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Werkzeug zur Herstellung von Metallschläuchen aus glattwandigen Rohren durch schrauben- gangförmige Rillung der Rohrwandung.
Für die Herstellung von Metallschläuchen aus einem glattwandigen Metallrohr durch schrauben- gangförmige Rillung der Rohrwandung ist u. a. bereits vorgeschlagen worden, Kugeln oder Rollen an das Rohr anzulegen und in einem Schraubenweg relativ zur Rohrwandung zu bewegen. Mittel dieser Art ergeben aber hohe Einheitsdrücke mit der Folge, dass die Metallstruktur aus der Rohrwand herausgedrückt wird, was die Gebrauchsdauer einer solchen, wenn auch an sich biegsamen Leitung beeinträchtigt, d. h. dem Brüchigwerden der Rohrwandung Vorschub leistet.
Der gleiche Übelstand kann eintreten bei jenem bekannten Verfahren zum Erzeugen einer schraubengangförmig verlaufenden Rille auf der Rohrwand, bei welchem ein besonderes Werkzeug das Rohr auf einer Anzahl von schraubenförmigen Gängen von verschiedener Steigung berührt. Der- artige Mehrfach-Schraubengang-Werkzeuge können sieh den Unregelmässigkeiten im Gefüge des Rohres nicht anpassen und ergeben schädliche Beanspruchungen der Rohrwand, welche Kristallisationen des Metalls zur Folge haben. Überdies verursacht das Mehrfaeh-Schraubengang-Werkzeug ein merkbares Verdrehen des Rohres beim Bilden der Rille bzw. der ihr entsprechenden Rippe, was die molekulare Beanspruchung des Metalls vergrössert.
Demgegenüber besteht das Werkzeug gemäss der Erfindung aus nur einem einzigen Schraubengang, der gestattet, die Rille mit gewünschter Steigung in voller Tiefe in die Rohrwand einzudrücken.
Bei Verwendung eines solchen Werkzeugs wird erreicht, dass dieses sich den freien Unregelmässigkeiten im Rohr insbesondere dann leicht anpasst, wenn erfindungsgemäss das umformende, aus im wesentlichen nur einem Sehraubengang bestehende Organ beweglich gelagert ist, wodurch eine schädliche Beanspruchung des Metallgefüges nicht eintritt. Mittels des erfindungsgemässen Werkzeuges kann also eine tiefe Rille erzeugt werden, ohne dass das Metallgefüge in sich schädliche Verschiebungen erfährt und ohne ungehöriges Strecken desselben. Hiedureh wird ein Kristallisieren des Metalls vermieden und die Gebrauchsdauer des Rohres verlängert, wohingegen bei dem Mehrfach-Schraubengang-Werkzeug jede einzelne Windung eine Rille in dem Rohr erzeugt, was dem Bilden der anderen Rillen entgegenwirkt.
Untersuchungen haben gezeigt, dass bei Anwendung des Werkzeuges gemäss der Erfindung das axiale Zusammenziehen des Rohres proportional ist der Tiefe der erzeugten Rille, wodurch das Verdrehen des Rohres und die molekulare Verschiebung der Metallstruktur auf ein Mindestmass herabgesetzt wird. Das erfindungsgemässe Werkzeug mit seiner einzigen Windung vermindert auch die erforderlichen arbeitenden Kräfte auf ein Mindestmass, es erleichtert das Schmieren, weil alle seine Teile für das Heranbringen des Schmiermittels zugänglich sind, was wieder eine grössere Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht. Im Hinblick auf seine Einfachheit ist das Werkzeug auch mit geringsten Kosten herstellbar. Ferner ist von Bedeutung, dass es für das Eindrücken der Rille der Mitwirkung eines Innendorns nicht bedarf.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. 1 ist eine Gesamtansicht einer zur Umformung eines glattwandigen Rohres in einen Metallsehlauch dienenden Maschine mit dem erfindungsgemässen Umformwerkzeug. Fig. 2 zeigt die Vorderansicht eines Umformwerkzeuges, mit dem das Prinzip der Erfindung in der einfachsten Form verkörpert ist.
Fig. 3 zeigt das Werkzeug der Fig. 2 beim Bearbeiten eines Rohrstückes. Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch das Rohr und Fig. 5 ein Schnitt einer besonderen Ausführung des Umformwerkzeuges.
