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Verfahren und Vorrichtung zum Pressen von Metallrohren nicht kreisförmigen Querschnittes.
Es sind Verfahren bekannt, nach welchen es möglich ist, Stränge nichtkreisförmigen Querschnittes mit Bleimänteln zu umhüllen, die mit kreisförmigen Erzeugungswerkzeugen (Matrizen und Patrizen) hergestellt werden. Bei diesen Verfahren wird zunächst ein kreisförmiger Bleimantel erzeugt, der mit Hilfe des Stranges, der vom Bleimantel zu umhüllen ist, in jene Form umgewandelt wird, welche der Bleimantel endgültig annehmen soll. Nach diesen Verfahren ist man bezüglich der Form des Bleimantels von der Form des in die Bleipresswerkzeuge eingeführten und mit dem Bleimantel zu umhüllenden Kernes abhängig.
Auch ist es ein wesentlicher Zug dieser Verfahren, dass der vom Bleimantel zu umhüllende Kern bei der Umformung des Bleimantels mit kreisförmigem Querschnitt in einen solchen niehtkreis- förmigen Querschnittes auf die Innenseite des Bleirohres einen Druck ausübt, was in gewissen Fällen nicht erwünscht ist.
Im nachstehenden wird ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, nach welcher es möglich ist, Bleirohre zu erzeugen, deren Querschnitt demjenigen der Erzeugungswerkzeuge geometrisch nicht ähnlich ist. Der von den Erzeugungswerkzeugen hergestellte Bleimantel wird durch Formwerkzeuge in die gewünschte Form umgeformt. Diese Umformung findet unter weitgehender Ausschaltung des Stranges statt, welcher vom zu bildenden Bleirohre zu umhüllen ist. Mit diesem Verfahren bzw. mit dieser Vorrichtung ist es also insbesonders auch möglich, hohle Bleirohre verschiedensten Querschnittes herzustellen.
Das im folgenden beschriebene Verfahren bzw. die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das formbildende Werkzeug (Nachmatrize) unmittelbar hinter den Erzeugungswerkzeugen (Patrize und Matrize) eingeschaltet ist. Das Bleirohr wird dabei von dem fOl1nbildenden Werkzeug dort umgeformt, wo das Bleirohr noch konische Gestalt hat, wo also die Erzeugenden des Bleirohres noch nicht parallel
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eines der Erzeugungswerkzeuge (Matrize) hineinragt.
Die im folgenden beschriebene Vorrichtung sowie das Verfahren ist nicht darauf beschränkt, mit Hilfe von Erzeugungswerkzeugen kreisrunden Querschnittes Bleirohre herzustellen, welche einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen. Das Verfahren und die Vorrichtung ist vielmehr sinngemäss in vielen andern Fällen anwendbar, bei welchen das zu erzeugende Bleirohr den beliebig
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eines Beispieles beschrieben, bei welchem mit Hilfe von kreisförmigen Erzeugungswerkzeugen (z. B.
Patrize und Matrize) ein Bleimantelnichtkreisförmigen Querschnittes hergestellt werden soll.
Fig. 1 stellt einen Querschnitt durch die für das folgende wesentlichen Teile der Erzeugungsund Umformwerkzeuge dar. Fig. 2 stellt einen Schnitt durch den zu umhüllenden Strang längs der Ebene x-x der Fig. 1 dar. Die Fig. 3-5 stellen Querschnitte durch beispielsweise Ausführungsformen von Erzeugnissen dar, die nach dem vorliegenden Verfahren erzielt werden können. Fig. 6 gibt eine schematische Anordnung für die Erzeugung von Bleirohren nach dem vorliegenden Verfahren in den speziellen Fällen, wo es sich darum handelt, einen mit unregelmässigem Drall behafteten Strang mit einem Bleirohr nach dem vorliegenden Verfahren zu umhüllen. Fig. 7 gibt eine Ansicht des Teiles 1. 3 der Fig. 6 an.
