CS216685B2

CS216685B2 - Method of making the thin-walled seamless tube bends and facility for executing the same

Info

Publication number: CS216685B2
Application number: CS796768A
Authority: CS
Inventors: Heinz Blaser
Original assignee: Heinz Blaser
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1979-10-04
Publication date: 1982-11-26
Also published as: PT70295A; CA1123381A; ES484879A1; NO148665C; DD146402A5; PL218848A1; EP0010057B1; DE2964544D1; HU178179B; NO793232L; FI792882A7; CH634238A5; IE49621B1; EP0010057A1; YU231279A; IE791923L; NO148665B

Abstract

1. A method for spin-forming thin-walled seamless tubular elbows with any desired elbow radius, elbow angle and tube diameter from a short and thick-walled tubular blank material using a rotatable tubular elbow corepiece, characterized in that the short and thick-walled tubular blank material has the form of a section of a segment with a curvature matching the curvature of the tubular corepiece and that the blank material is fitted over the tubular corepiece and is rotated together with said corepiece according to corresponding tubular elbow radius arch-like between and through pressing rollers of a rotating pressing roller head rotating around the blank material for acting thereon, with said rotating pressing rollers acting with flow pressure onto the rotating blank material so that the same is stretched out and rolled out into a thin-walled sheet metal tubular elbow with its length elongated to many times the length of the blank material.

Description

Vynález se vztahuje na způsob výroby tenkostěnných bezešvých trubkových oblouků tvářením silnóstěnných polotovarů, jakož ' i na zařízení k provádění způsobu, obsahující strojní podstavce · se základovou deskou, okružní válcovací hlavicí, kalibrovacím trnem, suportem a příslušnými pohony.The invention relates to a method for producing thin-walled seamless tube bends by forming thick-walled blanks, as well as to an apparatus for carrying out the method comprising machine bases with a base plate, a circular rolling head, a calibration mandrel, a support and corresponding drives.

Výroba tenkostěnných trubkových oblouků naráží dosud na četné potíže. Trubkové oblouky, zhotovované · tažením · ze silnostěnných polotovarů mají nestejnou tloušťku stěny, což je způsobováno pěchováním materiálu uvnitř oblouku. Trubkové oblouky, používané například pro střešní okapové svody, se zpravidla seistavují ze· dvou dílů, vzájemně spojených svařováním, pájením, nebo zadrápkováním. Trubkové oblouky, zhotovené z jednoho kusu, jsou opatřené nevzhlednými vnitřními žebry, vzniklými při pěchování vnitřní strany trubkového oblouku.The manufacture of thin-walled pipe bends has been facing numerous difficulties. Pipe bends made of thick-walled blanks have an uneven wall thickness due to the upsetting of the material within the bend. The pipe bends used, for example, for roof gutters, are usually assembled from two parts, joined together by welding, brazing or chipping. The one-piece tubular arches are provided with unsightly internal ribs formed by the upsetting of the inner side of the tubular arch.

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob výroby hladkých trubkových oblouků o libovolném průměru, poloměru ohybu i úhlu ohybu, zhotovovaných ze železa, mědí, mosazi, •hliníku, zinku a podobně při tloušťce stěny od 0,2· do· 1,5 mm, případně i více, jakož i potřebné zařízení.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing smooth pipe bends of any diameter, bend radius and bend angle made of iron, copper, brass, aluminum, zinc and the like at a wall thickness of 0.2 to 1.5 mm, optionally more, as well as the necessary equipment.

Podstata zpěšobu výroby tenkostěnných bezešvých trubkových oblouků tvářením silnostěnných polotovarů, jež se od známých způsobů podle· vynálezu liší tím, že stěna· krátkého· silnostěnného obloukovitého· trubkového polotovaru se postupně plynule redukuje okružním válcováním při současném kalibrování vnitřního průměru oblouku, čímž se· krátký silnostěnný polotovar vytahuje na tenkostěnný bezešvý trubkový oblouk stálého vnitřního průměru a stálé tloušťky stěny, případně· opatřený válcovými nástavci.The principle of manufacturing thin-walled seamless tube bends by forming thick-walled blanks that differs from the known methods of the invention in that the wall of the short thick-walled arcuate tube bending is gradually reduced by circular rolling while calibrating the inner bend diameter, thereby shortening the thick-walled bending. the blank extends to a thin-walled seamless tubular arc of constant internal diameter and constant wall thickness, optionally provided with cylindrical extensions.

