DE1933494A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung grossdimensionierter,insbesondere langer Teile,durch Verformung mittels Wasserdruck - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung grossdimensionierter,insbesondere langer Teile,durch Verformung mittels Wasserdruck

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Description

Pafenfenw3l»e
Dr. O. Loesenbeck
DipWng. Sfracke 1933494
Dtpt.-fng. Loesenbeck
U miätdd, Hsfforder Stra&e Μ
Pierre GUQ, 6, rue Idmouzin, FIBMHTI, loire (Frankreich)
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung grossdimensionierter, insbesondere langer Seile, durch Verformung mittels Wasserdruck
Die Erfindung 'betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung grossdimensionierter, insbesondere langer Seile, durch Verformung mittels Wasserdruck»
Schon seit langem ist es bekannt, wie man mittels hydraulischer Wirkung in einer entsprechenden Form einen gekuppelten Hetallrohling zu einem ausgebaiiehijen Hohlkörper oder zu sonstigen Formen umbilden kann, die. eLi^eh Rassisches Kumpeln nicht hergestellt werden können* «Jectooh 'ist die aus dieser hydraulischen Wirkung resultierende Verformung für sich gesehen, -von einer oftmals unaulässigen Beeinträchtigung der Wanddicke des Rohlings begleitet. - .-■-■■■
diesen Ifachte.il &ü. beseitigen, hat man sich bemüht, .durch gleichseitige Änweadung-- eines m^cliaBischen A:d.alän3,clces: Hetall in die eiBez* Ausdehaimg. tmi*erworfene 2οβθ - einsufcringea* um auf diesB Weise dis-iieigtins amr- Bahimng des Haterials sä kompensieren» lter. 2tatt§ast2B.S- der ^ jseohaiiiscliea.'und hydr-aölisplien Kraft a kommt somit eine sein* grosse Beäeutttiig mi. Eatsäciilicli erreicht der auf jede i*ase$\&QS Eohiittgs ausgeübte laaelianisaiie JbciaX-eins lBicknr% cter Faser f die a^tfairiiindarfoigeadeB Terf or- * die-die Üdökmig der OesamSlaeit- d-3J? f aserr. - cta , äib?f@ia aieli: off es sichtlich sie.a.t i.?i ^Iner Vsgg Ihircteisssers. das Eoiilirigs ätiessrn. o^ace^r- dzes3r nuss sie-
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im Gegenteil nach, und nach gegen die Innenwand der ?ογε cüschmiegen, ohne !falten zu bilden, Aus diesem Grunde ist as unerlässlich, daß die in dem Rohling..enthaltene Flüssigkeit ständig einem ausreichenden Überdruck unterworfen Igu, der umso hölier sein muss, ge kürz or dia freien Fasern des Rohlings sind, Jedoch nach oben Iiin begrenzt sein Truss, vn 03I---3 Toermässige und vorzeitige An. schnell en zu -^rcoiden und es ssen unang en-uimen Hon se euer-ζ en, d.h. das Bersten des lic I". lir.ro oder die Bildung von Falten an Ende des Art-itsvorge-i-j-äs zu untsrbinden. Zu diesem Zwecke werden gev/öhnli^r- n^ir od=r komplexe Pumpvorrichtungen oder Solcher vervjenc.it; jedo bleibt die Bestimmung iss optimalö.i Druckes f:.:r jed-3 dar aufeinanderfolgenden Uirvrandlungsphasen des £.;.ilings in oll-^n Fällen ε-ihr errsiriseh; dia Berechnung des Berstdru/j-kes selost, - dar annänernd gleich der Formel: ist -, -:-rweist sich mit Rücksicht auf ~ie ίorrSvväiirsnden Veränderungen der Dicirs -i. dei BrucliföstitTkeit £ und a^s Dui^chmesssrs ^ infolge der iisimxjng, der ^uerschnittsverringerung und der Ausdehnung des Hetalls is Laufe der Yerfarnung als undurchführbar, üede neu3 ^m-ranäung dieses Yerfoiraiungsirerfahrene mittels Wasserdruck erfordex't somit eine ausserordentliche Sorgfalt und oe^3 Ifcrege im Rohling drückt sich in Materialausfällen aus.
ch
Um diese Schwierigkeiten auszuschalten. hat i_sn --rwogen, 'Ii3 Itegulierung des Innenarückes in des Hohling durch eine auf folgenden Beobachtungen basierende Yolumenkontrolle zu ersetaeTi: "iern man beispielsweise einer; Rohling von 40 ms Dtoxjhmesser urfd 80 um Höhe betrachtet, dessen Höha durch Verformung mittsls Wasserdruck -auf Bull reduziert» werdeö soll, kann msn lie ^e^eiligen Erweiterungen des Durchmessers und die Veränderungen des Volumens errechnen, die den sukzessiven Verkürzungen uii ^-^--slXa 10 mm entsprechen und die AiifrecLterhaltuag eines konstanten Wertes der Ge samt oberfläch β ttad folglich der Diel: 3 des !äohlla^ gev/ährleisten; in der Ag» 1 ist auf dar Crdinatiiiacli'j"; ί:-:.._ l~.-:: rs DurchaeEser und das Volumen in Abhängigkeit *-.■.-.; -".^r- T-,rl. -'■■:., der Höhe auf ii-r Abssissenachse aargelegeni ils ;r*i:ü- PLiiss. ■ -.I der die Höhe obgrbsin des Dur/üais^aars blsi'bt, β:/;.3- ,.-icrrfc einer
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Umwandlung mit ansteigenden Volumen; die zweite Phase, bei der die Höhe geringer als der Durchmesser wird und auch "bleibt, entspricht dagegen einer Umwandlung mit Volumenreduzierung.
