der die axiale Bewegung des Schlittens 14 bestimmt.

Die Form 5, die in Fig. 2 im Schnitt dargestellt ist, weist im wesentlichen eine erste, im wesentlichen zylindrische axiale Bohrung 20 auf, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Rohres 4, an dem die Spitze anzubringen ist, und eine zweite, im wesentlichen konische Bohrung 21, die zu der zylindrischen Bohrung 20 koaxial angeordnet ist. Ihr kleiner Durchmesser ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung 20, während ihr großer Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Rohres 4·

Zweckmäßig weist die Form 5 eine dritte Bohrung 23 auf, die zu den anderen Bohrungen koaxial angeordnet und ebenfalls konisch ist, die sich jedoch entgegengesetzt zur Bohrung 21 erweitert.

Die Form 5 ist mit wenigstens drei Drehkörpern 24 versehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von Kugeln gebildet werden, von denen jede in geringem Maße radial in Richtung auf die Achse der Form 5 über die konische Ober-

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fläche der zweiten Bohrung 21 übersteht, wie es Fig^ 2 zeigt. Obwohl bei dem dargestellten Ausfüiirungsbeispiel die Drehkörper 24 Kugeln sind, ist ersichtlich, daß sie auch j ede andere Form haben und beispielsweise Rollen sein können, insbesondere Rollen mit balliger Oberfläche·

Die Drehkörper 24 befinden sich in entsprechenden Sitzen 25, die sich in dem Bereich befinden, der die konische Bohrung 21 enthält, und können sich in ihren Sitzen 25 um jede beliebige Achse drehen, während sie bei dieser Drehung über die Anlageflächen der Sitze gleiten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Sitz 25 für jede Kugel 24 von einer radialen Bohrung 27 in der Form 5 gebildet, die einen ersten, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt hat, dessen Durchmesser größer ist als der Kugeldurchmesser, und einen zweiten, im wesentlichen konischen Endabschnitt, dessen kleinster Durchmesser kleiner ist als der Kugeldurchmesser, so daß die Kugel unter Mitwirkung des Verschlußstückes 26 in ihrem Sitz gehalten ist. Dieser Sitz ist daher teilweise von der Oberfläche des zweiten Endabschnittes der Bohrung 27 und der unteren Fläche des Verschlußstückes 26 begrenzt·

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende:

Das Ende des Rohres 4 wird zwischen den Backen 2 und 3 eingespannt, indem der entsprechende hydraulische Zylinder 13 betätigt wird, so daß die bewegliche Backe 3 gegen das Rohr 4 bewegt und dieses zwischen den Backen eingeklemmt wird. Dann wird der hydraulische Zylinder 13 betätigt, um den Schlitten 14 in Richtung auf das Ende des Rohres 4 zu bewegen und ein Zusammenwirken der Form 5 mit diesem Ende

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zu veranlassen.

Wenn die Form 5 gegenüber dem Rohr 4 vorgeschoben wird, wird das Rohr 4 tatsächlich einem umgekehrten Ziehvorgang unterworfen. In dieser Hinsicht dringt das Rohrende zunächst in die konische Bohrung 21 (Fig. 2 und Fig. 4) ein und wird so weit eingeführt, bis seine Außenfläche mit der Oberfläche der Kugeln 24 in Eingriff kommt. Wenn die Bewegung der Form gegenüber dem Rohr 4 fortschreitet, erzeugen die Kugeln 24 an der Oberfläche des Rohrendes einen sehr hohen örtlichen üruck, der die Tendenz hat, das Rohr im Bereich der Berührungszonen zu deformieren und längsnuten 30 zu bilden (Fig. 4). Demgemäß weist der Abschnitt des Rohres, der sich jenseitB des die Kugeln 24 enthaltenden Abschnittes der Form bildet, eine Anzahl von Längsnuten 30 auf, und es wirkt die Oberfläche 31 dieses Abschnittes mit der Oberfläche der ersten Bohrung 21 zusammen, deren Durchmesser sich zunehmend vermindert. Herrn, der Vorschub der Form fortgesetzt wird, tritt das zu formende Rohr 4 in die erste zylindrische Bohrung 20 ein und erfährt eine weitere Reduktion des Durchmessers, bis es aus diesem Abschnitt austritt.