Podstata zařízení pro provádění způsobu, obsahujícího strojní podstavec se základovou deskou, okružní ' válcovací hlavicí, kallbrovacím trnem, suportem a příslušnými pohony, podle vynálezu spočívá · v tom, že ' okružní válcovací hlavice, obsahující radiálně přestavitelné tlačné kladky, je otočně uložena na strojním podstavci a pod okružní válcovací hlavicí je usazen svislý čep, kolem něhož je· pomocí výložníkových ramen výkyvné uložen · vyměnitelný suport, na němž je upevněn obloukový kalibrovací trn.The principle of the apparatus for carrying out a method comprising a machine base with a base plate, a circular rolling head, a calibrating mandrel, a support and respective drives according to the invention is characterized in that the circular rolling head comprising radially adjustable thrust rollers is rotatably supported on the machine. a vertical pin is seated on the base and below the orbital rolling head, around which a replaceable slide is supported by means of the boom arms, on which the arc calibration mandrel is fixed.

Pro účinnou redukci tloušťky stěny polotovaru je · okružní válcovací hlavice tvořena vnějším neotočným, axiálně posuvným válcem, jehož vnitřní plášťová plocha je· kuželová, k níž jsou odpružené přilehlé vodicí čepy tlačných kladek, jež jsou axiálně upevněny v dutém hřídeli, soustředném s okružní válcovou hlavicí.To effectively reduce the wall thickness of the workpiece, the orbital rolling head is formed by an outer, non-rotatable, axially displaceable cylinder, the inner casing surface of which is conical to which the adjacent guide pins of the pressure rollers are axially fixed in a hollow shaft concentric to the orbital cylinder .

Pro zhotovení . válcového trubkového nástavce je· podle vynálezu uvnitř dutého hřídele· vložena neotooná axiálně posuvná tyč, na jejímž konci uvnitř okružní · válcovací hlavice je nasazen vyměnitelný válcový kalibrovací trn.For fabrication. according to the invention, a non-rotationally axially displaceable rod is inserted inside the hollow shaft, at the end of which a replaceable cylindrical calibrating mandrel is fitted inside the orbital rolling head.

' Pro· mechanizované rovnoměrné zhotovení· trubkového oblouku je podle vynálezu vyměnitelný supont spojen s převodovkou, poháněnou posuvovým elektromotorem, jež jsou spolu se svislým čepem upevněny na horní příčně pohyblivé části křížových saní. Pro snadné uvolnění hotového oblouku ze zařízení je podle vynálezu na horní příčně pohyblivé části křížových saní v kulovém čepu uložena všestranně výkyvná vyhazovači páka, jejíž volný konec je opatřen čelistmi pro uchopení konce zhotoveného trubkového kolena.According to the invention, a replaceable support is coupled to a geared motor driven by a feed electric motor for mechanically uniform production of the tubular arc which, together with the vertical pin, are attached to the upper transversely movable part of the cross slide. For easy release of the finished arc from the device according to the invention, on the upper transversely movable part of the cross slide in the ball pin is mounted a universally swiveling ejector lever, the free end of which is provided with jaws for gripping the end of the manufactured pipe elbow.

Způsob výroby tenkostěnných bezešvých trubkových oblouků podle vynálezu na zařízení podle vynálezu má četné výhody. Zhotovená kolena jsou hladká, s rovnoměrným vnitřním průměrem i · tloušťkou stěny, proto i vzhledná s dobrými průtokovými vlastnostmi. Takto lze· vyrábět trubková kolena z nejrůznějšíoh kovů, rozmanitých rozměrů a to· i velmi tenkostěnných, až 0,2 mm, což umožňuje dosáhnout význačné úspory, zejména při výrobě trubkových kolen z drahých a deficitních materiálů, jako je například měď.The method for producing the thin-walled seamless tube arches of the invention on the apparatus of the invention has numerous advantages. The bends are smooth, with a uniform inner diameter and wall thickness, and therefore also appearances with good flow properties. In this way, pipe elbows can be manufactured from a wide variety of metals, of various dimensions, even very thin-walled, up to 0.2 mm, which makes it possible to achieve significant savings, especially in the manufacture of pipe elbows from expensive and deficient materials such as copper.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je uveden na připojených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno zařízení v bočním pohledu, na obr. 2 zařízení z obr. 1, zobrazené v půdorysu, na obr. 3 půdorys zařízení z· obr. 2 po odstranění válcovací hlavice, na obr. 4 válcovací hlavice v podélném řezu, na obr. 5 válcovací ·hlavice z obr. 4 v čelním· pohledu, na obr. 6 trubkový polotovar, zobrazený v · půdoryse, na obr. 7 polotovar z obr. 6 v čelním pohledu a na obr. 8 hotový trubkový oblouk s trubkovými válcovými nástavci.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the device in side view, Fig. 2 shows the device of Fig. 1 shown in plan view, Fig. 3 shows a plan view of the device of Fig. 2 4 shows a longitudinal section of the rolling head; FIG. 5 shows the rolling head of FIG. 4 in a front view; FIG. 6 shows the tubular blank shown in plan view; FIG. 7 shows the blank of FIG. 6; Fig. 8 is a front view of the finished pipe bend with tubular cylindrical extensions.