Welches in der Praxis auch immer die Form des herzustellenden Werkstückes sein nag und unter der Voraussetzung, daß ein Bottling gleicher Gesamtoberfläche wie die des herzustellenden Stükkes gewählt würde, ist es grundsätzlich möglich, die Verformung der Oberfläche gemäss der obenerwähnten Methode zu zerlegen und die Kurve zu bestimmen, die sich aus der Veränderung des -inneren Volumens des Rohlings in Abhängigkeit von dessen Verkürzung ergibt. Da die in dem Rohling eingeschlossene Flüssigkeit nur geringfügig zusammendrückbar ist, genügt es im Prinzip, ihr die auf diese Weise errechneten Volumenänderungen im gleichzeitigen Ablauf mit der Verkürzung des Rohlings beizumessen; unter diesen Bedingungen nimmt der Druck der in dem Rohling enthaltenen !flüssigkeit zu jedem Zeitpunkt der Umbildung genau den Wert an, der sur Erlangung der untersuchten Verformung erforderlich ist. Wenn die endgültige Höhe erreicht ist, muss der Vorgang nach Möglichkeit durch eine Kalibrierung abgeschlossen werden, was sich dank eines starken Anstieges des Druckes der in dem Rohling enthaltenen Flüssigkeit realisieren lässt. Die auf diese Weise geformten Werkstücke besitzen eine konstante Wanddicke, zeigen keine Falten und nehmen genau die ihnen zugedachte Form an. ,
Das erfindungsgemässe Verfahren für die Formung gekümpelter Metallrohlinge durch kombinierte mechanische und hydraulische Mittel besteht darin, daß die hydraulischen Mittel sowohl in ihrem Wert als auch in der Synchronisierung und gemäss eines vorzugsweise genau gleichen Verhältnisses mit den mechanischen Mitteln kombiniert ist, wobei dieses Verhältnis durch die Veränderung des inneren Volumens des Werkstüökes £a Abhängigkeit von der Verkürzung desselben bestimmt wird* so daß die Werkstückoberfläche /vom Rohling bis zum Fertigteil konstant bleibt t. \ und zwar in ihrem Wert., ,
Dennoch kann die industrielle Inbetriebnahme dieses Verfahrens der Verformung durch Wasserdruck mit Volumenkontrolle nur dann
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rentabel sein, wenn verschiedene technologische Schwierigkeiten, - insbesondere was den SynchronisisruagsmeciieBismus der Verkürzung des Rohlings und die Volumenverfinderung betrifft -, auf einfache und wirksame Art und Weise überwunden werden* ·
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, eine besondere Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens zu schaffen, eine Vorrichtung geringer Flächenausdehnung, die . keiner starken und kostspieligen Presse bedarf, und die absolute Automation des Verfahrens einschliesslich der Nachfülluüg des Rohlings gewährleistet,
Die Vorrichtung besteht darin, daß sie als Zusatz zu einer . Presse besteht, deren Wirkung dank einer ©^hydraulischen, doppelt wirkenden Vorrichtung durch diese Presse gewährleistet ist, wobei die Vorrichtung aus einem durch die Presse betätigten Hauptzylinder und einem Regler besteht.
Die mechanische Tätigkeit wird dabei durch einen hydraulischen Zylinder od. dgl. gewährleistet, der den Kraftfluss von einem Hauptzylinder erhält, der wiederum durch die StÖssel einer entsprechenden Presse betätigt wird. In der Praxis besteht zwischen dem hydraulischen Zylinder und dem Stossei eine direkte Ver-* bindung. Die Presse kann von herkömmliiiher Art sein, sollte aber vorzugsweise aus einer'für diesen Zweek eigens dimensionierten Anlage bestehen. ^ ' '
Die hydraulische Tätigkeit wird mittels eines Heglers erhalten, der aus einem Druckzylinder mit ziemlich grossem Hub aber geringem Querschnitt gebildet wird, so daß die genaue Erlangung der gesuchten Volumenänderungen erleichtert wird, um für die entsprechenden Bewegungen des Reglers 3 ede mit dem Verformungßdruck zusammenhängende grösse Kraft zu vermeiden*"
Unter Berücksichtigung des Isü^ssen £ssif es des Sti»|#3,fö im JaJl tnis zum Lauf des Heglersv jhlss-die zur leas- erf erÄerliche Energie ustia? »Ilen
werden und nicht etwa über den
"rwmK&J "·-
Bħ ORiQiNAL -M<
zwischen dem Hegler und dem Stössel l:ann somit mit Hilfe ver- schied-anar neciianiscLer, elektrischer oder hydraul!scher Vorrie-i tunken gewährleistet werden wie z.B.:
- einem Hotati onsnocl-cen, der die Veränderungen des Voluiaens abschwächt und direkt durch den als Steuergerät au betrachtender. o';Ö33el angetrieben -/ird; dieser Hocken v/irkt auf einer, Po~ä;-"";lDr_eter und auf Thyristoren ein, die lie Speisung eines Gl3icli^ro:omotors dosieren, der wiederun "■■ ir ein ScLuacken-• .. :c. \; iVrauliscI- arbeitenden Zylinder ar^jaibt;
- j ine.-., "ctationsno'iken -./ie vor, der auf d:n Tastbolz; 3i: ainsr -■l!-7vlraulischen AnI„^e der 1T, pe "ä coupler" angeordnar ist und s..ie Speisung eines Wasseriaotors dosiert, der wieierun. .'/ie oben, ϊ±ώ Schneckenrad antreibt.
- eir. .-■.: aotationsnoc^en u::d ainer clb.7Irv.uli7 ^I.en Vorrichtung .■;ii T':^ die die op ei sun ^ eines h^draulisci-en Z;-linders dosieren und hydraulisch arc ji im.de Zylinder aii"5l:t antreiben;
- einem franslationsnocken, der direlzt die Verschiebung der hydraulisch arbeitenden Zylinder bewirkt, wobei die Verschiebung des Stössels positiv durch eine mechanische oder noch besser hydraulische Vorrichtung lieeinflusst wird.