Der so gebildete Endabschnitt 32, der in den Fig. 5 und 6 in Seiten- und Endansicht dargestellt ist, besteht aus einem ersten, im wesentlichen zylindrisc&en Teil 33, der mit einer Anzaiil Längsnuten 30 versehen ist, und einem zweiten, im wesentlichen konischen Abschnitt 34, von dem die Nuten ausgehen, Die äußeren Abschnitte des ersten Teiles des Endabschnittes 32 sind im wesentlichen konstant und können vollkommen in einen Kreis eingeschrieben werden. Weiterhin sind die so gebildeten Endabschnitte alle im wesentlichen gleiäh. und frei von Fehlern. Ihre mechanische Festigkeit ist ebenfalls sehr hoch, und es haben die Längsnuten 30

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wahrscheinlich eine Erhöhung der Festigkeit zur Folge.

Die Kraft, die zum Bewegen des Schlittens 6 beim Formen des Endabschnittes 32 benötigt wird, ist sehr klein und bedeutend geringer als die bei den bisher bekannten Vorrichtungen benötigten Kräfte· Es wurde festgestellt, daß in manchen Fällen diese Kraft nur etwa die Hälfte derjenigen beträgt, die bei den oben beschriebenen Methoden benötigt wird.

Dieses günstige Ergebnis ist auf die Wirkung der Kugeln zurückzuführen, die ein Zwischenglied zwischen dem Rohr und der Formoberfläche darstellen und dadurch die Gesamtreibung während der Relativbewegung und dem Bilden der axialen Nuten 30 bedeutend vermindern, so daß eine leichte Reduktion des Rohrquerschnittes durch kleine Radialdrücke möglich ist, die sehr viel kleiner sind als die Drücke, die bei Fehlen solcher Nuten normalerweise benötigt werden.

Es ist ersichtlich, daß die verschiedenen Teile der als Ausführungsbeispiel für die Erfindung beschriebenen Vorrichtung modifiziert werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

29.7.1981 APB21D/229 153/3 58 749/25/20 Erfindungsans pruch

1. Vorrichtung zum Verformen des Endabschnittes eines metallischen Rohres mit gegebenem Durchmesser zu einem Endabschnitt mit gegenüber dem gegebenen Durchmesser vermindertem Durchmesser, gekennzeichnet dadurch, daß sie eine Form (5) umfaßt, durch die das Rohr (4) zum Verformen des Endabschnittes (32) hindurchführbar ist und die eine erste, im wesentlichen zylindrische Bohrung (20), deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Rohres (4), und eine zweite, zur ersten Bohrung (20) koaxiale und im wesentlichen konische Bohrung (21) aufweist, deren kleinster Durchmesser gleich dem Durchmesser der ersten Bohrung (20) und deren größter Durchmesser größer ist als der gegebene Durchmesser des Rohres (4), daß wenigstens drei Drehkörper (24) in entsprechenden Sitzen (25) der Form (5) angeordnet sind, die sich, im Bereich der zweiten Bohrung (27) befinden und über die Oberfläche der zv/eiten Bohrung (27) in Richtung auf deren Achse um einen gewissen Betrag radial überstehen, und daß ein Antrieb (6) zum axialen Bewegen der Form relativ zum Rohr (4) vorhanden ist, mit dem das Ende des Rohres in die Bohrungen (20; 21) einführbar und mit den Drehkörpern (24) in Berührung bringbar ist.

2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehkörper (24) Kugeln sind.

3· Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehkörper (24) Rollen sind.

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4· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß der Antrieb (6) Backen (2j3) zum Pestspannen des Rohres (4) und einen die Form (5) tragenden, verschiebbaren Schlitten umfaßt.

5· Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Backen (2;3) zum Öffnen und Schließen mit wenigstens einem ersten hydraulischen Zylinder (13) und der Schlitten (H) zum Verschieben mit einem zweiten hydraulischen Zylinder (17) versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Porm (5) eine Anzahl radialer Bohrungen (27) aufweist, in die Verschlußstücke (26) eingesetzt sind, und daß die Sitze (25) für die Drehkörper (24) jeweils teilweise durch die Oberfläche einer der Bohrungen (27) und die Oberfläche des zugeordneten Verschlußstückes (26) gebildet werden.

7. Vorrichtung nach den Punkten 2 und 6,gekennzeichnet dadurch, daß die Bohrungen (27) jeweils von einer Bohrung gebildet werden, die einen zylindrischen Abschnitt aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der zugeordneten Kugel (24), und einen Endabschnitt, dessen kleinster Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Kugel (24)·

Hierzu 2 Seiten Zeichnung