Na základové desce 1 strojního podstavce 2 je umístěn hlavní elektromotor 3 pro· pohon válcovací hlavice 4, která · je uložena· v předním ložisku · 6 a zadním ložisku 7 strojního podstavce 2 pomocí dutého hřídele · 5. V ·dutém hřídeli · 5 je umístěna· neotočná axiálně posuvná tyč ' 8, ovládaná hydraulicky, · pneumaticky, nebo podobně pomocí pracovního · válce· 9. Na volném konci neotočně · axiálně posuvné tyče 8, zasunutém do válcovací · hlavice 4, je nasazen vyměnitelný · válcový · kalibr ovací trn 10.On the base plate 1 of the machine base 2 is located the main electric motor 3 for driving the rolling head 4, which is located in the front bearing · 6 and the rear bearing 7 of the machine base 2 by means of a hollow shaft · 5. A non-rotatable axially displaceable rod 8, operated hydraulically, pneumatically, or the like by means of a working roller 9. At the free end of the non-rotatably axially displaceable rod 8, inserted in the rolling head 4, a replaceable roller cylinder calibrating mandrel 10 .

Neotočná· axiálně posuvná · tyč 4 je vedena· ve · vodicích ložiskách 11. Na válcovací hlavici 4 je· nasunut axiálně posuvný válec 12, spojený s posuvným náhonem 13. Axiálně · posuvný válec 12 je opatřen kuželovým vnitřním pláštěm 14, určeným k ovládání radiálně přestavitelných tlačných kladek 15, uspořádaných do hvězdice. Radiálně přestavitelné tlačné kladky 15 jsou vodícími čepy 16 vedeny ve válcovací hlavici 4,.přičemž volné konce vodicích čepů 16 jsou na obr. neznázorněnými pružinami přitlačovány ke kuželovému vnitřnímu plášti 14 axiálně posuvného válce 12.The non-rotatable axially displaceable rod 4 is guided in guide bearings 11. An axially displaceable cylinder 12 coupled to the drive drive 13 is mounted on the rolling head 4. The axially displaceable cylinder 12 is provided with a conical inner casing 14 intended to be actuated radially of the adjustable thrust rollers 15 arranged in a star. The radially adjustable thrust rollers 15 are guided by the guide pins 16 in the rolling head 4, the free ends of the guide pins 16 being pressed against the conical inner casing 14 of the axially displaceable roller 12 by means of springs (not shown).

Axiálně posuvný válec 12 se posouvá působením kladek 17 posuvného náhonu 13, které zabírají za přírubu 18 axiálně posuvného válce 12.The axially displaceable roller 12 is moved by the pulleys 17 of the displacement drive 13 which engage the flange 18 of the axially displaceable roller 12.