Entsprechend dieser verschiedenes Methoden wird das Verhältnis zwischen dem inneren Volumen des Werkstückes und der Position des otössels durch einen Hocken bestimmt, damit die jetireilige Krümmung des he.t»sust eil enden Werkst üolces eingehalten v/ird,
überdies" ist dem Kegler ein SpeisebehäXtei» augeordnet, dem Torziigsw@ise eim© Siatig;»- und B^ixckpisape TO3?geseiialtet istt die durch das Öffn.en uaä: .Sehiiessen der .^c?rm betätigt, wird, so daß bei Bsgjbffi des A.tfe©itagafig©s die Mllisig· des Seglers und des Hohlings get^üüilsistet. ist»;".
Bin weiterer S-edanke der vorliegenden' Erdfindung besteht darin, daS auf. eixieai Balam©», "der aus awei parallelen durch Quer stücke YBjfhvm.aen&xi feagplatte'a besteht, die aus swoi "beweglichen EIe-
'best©ij.6in€.^ -^orra oder Matrize angebx4a;iit ist«, Die SahlieB-dar Semealie wird d-urch äo-.daoBtal in dein Hamadn
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bare Klemmelemente gewährleistet. Der Hahnen, der -usserhalb des Durchganges der zur Presse gehörenden 2eil.? 1:-restigt ist, ist somit in seinen Abmessung:! nicht be^r^nzt j ar· ermöglicht den Durchgang langer oder voluminöser Werkstücke. L si Wertstücken geringer Abmessungen und ^e naci: gewürz :·-"-:;-^r leistung ist es möglich, mehrere Anlagen ii; G-rupper- aüzr^r-l-v^n, die von einer einzigen Bedienungsperson bedient werden :ü/inen.
Weitere Kennzeichen und Kerl·;:.'-Ie ^er 3rfir.„"jng -■■-_>-'- η eich axi den nachfolgend beschriebene::, vorteilhaften "A" -i" ..run^.sbeispielen.
Auf alle !"alle wird die Srfin-iung verständlich, wenn man die als Anlage beigefügten Schematismen Seichnungen herar.aieht.
Es aeigen:
Figur 1 -3in Diagramm, in dem lie Veränderung d«s inneren Volumens und die Zunahme des Durchmessers eines zylindrischen Rohlings im Verlaufe einer Yerfor::iing bei konstanter Gesamtoberfindhe in Abnängigkelj von der Hölieaverringerung dargestellt vn.rd,
Figur 2 einen Se samt auf riss 4>»r Anlage vor Inbei-i-i^bn slime der [Presse für Werkstücks, die durch i,.:?e "..:".■ r-ieasuE-ahaie im Verlauf der Verformung charakterisier·^ -dna,
i"igU2? 5 einen Horiaontalschni-;i; der Vorric:it"a2ig} :lör die ΚΙθβι;-slemente in geöffnet&r Position zeigt,
Jigur 4 und 5 den. gleichen Schnitt wi.3 die voi?aiifgehenden Figuren, ,jedoch nach Beer.!igung des Arbeitsgänges}
KLgur 6 einen Schnitt einer Vorrichtung zur Hesrsbellung von Htitrollen nach Beendigung des Arbeitsgasg&s,
?igur 7 den Schnitt eines Reglers bei elektrisch sr oder x\jär&n-" !isolier Arbeitsweise,
Hgur 8 eise graphische Darstellung der Tericf.li'sr.ixig des
.Stückes lind der Voliiffi^mreguliertmgs 9, 10 und 11 drei Varianten für die Fig*'.-Γ; v?*d 7,
~" 7 —
Figur 12 eise zur Herstellung einer Hubrolle mit z*t&% Hüten verschiedenen Durchmessers verwendete ^orrieattmg, wobei die linke Hälfte der Figur die Form nach Beendigung des Arbeit sganges zeigt, während die rechte Hälfte den eingesetzten Rohling vor der Verformung
If ach dem Ausführungsbeispiel der Pig. 2 "bis 5 wenden zwischen zwei Tragplatten 1 aus Stahlblech, die einen Säumen bilden, .die Platten 2t 3, 4 undJ5 eingesetzt. -
Auf der Platte 2 ruht ein an einen Segler 7 angesclilossener Zylinder 6.
Auf der Platte 3 ruht ein Zylinder 8, 4er einen durch einen zweiten Hauptzylinder 9 gesteuerten, doppelt wirkenden Heber darstellt.
Die Platte 4 trägt pneumatische PreßtÖffe 10. Die Platte 5 trägt die beweglichen Teile 12 der Form* Der Kolben 13'des Zylinders 6, der den Impuls des Reglers 7 erhält, gewährleistet das Absenken eines Kolbens 14-*' der, da er im ersten oberen Φβΐΐ selbst einen Zylinder bildet, bei seiner Ansjohlagsarretieruög an einem Teil 15 das Anheben und Absenken eines kleinen Kalibrierlcölbens 18 bewirkt, ;.
Die Kolben der pneumatischen Preßtöpfe 10 sind fest mit einer Platte 17 verbunden, auf der ein Verschlußstück 18 ruht, das das Schliessen des Rohlings 19 gewährleistet; dieser Verschluss wird dadurch endgültig, daß Klemmkeile 20 durch Druck von hydraulischen Zylindern 21 eingeschoben werden. Das vorgenannte Verschlußstück 18 dient in seinem oberen Teil 15 als Verstellzsylinder. Es wird oben von einem Fülltrichter 23 begrenzt, der dazu dient, das Wasser weiterzuleiten, das ihm im Moment -der Füllung des Rohlings aus einem BehälSer 24 zugeleitet wird. DiA ! leicht geöffneten TT-förmigem Klemmbacken 2£ werden, pneumatisch Zylinder 26 gesteuert, um das öffnen und Schliessen der
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beweglichen Formteile 12 zu gewährleisten. Diese Klemmbacken sind paarweise zueinander und mehrere übereinander angeordnet (drei Paare_ in der Zeichnung), wobei ihre Anzahl von der Höhe des Rohlings 19 und somit der Höhe der Formteile 12 abhängt.