Die Fig. 8 gibt eine Ausführungsart des Verfahrens an, welche angewendet werden kann, wenn es sich darum handelt, einen mit einem regelmässigen Drall behafteten Strang durch einen Blei-
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mantel zu umhüllen. Die Fig. 9 löst die gleiche Aufgabe für den Fall, als der Drall des Stranges nicht vollkommen regelmässig ist, aber nur geringe Schwankungen aufweist.
In Fig. 1 stellen 1 und 2 die Erzeugungswerkzeuge für das Bleirohr dar, u. zw. ist 1 die Patrize und 2 die Matrize ; beide weisen einen kreisförmigen wirksamen Querschnitt auf. 4 ist der mit dem Bleirohr zu umhüllende Strang, dessen Querschnitt, wie aus Fig. 2 hervorgeht, nicht kreisförmig ist. Wird zunächst der zu umhüllende Strang 4 in die Patrize noch nicht eingeführt, dann wird durch die Erzeugungswerkzeuge 1 und 2 ein Rohr kreisförmigen Querschnittes erzeugt. Dabei schrumpft der Bleimantel unmittelbar hinter den Erzeugungswerkzeugen längs der Strecke 5,6. Er weist an dieser Stelle einen konischen Verlauf auf.
Die Erzeugenden des Bleimantels sind innerhalb der Strecke 5,6 zur Kabelachse nicht parallel, sondern gegen dieselbe mehr oder weniger geneigt. An dieser Stelle des Bleimantels wird nun ein Formwerkzeug 7 (Nachmatrize) zur Wirkung gebracht. Dieses Werkzeug gibt dem Bleimantel diejenige, von der Kreisform abweichende Querschnittsform, welche erwünscht ist. Wird der Strang 4 in die hohle Patrize eingeführt, dann spielt sich im wesentlichen der gleiche Vorgang ab. Dabei wird der Strang 4 hinter dem Formwerkzeug 7 von dem Bleimantel umhüllt, der durch das Formwerkzeug in die gewünschte Querschnittsform gebracht worden ist. Im vorliegenden Falle hat der zu umhüllende Strang 4 einen polygonalen Querschnitt.
Das Formwerkzeug 7 ist so beschaffen, dass seine zur Matrize zu gelegene Mündung einen kreisrunden Öffnungsquerschnitt hat, der dem Öffnungsquerschnitt der Matrize 2 ungefähr gleich ist. Die Öffnung im Querschnitt a ;-a ; entspricht jedoch jener polygonalen Form, welche die äussere Gestaltung des fertigen Bleimantels definitiv aufweisen soll. Von der runden Querschnitts- öffnung zu dem Querschnitt x-x findet ein allmählicher Übergang statt. Wichtig ist dabei, dass die polygonale Form der Öffnung des Formwerkzeuges 7 bereits innerhalb der Strecke 5-6 erreicht sein muss, im äussersten Falle im Punkte 6 selbst.
Der Bleipressvorgang spielt sich nun so ab, dass der Bleimantel bei Punkt 5 als Kreiskonus die Matrize 2 verlässt und durch den Pressdruck an die Öffnungswandung des Formwerkzeuges ? herangedrückt wird. Zufolge der Plastizität des Bleies nimmt der Bleimantel innerhalb der Strecke 5-6 jene Form an, welche ihm von der Innenwandung des Formwerkzeuges 7 aufgedrückt wird.
Da diese Formgebung noch innerhalb der obbeschriebenen Strecke 5-6 erfolgt, geht die Umformung des Bleimantels vor sich, ohne dass ein Druck auf den Strang oder Kabelkern 4 erfolgen müsste. Die Adern des Kabelkernes bleiben daher, trotz vollem Anschmiegen des Bleimantels an die Form des Kabelkernes, von Druck weitgehend verschont. Dies wird insbesondere dann der Fall sein, wenn die an sich runde Matrize und Patrize so gewählt werden, dass das ohne Formwerkzeug 7 und ohne Kabelkern 31 ent stehende runde Bleirohr den gleichen Umfang hat wie das gewünschte und mit Zuhilfenahme des Form Werkzeuges 7 hergestellte, sich auf den gegebenen Kabelkern anschmiegende unrunde Bleirohr. Ist nämlich Patrize und Matrize runden Querschnittes so gewählt, so wird sich der Mantel infolge der Schrumpfung des Bleies auf den gegebenen beliebig unrunden Kabelkern anschmiegen.