Pod válcovací hlavicí 4 jsou na základové desce 1 uspořádány křížové isaně 19, jejichž dolní část je vratně vedena na tyčích 20 strojního podstavce 2 a na ní je ipak upevněna 'horní příčně pohyblivá část 21. Na svislém čepu 22 horní příčně pohyblivé části 21 křížových saní 19 je usazen vyměnitelný suport 23, na němž je upevněn obloukový kalibrovací trn 24. Při výrobě tenkostěnného trubkového oblouku 33 se na obloukový kalibrovací trn 24 nasune tlustostěnný trubkový polotovar 25. Přitom se podle poloměru R ohybu tenkostěnného trubkového oblouku 33 zvolí příslušný vyměnitelný suport 23 a jeho správná poloha vzhledem к ose rotace válcovací hlavice 4 se nastaví pohybem horní příčně pohyblivé části 21 křížových saní 19, což je umožněno příčnou drážkou 26. Při tváření tenkostěnného trubkového oblouku 33 koná vyměnitelný suport 23 výkyvný pohyb, přičemž je poháněn posuvovým elektromotorem^ 27 pomocí převodu 28. Tlustostěnný trubkový polotovar 25 se přitom tváří rotujícími radiálně přeístavitelnými tlačnými kladkami 15, jež jsou pohybem axiálně posuvného válce 12 nastaveny na potřebný průměr. Křížové saně 19 jsou spojeny s ovládací tyčí 30, ovládanou válcem 29.Under the rolling head 4, a cross slide 19 is arranged on the base plate 1, the lower part of which is guided on the rods 20 of the machine base 2, and the upper transversely movable part 21 is fixed thereon. 19, a replaceable support 23 is mounted on which the arcuate calibration mandrel 24 is mounted. In the manufacture of the thin-walled tubular arc 33, a thick-walled tubular blank 25 is slid onto the arcuate calibration mandrel 25. Here, the respective replaceable support 23 is selected according to bend radius R. its correct position relative to the axis of rotation of the rolling head 4 is adjusted by moving the upper transversely movable portion 21 of the cross slide 19, which is made possible by the transverse groove 26. When forming the thin-walled tube bend 33, the replaceable support 23 performs a pivotal movement. In this case, the thick-walled tubular blank 25 is formed by rotating radially adjustable pressure rollers 15, which are adjusted to the required diameter by the movement of the axially displaceable roller 12. The cross slide 19 is connected to a control bar 30 operated by a cylinder 29.

Pro stažení tenkostěnného trubkového oblouku 33 z obloukového kalibrovacího trnu 24 je na horní příčně pohyblivé části 21 křížových saní 19 upevněna výkyvná vyhazovači páka 31, opatřená na svém volném konci čelistí 32. Při snímání tenkostěnného trubkového^ oblouku 33 odsunou se nejprve křížové saně 19 a s nimi výkyvný suport 23 od válcovací hlavice 4 pomocí ovládací tyče 30. Pak se čelist 32 výkyvné vyhazovači páky 31 nasune na krk 36 tenkostěnného trubkového oblouku 33, který se obloukovitým výkyvem výkyvné vyhazovači páky 31 stáhne z obloukového kalibrovacího trnu 24.In order to remove the thin-walled tubular arc 33 from the arc calibration mandrel 24, a pivot ejector lever 31, provided at its free end of the jaws 32, is mounted on the upper transverse movable portion 21 of the cross slide 19. The jaw 32 of the pivot ejector 31 is slid onto the neck 36 of the thin-walled tubular arc 33, which is pulled off the arc calibrating mandrel 24 by the arcuate pivot of the pivot ejector 31.

Když je nutno tenkostěnný trubkový oblouk 33 opatřit válcovým trubkovým nástav cem 34, nasadí se na neotočnou axiálně posuvnou tyč 8 vyměnitelný válcový kalibrovací trn 10. Pohybem axiálně posuvné tyče 8 'se vyměnitelný válcový kalibrovací trn 10 přitlačí к čelu obloukového kalibrovacího trnu 24.When the thin-walled tube bend 33 has to be provided with a cylindrical tube boss 34, a replaceable cylindrical calibrating mandrel 10 is mounted on the non-rotatable axially displaceable rod 8 by moving the axially displaceable rod 8 'to press the replaceable cylindrical calibrating mandrel 10.

Tlustostěnný trubkový polotovar 25, nasunutý na obloukový kalibrovací trn 24 se zpracovává rotací radiálně přestavitelných tlačných kladek 15 válcovací hlavice 4. Při tvarování tenkostěnného trubkového bloku 33 stojí křížové saně 19 pevně na tyčích 20, kdežto výkyvný suport 23 se natáčí spolu obloukovým kalibrovacím trnem 24 kolem svislého čepu 22 pomocí posuvového elektromotoru 27 :s převodem 28. Při tvarování válcového trubkbvého nástavce výkyvný suport 23 stojí, kdežto křížové saně 19 se podélně posouvají po tyčích 20 působením ovládací tyče 30. Současně s nimi se posouvá i ne otočná axiálně posuvná tyč 8, na jejímž volném knci je upevněn vyměnitelný válcový kalibrovací trn 10.The thick-walled tubular blanks 25 slid onto the arc calibrating mandrel 24 are processed by rotating the radially adjustable thrust rollers 15 of the roll head 4. In shaping the thin-walled tubular block 33, the cross slide 19 stands firmly on the rods 20. In the shaping of the cylindrical tubular extension, the pivot support 23 stands, while the cross slide 19 is longitudinally displaced on the rods 20 by the actuating rod 30. At the same time, the non-rotatable axially displaceable rod 8 is moved. a removable cylindrical calibrating mandrel 10 is mounted on its free wall.