In dem nach zwei Richtungen wirkenden Hebezylinder 8 bewegt sich ein Kolben 27 5 der durch einen Stössel betätigt wird» der wiederum in der oberen Endstellung durch zwei über PreßtÖpfe pneumatisch angetriebene Klemmkeile 29 verriegelt gehalten wird.
Die Arbeitsweise der Torrichtung wird wie folgt beschrieben:
Nachdem der Rohling 19 in Stellung gebracht worden ist, kon-' trolliert die Bedienungsperson nacheinander den Verschluss des Formteiles 12 durch die U-förmigen Klemmbacken 25> danach <3.eii Verschluss des Rohlings 19 durch das Verschlußstück 18. Durch den Endstellungskontakt γ/ird die Auslösung der' Füllung des Rohlings mit der in dsm Behälter 24 vorhandenen erforderlichen und ausreichenden Wassermenge bewirkt.
Durch die Inbetriebsetzung der Presse wird dadurch, daß diese sowohl auf.den Hauptzylinder 9 als auch auf den Regler 7 'einwirkt, der direkt durch den Kolben 27 betätigt werden kann, eine ganz bestimmte Ölmenge zu den Zylindern 6 und 8 geleitet. Der Zylinder 6 gewährleistet die hydraulische Wirkung in dem Rohling 19» wobei gleichzeitig insbesondere die durch den Kolben 27 gewährleistete mechanische Wirkung und der Stössel 28 des · Zylinders 8 -von Bedeutung sind; die hieraus resultierende ■ Charakteristik ist eine geometrische Verformung mit einer Zunähme des Volumens.
Beendigung der ersten Phase des Verformungsvorganges, wobei der Stössel 28 in der Ausgangsstellung steht uad der Kolben 14- im Anschlag gegen das Verschluß stück 18 liegt» werden die Klemmkeile 29 durch die Preßtöpfe 30 eing#fcrae&t und stellen eine feste Auflage für die Fertigstellung des Werkstückes dar, das unter ständig zunehmendem Druck steht, der durch das Niederdrücken des kleinen Kolbens 16 hervorgerufen wird. ;.
Was das Äusführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 "betrifft, so ist ■eine Platte 42 fest mit einer Auflage 87 verbunden, die den Kolben einer Wasserpumpe 90 tragt» Die Pumpe ist auf einer Auflage 89 befestigt, die wiederum fest mit dem !Tragrahmen 1 verbunden ist. Die Pumpe 90 ist mittels eines Hohrsystems 88 mit dem in der Platte 42 ausgesparten Durchlass verbunden und dient der Wasserzufuhr zn dem Werkstück 49, wobei ein Wasserüberschuss und Überdruck vorhanden ists um das Vorhandensein von Luft in dem Werkstück ausauschliessen.
Das dem Behälter 91 durch eine Leitung sugeführte Wasser wird durch die Pumpe 90 angesaugt. Am Austritt des Behälters ist ein Ventil 92 vorgesehen.
Der Zylinder 85, der den hohen Druck gewährleistet, ist ebenfalls auf der Platte 42 befestigt} er ist über ein Teleskopelement 100 mit dem Ölleitungssystem verbunden. Der Kolben 76 ist auf dem Kolben dieses Zylinders befestigt. Er geht durch ein Verschlußstück 86 hinatirch und wirkt auf die in dem Werkstück 49 enthalteae Flüssigkeit «in.
Die Arbeitsweise der in. äen 3?ig. 6 ιιηδ $ dargestellten Vorrichtung ist folgende*
SaoMem die Bedienungsperson die Yorric&tmng in Betrieb gesetzt iiaft» indem, sie ganz einfach das Torderteil der 3?οπα über dem Xeersa Rohling geschlossen hats das, sobald es in Eontakt ist, den Eresstopf'39 xißter Brück setarti· Die Platte 42 geht nach unten und Yors&bliesgfc dta Bohltog« Dieses Hledergehen der 3?3.atte 42 auch €aa Äöäergehen des KolbeMs d^r Pumpe 90 und die
iß ..dieser· Pumpe wird dtiraa das Sohrsystem 88 in den Eohling 49 geds&ckt *
In d*r BndstelXiöig tsleibert die Statte 42 und die Pumpe 90 stehen und die Arbeit bsginmt* ' - ^
Sie ia dem HoKllttg ©ü&lialtei&e Flüssigkeit ist somit über die I?ufflpe 90 in di3?©l£%em Kontakt iBlt..äcaa Hegler.
«09863/1307-
- v
ORJGiNAL
Wenn sich der untere OJeil der Form 55 i& der Endstellung befindet, rucken die Klemmstüclce 47 unter der Auflage 52 ein.
Bei der Berührung mit dem Verschlußstück 86 isoliert der Kolben 76 zunächst einmal den Regler Stromkreis und bewirkt dann den lokalisierten hohen Druck in dem Rohling.
iTachdem ein auf den Hochdruck-Stromkreis ausgerichteter Moaokontakt einmal die Sperre dieses Druckes, sum anderen die Bewegungsumkehrung des Preßtopfes 39 bewirkt hat., geht die Hatte 42 wieder nach oben, und niiirat .den Kolben der Pumpe 50 mit sich.
Der Kolben 76 verschliesst weiterhin das Rohrsystem 88, wodurch sich in der Pumpe 90 ein Unterdrück bildet, der das Wasser des Behälters 9^ über das Ventil 92 ansaugt.