Durch Wahl der Matrize und Patrize sowie durch Wahl der Form des Formwerkzeuges hat man es daher in der Hand, den Grad abzustufen, bis zu welchem man den zu umhüllenden Strang zur Formung des endgültigen Bleimantelquerschnittes heranziehen will bzw. bis zu welchem man umgekehrt den Strang 4 von Druckwirkungen entlasten will.
Das Formwerkzeug 7 ist vom Bleipressdruck wesentlich entlastet, denn dieser Druck wird von der Matrize 2 aufgenommen. Demzufolge kann da, s Formwerkzeug 7 auch leicht einer Drehung unterworfen werden. Bei Drehung des Formwerkzeuges wird sich die polygonale Form des Bleimantels jeweils entsprechend der Querschnittslage bilden, die das Formwerkzeug aufweist.
Wenn nun der Kabelkern einen gleichmässigen Drall besitzt, dann muss das Formwerkzeug diesem Drall entsprechend in gleichmässige Rotation versetzt werden. Der Bleimantel legt sich innerhalb der Strecke 5,6 auf den Kabelkern und schmiegt sich in seiner Form dem gedrallten Kabelkern an.
Desgleichen kann auch ohne jeden Kabelkern das Formwerkzeug 7 einer gleichmässigen oder ungleichmässigen Rotation unterworfen werden, während die Bleipresse einen Bleihohlzylinder erzeugt.
Man bekommt auf diese Art einen Blei-Hohlschlauch, dem von aussen Spiralen gleicher oder ungleicher
Ganghöhe eingedrückt sind. Die Querschnittsform dieses Hohlschlauches kann je nach Gestaltung des Formwerkzeuges beliebig geformt werden. Einige beispielsweise Querschnitte erzielbarer Formen sind
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Handelt es sich darum, einen gedrallten Kabelkern mit Blei zu umpressen, so kann je nach der Regelmässigkeit des Dralles eines der folgenden Verfahren angewendet werden.
Die Fig. 6 und 7 geben eine schematische Ausführung für den Fall, als der Drall des zu umhüllenden Stranges grosse Unregelmässigkeiten aufweist. In diesel'Figur stellt 31 den zu umhüllenden Strang dar, 30 die Bleipresse, von welcher jedoch nur das Formwerkzeug y herausgehoben ist, B2 ist der mit dem Bleimantel bereits umhüllte Strang.
Die Linien 8 und 9 stellen den Längsschnitt durch die Achse des ungleichmässig gedrillten Kabelkernes 31 dar, wobei die Ungleichmässigkeit des Dralles absichtlich übertrieben ist. Der Querschnitt durch
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den Kabelkern sei beispielsweise annähernd dreieckig. Die Querschnitte sind an den verschiedenen Stellen untereinander kongruent, nur haben die abgerundeten Ecken der Dreiecke, dem Drall entsprechend, jeweils eine andere relative Lage.
Das Formwerkzeug 7 besitzt an jener Stelle, wo seine Öffnung nicht mehr kreisrund ist, ebenfalls die gewisse annähernd dreieckförmige Öffnung. Damit der Bleimantel auf dem Strang überall satt aufsitzt, muss die Querschnittsfigur der Öffnung des Formwerkzeuges 7 sich jeweils mit der Querschnittsfigur des Kabelkernes decken. Es müssen daher die abgerundeten drei Ecken der Öffnung des Formwerkzeuges auf die Ecken des Kabelkernes zu liegen kommen. Der Drall des Kernes 31 ist unregelmässig.
Die Rotation des Formwerkzeuges 7 darf also nicht gleichmässig sein. Sie muss vielmehr der Ungleichmässigkeit des Dralles des Stranges 31 entsprechen.