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Bei der in den Fig. 2 und 3 veranschaulichten, einfachsten Ausführung besteht das Umform- werkzeug aus einer Scheibe 10 von Schraubenlinienform. Wenn diese Scheibe relativ zu dem Rohr 11 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung gedreht wird, so bildet sie in der Rohrwand eine Art fortlaufendes Gewinde 12 aus Rippen 13 und Rillen 14. Im wesentlichen hat der erste Teil der Umformseheibe, das ist in der Fig. 2 der Teil, der sich von der Linie Axa in Uhrzeigerrichtung bis zur Linie B-B erstreckt, gleichmässig abnehmende Steigung, wobei die stärkste Steigung entlang der Arbeitskante 16 verläuft. Der verbleibende oder folgende Teil 17 der Umformscheibe hat gleichmässige Steigung die mit der kleinsten Steigung des leitenden Teiles des Werkzeuges übereinstimmt.
In der Fig. 2 ist die Stellung der Rille bzw. der Rippe, die mittels des Werkzeuges in dem Rohr gebildet wird, schematisch durch die Linie 19 angedeutet.
Die Arbeitsweise der Umformscheibe ist an Hand der Fig. 4 erläutert. Die Arbeitskante 16, die stärkere Steigung hat, drückt gegen das Metall, welches einwärtsgedrüekt werden soll, um die Rille zu bilden. Indem die Arbeitskante 16 an dem jeweils gegebenen Teil des Rohres entlang geführt wird, wird das Rohr auf diesem Teil fortschreitend niedergedrückt und in eine Rille umgeformt, wie das die Linien 20, 21, 22 und 23 andeuten. Das Metall, welches die Rippe bilden soll, wird von dem Punkt 24 aus niedergezogen, da die Rippe, während sie mittels des ersten Teils der Umformscheibe gebildet wird, eine gleichmässig abnehmende Steigung erhält. Die Länge des Rohres wird in Folge des Rippenbildens erheblich gemindert, aber es tritt kein Strecken oder Mitverwinden des Metalls ein, und die verschiedenen Wände der Rippe bzw. Rille behalten die ursprüngliche gleichmässige Dicke.
Im Hinblick auf die verhältnismässig tiefe Verjüngung der Arbeitskante 16 wird das Metall auf eine genügende Entfernung schraubenlinienförmig von dem Rohr weggedrückt, um sich an das zunehmende Metall in der Rille anzupassen, wodurch die Beanspruchungen, denen das Metall ausgesetzt wird, weiter gemindert werden. Der nachfolgende Teil 17 des Werkzeuges, der gleichmässige Steigung und gleichmässigen Rillendureh- messer hat, glättet nur die Rippe bzw. Rille des Rohres und legt sie dauernd fest.
Die Umformscheibe ist beim Arbeiten im wesentlichen ausbalanciert, indem die an ihrem arbeitenden Teil angreifenden Kräfte durch die Kräfte ausbalanciert werden, die an dem nachfolgenden Teil der Scheibe angreifen, während durch diesen Teil die Rippe festgelegt wird. Wie gezeigt, ist im wesentlichen das erste Viertel der Scheibe der arbeitende Teil ; immerhin kann dieser Teil verschiedene Ausdehnung haben je nach der Art des Rohres. Bei manchen Rohren werden mit einem arbeitenden Teil von der Hälfte der Grösse des Werkzeuges recht zufriedenstellende Ergebnisse erhalten. Auch die veränderliche Steigung des arbeitenden Teiles wird durch die Art des Rohres bestimmt und in vielen Fällen kann sie im wesentlichen gleichmässig sein, wie bei 18 in Fig. 2 punktiert angedeutet.
Auf Grund der Tatsache, dass die Umformscheibe nur eine einzige Windung eines Schraubenganges darstellt, kann sie sich leicht biegen und Unregelmässigkeiten in der Beanspruchung des Rohrmetalls nachgeben.