Wenn die Platte 42 in ihrer Endstellung ist, lässt ein Kontakt komprimierte Luft in den, unteren 2!eil eines Zylinders 85 und die Klemmstücke 4-7 «erden durch die Kniehebel 5^ zurückgezogen.
Infolge der Aufwirtsbewegong legt der Kolben 76 die Mndung des Bohr systems 88 der Itasipe SO frei, wodurch das in dem Hegler befindliche Wasser ausströmen kann. Diese Bewegung und die Rückkehr des Kolbens 54* i& den Preßtopf 53 sciiliesst den Kreislauf ab, der ohne Beisein 4#r■ Bedienungsperson beendet werden kann·
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 nan&elt es sieh, darum, die nicht konstante Geschwindigkeit des Reglers einer auf die konstante V©rkür»ungsgeschwindigkeit ausgerichtete Karre anzupassen.
Die ®eschmndigk®its3cur-fen werden wie folgt bestimmt ί
Ausgehend -von einem tearfeiBmten und zufriedenstellend brai-seilten Eeglerdörchmesser und der ITolunenkurve des heraus ballend3:- Werkstückes zerlegt man diese Volumenkurve in mehrere Abschritte.
Indem man sich auf die Geschwindigkeit des Verkursraigsspiels festlegt j "bestimmt man durch den Verlauf eines Jeden Kurven-* abschnitt es die erforderliehe Zeit, die auf der Abszisse aufgetragen wird (I?ig, 8). Andererseits wird auf der Ordinate der Verl,auf eines jeden Kurvenabschnittes in mm aufgetragen und man erhält die Verldirzungskurve A7 die eine Gerade bildet»
Die 3-3Sugsvolunen der in der Kurve gewählten Abschnitte ergeben, durch die Oberfläche des Reglers dividiert, einen Quotienten, der für jeden dieser Abschnitte die Verschiebung des Begierkolbens ergibt. Diese Quotienten sind ebenfalls auf der Ordinate aufgetragen.
Han erhält auf diese Weise die Geschwindigkeitskurve des Seglers, d.h. die Kurve B der Volumenregulierung*
Folglich wenn man den als Steuerung betrachteten Verkürzungs-Zylinder zugrundelegt und z.B. eine Zahnstange anordnet, die eine auf diese Weise definierte Kurve darstellende Uocke betätigt, kann man mit Hilfe von Potentiometern und !Thyristoren die Spannung in einem der Kegler betätigenden Gleichstrommotor gemäss dieses Kriteriums verändern. Es können Rotationsnooken und Iranslationsnocken, die auch als Steuerkurven, bezeichnet werden, Verwendung finden.
Diese Wirkung kann sowohl auf mechanischem Wege durch Schnecken- · räder oder auf hydraulischem Wege erfolgen» x
Die Möglichkeit, die Drehrichtung des Motors umzukehren, gewährleistet die Berücksichtigung der Volumenkurvet die aus einem !eil, der als "Anstieg" bezeichnet wird und einem Seil, der als "Verringerung" des Volumens bezeichnet wird, besteht.
Der Regler 105, der aus einem einzigen Zylinder besteht, ist durch eine Schraube 107 fest mit seinem Kolben 106 verbunden.
Die Sehraube wird durch eine Schraubenmutter 108 bewegt, die an ihrem Umfang bearbeitet.ist, um mit einer Schneeke 1Q9 eine grosse Übersetzungseinheit zu bilden, die im 3?allv wenn die Belastung zur bewegenden Kraft zu werden droht (bei der Volumenreduzierung) nicht erkennbar ist.
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Ein Gleichstrommotor 110 erhält den Strom vom öffentlichen Netz"! der Strom wird durch Thyristoren umgespannt und durch einen linearen Potentiometer 112 dosiert, dessen bewegliches Element 113, das.in.it einem Hocken 114- in Kontakt ist, die auf .den Nocken übertragenen Veränderungen kopiert. Der Nocken wird durch ein Antrieb.sritzel 115 betätigt, das in eine Zahnstange eingreift.
Ein pneumatischer Druckzylinder 118 gewährleistet .den Rückgang. ~;:
Die Arbeitsweise des Reglers ist folgende:
Die Verschiebung des Kolbens 54-' bewirkt über die als Zahnstange ausgebildete Kolbenstange 116 und das Antriebsritzel 115 die Eotation des Nockens 114. Bei der Berührung bewirkt der lineare Potentiometer 112 durch die zwischengeschalteten Thyristoren, . die in einem Schaltschrank 111 untergebracht sind, die Veränderung der Spannung des dem Motor 110 zugeführten Stromes; die veränderliche Drehzahl des Motors richtet sich nach der jeweiligen durch die verschiedenen Sektoren, des Nockens bewirkten Veränderung. *
Eine in dem Schaltkastengehäuse untergebrachte elektronische Kontrollanlage verfolgt und korrigiert den Arbeitsablauf.
Im Falle einer Volumenveränderung des Werkstückes steuert ein ' durch die Stange 116 betätigter Mikrokontakt.einen Drehrieh- * tungsumschalter, um dieser Volumenänderung entgegenzuwirken. ■ ' ■
Die hydraulische Steuerung ähnelt der vorgenannten elektrischen : ¥
Steuerung. Immer von der Volumenkurve mit einem Regler konstan- '■''_■ ;
ten Durchmessers und somit der Kurve der Drehzahlveränderung ;>
ausgehend, kann man tatsächlich das in der Mechanik bekannte it ,
"Kopier^-lFerfahren verwenden. ': ^
Der Nocken 114, der wie oben angegeben entsprechend der Dreh- *
zahlkurve eingestellt ist, betätigt einen Taster, der über ein j>
Steuerventil die Schwankung der einem Wassermotor zugeführten ; ,.'