Um dies zu ermöglichen, ist hinter der Bleipresse ein Rad 11 vorgesehen. Dieses drückt sich an das mit Blei umpresste Kabel 32 an und wird durch die Fortbewegung des Kabels in Drehung versetzt.
Diese Drehung wird durch an sich bekannte Massnahmen auf die Scheibe 13 übertragen. Die Drehgeschwindigkeit der Scheibe 13 ist daher in jedem Zeitpunkte der Geschwindigkeit proportional, mit welcher der Strang 31 durch die Bleipresse hindurchtritt. Vor der Bleipresse ist eine Fühlscheibe 10 vorgesehen, welche eine dreieckförmige Öffnung besitzt, die dem zu umhüllenden Strang 31 angepasst ist. Die Fühlscheibe 10 ist drehbar gelagert und wird so gedreht, dass die Seiten des Öffnungsdreieekes stets parallel sind zu den Seiten des Dreieckes im Kabelkernquerschnitte. Die Drehbewegung dieser Scheibe 10 ist nun massgebend für die Drehbewegung des Formwerkzeuges 7.
Es muss jedoch dafür vorgesorgt werden, dass die Drehbewegung der Scheibe 10 nicht sofort auf die Drehbewegung des Formwerkzeuges übertragen wird, sondern mit einer Verzögerung, welche der Weglänge Y entspricht, die der Strang 31 zurückzulegen hat, um von der Fühlscheibe 10 zum Formwerkzeug 7 zu gelangen. Zu diesem Behufe wird die Drehbewegung der Scheibe 10 zunächst auf die Scheibe 16 übertragen. Diese Scheibe 16 trägt Stifte 17, welche beim Vorbeigehen an der Scheibe 13 Häkchen 14 zum Umklappen veranlassen. Die Zahl und die örtliche Verteilung der umgeklappten Häkchen 14 stellt daher ein Abbild dafür dar, wie rasch sich die Scheibe 10 gedreht hat. Die Häkchen 14 lösen, wenn sie umgeklappt sind und während der Umdrehung der Scheibe 13 in den Wirkbereich des Sperrmechanismus 19, 20 gelangen, diesen Sperrmeehanismus aus.
Die von einer Antriebskraft angetriebene Scheibe 15 wird dann zur Drehung freigegeben und überträgt ihre Drehung auf das Formwerkzeug 7. Die Übersetzung von der Scheibe 11 auf die Scheibe 13 ist nun so gewählt, dass z. B. einer halben Umdrehung der Scheibe 13 eine Fortbewegung des Stranges 31 um die Strecke Y
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Stelle 18 liegende Stück des Stranges 31 noch bei der Fühlscheibe 10 war. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Fühlscheibe 10 ihre Drehbewegung erst nach einer Verzögerung auf das Formwerkzeug 7 überträgt. Die Verzögerung entspricht der Zeit, während welcher der Strang von der Fühlscheibe 10 zum Formwerkzeug 7 gelangt ist.
Der Übertragungsmechanismus ist in Fig. 6 und 7 in mechanischer Weise angedeutet ; er kann ebenso auch durch elektrische Relais erzielt werden.
Bei einem normal fabrizierten Kabel ist die Verschiedenheit im Dralle des Kabelkernes nicht gross.
In diesem Fall kann man die Ungleichmässigkeiten des Dralles vernachlässigen, welche innerhalb der Strecke Y auftreten. Kleine Unregelmässigkeiten können auch dadurch verringert werden, dass man den zu umhüllenden Strang auf der Strecke zwischen Fühlscheibe und Patrize durch ein drehbares Kaliber führt, das dem mittleren Querschnitte und der mittleren Drallhöhe des Kabelstranges angepasst ist. Dieses Kaliber kann mit der Fühlseheibe ein Stück bilden. Das drehbare Kaliber glättet etwaige Unregelmässigkeiten des Kabelstranges und es genügt, wenn das Formwerkzeug 7 in seiner Drehung direkt von dem Drehkaliber oder von der Fühlseheibe 10 gesteuert wird.