Tloušťka stěny tenkostěnného trubkového oblouku 33, obvykle v roz'sahu od 0,2 do 1,5 milimetru, se nastavuje pohybem axiálně posuvného válce 12 pomocí posuvného náhonu 13. Přitom se volné konce vodicích čepů 16 radiálně přestavitelných tlačných kladek 15 pohybují po kuželovém vnitřním plášti 14 axiálně posuvného válce 12 a mění tak oběžný průměr radiálně přestavitelných tlačných kladek 15.The wall thickness of the thin-walled tubular arc 33, usually in the range of 0.2 to 1.5 millimeters, is adjusted by moving the axially displaceable roller 12 by means of a sliding drive 13. The free ends of the guide pins 16 of the radially adjustable thrust rollers 15 move on the tapered Thus, the circumferential diameter of the radially adjustable thrust rollers 15 is changed.

Při změně poloměru R ohnutí tenkostěnného trubkového oblouku 33 se horní příčně pohyblivá část 21 křížových saní 19 přesune tak, aby vodorovná vzdálenost mezi Svislou osou svislého čepu 22 výkyvného suportu 23 a osou rotace válcovací hlavice 4 odpovídala nové velikosti poloměru R. Přitom je nutno příslušně změnit i délku výložníkového ramene 35, jehož pomocí je výkyvný suport 23 upevněn na svislém čepu 22. To se provede buď výměnou výkyvného suportu 23, nebo jen výměnou výložníkového ramene: 35. Rovněž je možno vytvořit výložníkové rameno 35 jako délkově přeistavitelné.When changing the radius R of the bend of the thin-walled tubular arc 33, the upper transverse movable portion 21 of the cross slide 19 moves so that the horizontal distance between the vertical axis of the pivot pin 22 and the axis of rotation of the rolling head 4 corresponds to the new radius R. The length of the boom arm 35, by means of which the pivoting support 23 is fastened to the vertical pin 22. This is done either by changing the pivoting support 23 or simply by replacing the boom arm: 35. It is also possible to design the boom arm 35 as length adjustable.

Claims

Method for producing thin-walled seamless tube bends by forming thick-walled blanks, characterized in that the wall of the short thick-walled bent tube blanks is gradually reduced by circular rolling (while calibrating the inside diameter of the arc, thereby pulling the short thick-walled blanks into a thin and constant wall thickness, optionally provided with cylindrical extensions.

Device for carrying out the method according to claim 1, comprising a machine base with a base plate, a circular rolling head, a calibration mandrel, a support and respective drives, characterized in that the circular rolling head (4) comprising radially adjustable thrust rollers (15) is rotatably mounted on the machine frame (2) and below the orbital rolling head (4) a vertical pin (22) is mounted, around which a replaceable swinging support (23) is pivotably mounted by means of boom arms (35) on which the arc calibration caliper is mounted mandrel (24).

Device according to Claim 2, characterized in that the circular rolling head (4) is formed by an outer non-rotatable, axially displaceable cylinder (12), the inner surface of which (14) is conical, to which adjacent guide pins (16) are springed. pressure rollers (15) which are axially fixed in a hollow shaft (5) concentric to the orbital cylinder head (4).

Device according to claim 3, characterized in that a non-rotatable axially displaceable rod (8) is inserted inside the hollow shaft (5), at the end of which a replaceable cylindrical calibrating mandrel (10) is fitted inside the orbital rolling head (4).

Device according to Claims 2 to 4, characterized in that the pivoting support (23) is connected to a gear (28) driven by a feed electric motor! (27), which, together with the vertical pin (2 (2)), are mounted on the upper transversely movable portion (21) of the cross slide (19).

Device according to claim 5, characterized in that a universal pivot ejector lever (31) is mounted on the upper transverse movable part (21) of the cross slide (19) in the ball joint, the free end of which is provided with jaws (32). of a thin-walled pipe bend (33).