Antriebsmenge reguliert. ■ '.,i
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Die mechanische Steuerung arbeitet wie folgt;
Genass Fig. 9? "bei der eine mechanische übersetzung mittels Hebeln gezeigt ist, wird aer Hegler I05, dessen Kolbenstange 106 mit einer Laufrolle 133 verseilen ist, direkt durch eine „Steuerkurve 130 "betätigt, die über Hebel 129, 127 und 125, die \d.dderuu riurcli einen Lenker 128 und einer verkeilten "Achse 126 gelmp-pwlc sind, fest mit der Stange 116 des Zylinders c/\- verbunden ist.
Sir Hilfssj.'lindsr 134-, der zur gleichen Zeit wie der Zylinder 54-ge:;.;'jist wird, kompensiert das Trägheits- un-i HeibungsiLoment der Übertragung.
Au./jrund der Ur bersetiiung kann der Djlindi-r ~A sogar ohna Veränderung der Arbeitsweise weggelassen werden.
ivi Endkalibridrung wird durch die Erhöhung .las Druckes in den Rohling gewährleistet« die aus d-er "Verschiebung eines hydraulisch durch den obenerwähnten Hauptzylinder gesteuerten Tauchkolbens resultiert} au Beginn der Verschiebung verschliesst der genannte lauchkolben die Verbindung zwischen dem Hohlraum im Inneren des Rohlings und dem Reglar, der sö.säi* also dem Kalibrierungsdruck nicht ausgesetzt ist« - .
Seiaäss 2?ig* IQ wird das gleiche Ergebnis erzielt, indem die er~ wähnten Hebel durch «aliixrädei4 I55, 136f und 137 3rsetst warden, wodurch die Stange 116 fest atit der Steuerimrve 130 verbunden wird j der Hebel 125 ist. in einaia ißeil alt einem-gezalmten Abschnitt verseÄeiii: vm, die. Veajbiaä^mg mit--"dem 2ahrsrad 1^5 zu gewährleisUen. ' ■ " : \ ;- ."..-" ■■"■■ :--- ' ' ' -
:fig. H1 l>si «jar eina^aydseaulisciie ltbersetgung vorliegt, ist öie Steuerkurve "-1;3IO; f est isi/fc -ier KolbeÄStange des Eilfszylinders. 13^ und dsr. Kolbenstange . eia^s" BrüclEzylinders .136 verbunden,, die. den %liööär· 54 direkt speist« Ba der Lauf d@y Bruckasdinder 13^ und Ϊ36 identisoll alt deai der Bteiierkurtre ist, die durch diesen "best!»·!; wirär. genügt es also, den- Durchmesser des
■' ■' ' " 8O98&-3713Ö7"
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Zylinders 136 bei gleichem Volumen wie den des Zylinders su bestimmen, inden nan sich die Untersetzungswirkuno- 2 macht.
uemäas Fig. 11 ist der Zylinder 54- direkt der Steuerkurve 130 zugeordnet, der mit seiner Verschiebung die Bew-jung des Sog- · lers bewirkt.
Für die graphische Auswertunj dar Tig. 5, 10 un. 11 sii"-hnet nan, nachdem die Voluraenkurve in Tier oder rünf Absei uit je unt^rfeüilt vmrde, und nachdem für ^'eden ""ios.,^ Abschnitte in Abliänji^'ceit van dem Wert der Verkürzung der Reglerlauf bestimmt wurde, die Werte der Steuerkurve I30 auf, wob-^i darauf geachtet werden nuss, daß die Werte auf der Abs2i33enacb.se gröss3r festgelegt werden (in ungünstigen Fällen) als die auf der Crdinatenachee. Man erhält auf diese Weise das Verhältnis zwischen dem Lauf dieser Kurve und dem Ablauf der Verkürzung; danach können die 3teuer-Zylinder bestimmt werden.
Ein wichtiger Parameter liegt in der Verbindung zwischen der Verschiebung des EnickstSssels und des Pressensciilittens. Un dieses Gesetz zti befolgen und gleichzeitig die hydraulische Geschmeidigkeit der in der Jig. 11 dargestellten Anordnung beizubehalten,ist es unerlässlich, Jeden eventuellen Streuverlust mit Hilfe eines kleinen Hilfs-Akk'umulators durch eine zusätzliche Füllung unter schwachem Druck in der Ausgangsstellung au kompensieren 5 der Hilfs-lkkumulator ist in der Zeichnung nicht dargestellt, da er von der üblichen, in zahlreichen Hydraulikschal tungen verwendeten 2ype ist. Andererseits sind alle Hydrau— liksciialtungen mit Heinigungsvorrichtungen ausgerüstet.
Dieses ¥erf attren passt sich der !Realisierung aller komplexer Formen an. ,ob sie nun neu öder von hergebrachter Art sind. So kann man "beispielsweise das gleiche Werkstück mit mehreren Profilmen versehen, wie z.B. mit mehreren Hohlkehlen gleichen Diii*eamass&rs nach der Hassisclxeii Methode. Andererseits ksnn man ^edoch aueh mehrere feöfile unterschiedlichen Durciimessers bilden, Äst die Herstellung derselben weitaus schwieriger.
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So ist es beispielsweise bei der Herstellung einer Zweinutenrolle, Wobei die ITuten unterschiedliche Durchmesser besitzen, erforderlich, zunächst einmal das Knicken des grossen Durchmessers und danach das des kleinen Durchmessers zu bewirken. Die Kombination Knickung - hydraulische Arbeit ist bei dem kleinen Durchmesser nur dann möglich, wenn der Mantel dessel- ■ ten gegen die* Form anliegt* Jedoch kann diese Unterstützung erst nach der Bildung der Uute des grossen Durchmessers erfolgen, wie aus der Fig. 12 zu ersehen ist, dessen linke Hälfte die Form nach Abschluss des Arbeitsganges mit dem fertigen Werkstück, die x-echte Hälfte den eingesetzten Rohling vor Beginn des Arbeitsganges darstellt.