In vielen Fällen, insbesonders wenn der Drall klein ist oder wenn ein Drehkaliber angewendet wird, ist die Drehung der Fühlscheibe 10 so kräftig, dass sie durch zwangläufige Verbindung (Kettenantrieb und Welle) auch zum synchronen Antrieb des Formwerkzeuges 7 herangezogen werden kann. Reicht die Kraft der Fühlscheibe 10 hiezu nicht aus, so wird die Drehung der Fühlscheibe 10 mittels Kettenantriebes bloss zum Antrieb einer Zeigervonichtung 21 herangezogen, welche sich in unmittelbarer Nähe des Formwerkzeuges 7 befindet. Das Formwerkzeug 7 wird synchron zu dieser Zeigevorrichtung 21 durch separaten Antrieb in Drehung, versetzt. Das Synchronisieren geht auf eine der an und für sich bekannten Arten vor sieh.
Zeigt die Drallänge keine wesentlichen Schwankungen, dann kann auch der in Fig. 8 angedeutete Vorgang eingehalten werden. Die Fühlscheibe 10, welche von dem bleiumpressten Kabelkern in Drehung versetzt wird, liegt unmittelbar hinter dem Formwerkzeug 7. Sie ist mit einem Zeiger 22 ausgerüstet, welcher auf eine Marke 23 des Formwerkzeuges 7 einspielt. Der Zeiger 22 ist einstellbar angeordnet ; er wird so eingestellt, dass er auf die Marke 23 einspielt, wenn die nachfolgenden zwei Bedingungen erfüllt sind. Es muss sowohl das Formwerkzeug 7 in dem wirksamen Punkt 18 dem Kabelkernquersehnitt winkelkongruent sein und es muss auch gleichzeitig die Öffnung 24 der Fühlscheibe 10 dem innerhalb der Fühlscheibe sich befindlichen, bereits mit Blei umpressten Kabel winkelkongruent sein.
Durch den Verlauf des Bleipressens wird die Fühlscheibe 10
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zeug 7 immerfort (durch separaten Antrieb) derart in Drehung versetzt werde, dass der Zeiger 22 stets auf die Marke 25 einspiele.
Wenn man sich auf die vollkommene Gleichmässigkeit des Dralles im Kabelkern nicht verlassen will, so kann noch folgender Mittelweg eingeschlagen werden. Man behält die in Fig. 6 gezeichnete Fühlscheibe 10 in dem Abstand Y, wie oben beschrieben, bei und sorgt, wie oben beschrieben, dafür, dass
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barer Nähe des Formwerkzeuges 7 befindet. Die Scheibe spielt dieselbe Rolle wie die Scheibe 10'in Fig. 8 und ist ebenfalls mit einem Zeiger 26 ausgerüstet.
Ausserdem aber befindet sich auf der bleiumpressten Seite des Kabelkernes ebenfalls im Abstand Y
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auf eine Scheibe 28 übertragen, die einen Zeiger 29 trägt und sich unmittelbar neben der oben geschilderten Scheibe 26 befindet. Die Zeiger 26 und 29 sind verschiebbar angeordnet und werden so eingestellt, dass 29 mit 26 und mit 23 koinzidiert, wenn sowohl 10 als auch 27 und 7 mit dem Kabelkem winkelkongruent sind. Das Formwerkzeug 7 wird nun derart in Umdrehung versetzt, dass seine Marke 23 stets auf beide Marken 26 und 29 einspiele. Sofern die zwei Zeiger 22 und 29 zufolge eines Unterschiedes im Drall des Kabelkernes in ihrer Stellung abweichen, wird das Formstück 7 so bewegt, dass ihre Marke 23 stets in die Mitte zwischen die beiden Marken 26 und 29 einspiele.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Pressen von Metallrohren nicht kreisförmigen Querschnittes bzw. zum Umpressen von Kabeln mit Blei oder ähnlichen Materialien, bei dem der aus der Matrize austretende Strang kreis-
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Kabeln (4) noch nicht am ganzen Umfang auf dem Kabelkern aufsitzt.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zum Umpressen von Kabeln nicht kreisförmigen