Es ist nun als wünschenswert befunden worden, auch beim Herstellen der Rippen für dickwandige Rohre die Anpassbarkeit der Umformscheibe zu gewährleisten. Dies wird erfindungsgemäss durch eine nachgiebige Lagerung der Umformscheibe erreicht, wie dies z. B. in Fig. 5 dargestellt ist. In diesem Fall ist der Umfang 31 der Umformseheibe als Teil einer Kugelfläche ausgebildet. Die Lagerung besteht aus einem Paar Halteteilen 32 und 33, die bei 34 zusammengeschraubt sind. Diejenigen Teile der Halter, welche das Werkzeug umfassen, haben kugelige Gestalt entsprechend dem Umfang des Werkzeuges, so dass diesem eine Schwenkbarkeit ermöglicht ist.
Das Werkzeug hat im übrigen einen Gewindestift 35, der in einen in den Haltern vorgesehenen Schlitz 36 greift. Dieser Stift lässt keine Relativdrehung zwischen dem Werkzeug und dessen Haltern um die Achse des Rohres zu, wohl aber eine begrenzte Winkeleinstellung des Werkzeuges relativ zu den Haltern, so dass das Werkzeug z. B. in eine Stellung, wie die in Fig. 5 punktiert angedeutete, gebracht werden kann. Auf diese Weise kann das Werkzeug sich Unregelmässigkeiten in der Metallstruktur des Rohres noch mehr anpassen, wodurch schädliche Beanspruchungen des Rohres durch das Werkzeug auf ein Mindestmass herabgesetzt werden. Diese Nachgiebigkeit in der dem Werkzeug gestatteten Bewegung beeinflusst das richtige Bilden einer genauen Rippe nicht.
Der rippenbildende Teil 37 des Werkzeuges in Fig. 5 ist derselbe wie der innere Teil 16,17 der in den Fig. 2 und 3 dargestellten vereinfachten Form.
Ein Beispiel, um ein Rohr mittels des Umformwerkzeuges mit Rippen zu versehen, ist in Fig. 1 angegeben. In diesem Fall kommt das Rohr von einem bei 40 schematisch dargestellten Schweissapparat, in dem das Rohr in bekannter Weise erzeugt wird. Der Werkzeughalter 33 ist in einem Gehäuse 42 drehbar und wird angetrieben mittels eines Getriebes 43, das sich auf der Ankerwelle eines Elektromotors 44 befindet. Der Motor und das Gehäuse 42 sind auf einem Schlitten 45 befestigt, der auf dem Bett 46 der Maschine entlangbewegt werden kann. Wenn der Motor 44 arbeitet, wird das Umformwerkzeug mit Bezug auf das Rohr gedreht, insoweit dieses von dem Sehweissapparat herkommt.
Da das Umformwerkzeug schraubengangförmige Gestalt hat, wird es sich von selbst axial an dem Rohr entlangführen, und wenn die Geschwindigkeit des Motors passend eingestellt ist, kann das Werkzug dahin gebracht werden, sich an dem Rohr mit derselben Geschwindigkeit entlang zu bewegen, mit der das Rohr aus dem Sehweissapparat kommt, woraufhin der Schlitten 45 im wesentlichen auf dem Bett 46 in Ruhe bleiben kann. Immerhin ist der Schlitten relativ zu dem Bett verschiebbar, so
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dass er etwaigen notwendigen Bewegungen folgen kann. Wenn gewünscht, können Mittel, die durch das Entlangbewegen des Schlittens an dem Bett gesteuert werden, vorgesehen sein, um die Geschwindig- keit des Motors so zu steuern, dass das Werkzeug synchron läuft gemäss dem Vorschieben des Rohres.
Während in der Fig. 1 das Umformwerkzeug als drehbar und das Rohr als nicht drehbar dargestellt sind, kann, wenn gewünscht, auch das Umgekehrte stattfinden, indem das Rohr mittels irgend- einer Maschine in dem Werkzeug gedreht wird, etwa wie auf einer gewöhnlichen Drehbank.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Werkzeug zur Herstellung von Metallschläuchen aus glattwandigen Rohren durch schrauben- gangförmige Rillung der Rohrwandung mittels eines die Aussenwand des Rohres umfassenden, schrauben- gangförmigen Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug aus einem zu nur einem einzigen Schraubengang geformten Ring (10) mit arbeitender Eindrückkante (16) besteht, der die Rille (14) von gewünschter Steigung in voller Tiefe in die Rohrwandung (11) einzudrücken gestattet.