Der Kniekstössel muss also aus mehreren Elementen zusammengesetzt sein, die nacheinander in nachstehender Beihenfolge einwirken* Der Stössel I50 und zwei bewegliche Halbelemente I5I > i^1 "Verlauf des Arbeitsganges gleiten die zwei Halbelemente in die zwei Formenhälften 132 und legen sich gegen das Yerschlußstück 153· Der Stössel 150 und die beweglichen Hälften I5I werden durch den zentralen Kolben 154- bzw. durch einen Kranz 155 vertikal in Bewegung gesetzt, wobei der zentrale Kolben selbst durch den hydraulischen Zylinder 1-56 in Bewegung gesetzt wird. Zwischen dem zentralen Kolben 154- und dem Kranz 155 wird zweckmässigerweise ein ringförmiger Hohlraum 157 vorgesehen, der mit Öl gefüllt wird, das durch eine in dem Röhrensystem eingebaute Drosselklappe 15s entweichen kann.
In die festen FormhäTfteii 152 \fird eine Unterlegscheibe 159 eingebracht und es sind Klemmstücke 160 vorgesehen, die unter den Kolben 154- und den Kranz 155 geschoben werden.
Durch den Eintritt des Öls in den Zylinder 156 wird bewirkt, daß der zentrale Kolben 154-"wieder nacK oben geht. Der danach in dem ringförmigen Hohlraum 157 erzeugte Überdruck bewirkt das gleichzeitige Aufsteigen des Kranzes 155 und des Rohlings, wodurch die Knickung des oberen £eiles gewährleistet ist bis die Halbelemente . · 15*1' gegen das Yerschlußstück 153 anschlagen,' während sich der Kranz 155 gegen die Unterlegscheibe 159 legt. "'"■--; *
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Danach nimmt der zentrale Kolben 15% seine Bewegung wieder auf, ; indem er Öl aus dem ringförmigen Hohlraum 157 ausdrückt und die Knickung des unteren Teiles des Rohlings bewirkt, um schlisse·- lieh den Stössel .150 mit den Elementen I5I la Kontakt au bringen* Die Klenmstücke 160 arretieren schließ such den zentralen Kolben 154- und den Kranz 155 vor Anwendung dee hohen Kalibrierdruckes.
Das durch die Streckung aus dem Hohlraum 157 ausgestossene öl wird unter einem leichten Luftüberdrück in einen kleinen Behälter aufgefangen; das öl wird bei der Rückkehr des Kolbens 15**· seine Ausgangsstellung durch β In Klappenventil wieder in den: Hohlraum 157 zurückgeführt.
Ob es sich nun darum-handelt, Hehrfachproflle gleichen Durch* messers zu erhalten oder nicht, durch die exakte volumetrische Kontrolle der Verformung - nämlich Verkürzung und Anschwellen des Rohlings -, lässt sich όede übernässige radiale Ausdehnung vermeiden»
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Claims (18)

  1. Pat e at an s ρ r ü c h e:
    "1.JVerfaliren für die Formung gekümpelter Metallrohlinge durcli Tcombinierte mechanische, und hydraulische Mittel* dadurch gekennzeichnet ; daß die hydraulischen Kittel sowohl in ihrem Wert als auch in der Synchronisierung und gemass eines gleichen Verhältnisses mit. den mechanischen Mitteln kombiniert sind, wobei dieses Verhältnis durch die Veränderung des inneren Volumens des Werkstückes in Abhängigkeit von der Verkürzung desselben bestimmt wird, so daß der Wert der Werkstückoberfläche vom Rohling bis zum Fertigteil konstant bleibt.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchfuhr-ung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sie als 2his at ζ vor richtung zn einer Presse besteht, deren Wirkung dank einer hydraulischen, doppelt wirkenden Vorrichtung durch diese Presse gewährleistet ist, wo-* Jaei die Vorrichtung aus einem durch die Presse betätigten Hauptzylinder und einem legier besteht*.
  3. 3· VorrichttiDg nach Joaspruch2 % dadurch gekennzeichnet, daß der Häuptzylind&p £$) mit dela HebfgylindeS (8, 53) direkt verbunden ist, dessen Eolbött (a1?, 5^') den StlsselCSS, 55) betätigt, währ rend der hydraulisohe Bru&Jt m^^lse^QS; Seglers eraielt wird, ; der aus einem Druckz^Iinölö^v^*\-S^i^ri-örÄölbeB. (i6j 76) besteht, der eisen ge3$ngen Qperschnitt atifweist und einen relativ grossen Hub erhält* - :
  4. 4. Vorrichtung nach ifcnspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei parallelen Sfragplatten (i} besteht, die mit querliegenden Stützplatten (2, J, 4·, 5) ein Bahmengerüst bilden, wobei in diesem Rahmen U-förmige Elemmbackenpaare (25) angeordnet sind,
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    die pneumatisch betäi?igbar sind und das SeViIiassen und Ari'j— tieren deiv beweglichen formteile (12, 152) gewährleistan.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch- 2, dadurch gekannzeichnet, daß dar Hegler aus einem Element konstanten Durchmessers bestebt, der auf den die Verkürzung des Werkstückes t· swirl; an den Druciciylin-' der (8, 53, 54-) wirkt, wobei die Bewegung des Kolbens (27, 54-') des Druckzylinders (8, 53) über einen üotationsnockon (114-) auf einen Potentiometer bzw« Shyrictoren üb art.? ag en wird", wodurch der Strom eines Gleichstromrotors beeinflussbar ic :j, dar seine Leistung über ein Schnecken"·- itriebe (109, 106) auf den Hegler (105) überträgt, wobei äassilbcr ein nicht unkeLrbares Ganses an der Lastseite bildet.
  6. 5. Vori'ichtung nach Anspruch 2 und 5> dadurch gekennasiclneb, daß eine hydraulische Steuerung ari^s-ordnet ist, wobei der aus einem Element bestehende itsolar (10p) in Yurbindung mit dem HotationEnocken (114) steht, der seinerseits exit den 'Ulster diner als^Kopiervorrichtung bakanntan ölhydrsoilisehen Anlage einv/irkt, die ihm zugeordnet ist, wobsi die Ilopiervorrich-uuns entweder einen Wassermotor oder einen ^rückzylinder betätigt.
  7. 7· Vorrichtung nach Anspruch 2, daduron· gekennzeichnet, daß der Vorrichtung ein Einelementenregler (105, 106) auge ordnet ist, der als Druckzylinder ausgebildet ist und einen konstanten Durchmesser aufweist, wobei der Begier über eine mechanische Steuerung von einem. Hot ation snocken (114·) bzw. üDranslationsnocken oder Steuerkurve (130) beeinflusst ist, wobei die Verbindung zwischen dem die Verkürzung des Werkstückes hervorrufenden Kolben (27, 2Ö, 54-') und dem Begier (105, 106) durch mechanische Mittel wie Hebel, Zahnräder oder hydraulische überaetzurtgsgetriebe erfolgt*
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Druck« und Hebezylinder (8,: 55'■> 54·) in seiner Stellung von der Hotationsnocke (114-) bzw. von der Steuerkurve (13P) beeinflussbar ist, ^ .
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  9. 9♦ Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet t daß der Regler (105* 106 bzw, 107) un<* auch die Speisepumpe (9<3) mit ihrem Behalter (91) und auch der Bedienungsnocken (11%,13O) eine separate Vorrichtung neben den die Form aufnehmenden Rahmen, bestehend aus Tragplatten (1) und Hatten (2, % 4-, 3) bilden. ' -■■".--,"
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, die Kalibrierung des Werkstückes (12) durch die Vorsöhiebung eines Tauchkolbens bzw. Kalibrierkolbens (*!&. ?6) gewährleistet ist, der in der Wirkstellung das den unteren Hohlraum mit dem Regler (105) verbindende Rohrsystem (88) versehliesst, so daß der Regler dem erhöhten Kalibrierdruck nicht ausgesetzt ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die'Herstellung eines Werkstückes mit einem Prof#il, das verschiedene Durchmesser aufweist, die die Knickung herbeiführenden Zylinder aus mehreren konzentrischen Kolben und ZylincLerteilen bestehen, die untereinander durch mit öffnungen VeJ?" sehne Ölkissen verbunden sind, wobei der zentrale Kolben (154) direkt angetrieben ist, wobei jeder Druckteil die Knickung des ihm entsprechenden Durchmessers bis zur Endstellung gewährleistet, wobei öffnungen zum Abfluss des Öles vorgesehen sind, so daß die ölkissen in der oberen Endstellung der Presse ganz oder teilweise aufgelöst sind.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß z\irischen zwei Tragplatten (2) die das Werkstück (19) aufnehmende verschliessbare Form (12) angeordnet ist, in. die von unten das Werkstück (19) aufnehmend, ein Kolben (27, 28) eingreift, der den Stauchdruck gibt, wobei der Kolben einen Kragen aufweist, unter den pneumatisch oder hydraulisch betätigte Klemmkeile (29) einführbar sind, die das Widerlager für den KaIiMerdruck geben. "
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  13. 13· Vorrichtung nach Anspruch 2, 4 und 12, dadurch gekennzeich- " net, daß oberhalb der Form (12) ein Versehlußstück (18) angeordnet ist, das in eine Platte (1?) greift, die ihrerseits mit " Kolben von Presstöpfen (10) fest verbunden ist, die auf einer zwischen den Tragplatten (1) gelagerten Platte (4) aufsitzen, wobei zwischen der beweglichen Platte (17) und der festen Platte (4) hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Klemnikeile (20) einschiebbar sind, die dfe Platte (17) mit dem Vers-chlufistück (18) in der Schließstellung derart halten, daß bei Zuführung des Druckwassers unl Ausübung des Kalibrierdrückes eine Abdichtung zwischen Werkstück (19) und Verschlußstück (18) gewährleistet ist. - . ■ . ."
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 2, 4, 12 und 13, dadurch gekenn-r zeichnet, daß der Zylinder (6), der den hydraulischen Druck gibt, in seinem Inneren einen Kolben (1j) trägt und lait dem Kalibri «ärkolb en (Ib) fest verbunden ist, wobei der Kalibrierkolben (16) von eir .^a konzentrischen" KoITd ent eil umgriffen ist, der seinerseits a.'i oberen Snde als Druckzylinder (14) ausgebildet ist und den Kolben (13) umgreift, so daß eine elastische, durch ein hydraulisches oder pneumatisches Polster regelbare Verbindung des umgreifenden, im oberen. Teil zylinderartig ausgebildeten Teiles (14) mit dem in Inneren liegenden Kolben (13) und Kalibrierkolben (16) vorhanden ist, derart, daß zunächst der umgreifende Kolben aufsetzt und erst nach Yorstossen des Kolbens (13) der Kalibrierlcolben (16) vorstosst und den eigentlichen Kalibrierdruck ausübt.
    ι -
  15. 15· Vorrichtung nach Anspruch 2 und 5? dadurch gekennzeichnet, daß der der Presse zugeordnete Regler (105) aue einem Druckzylinder besteht, an dessen Kolbenstange (106) über ein Drehgelenk eine Schraubenspindel angeordnet ist, die von einer Schraubenmutter (108) umgriffen wird', die ihrerseits als Schneekenrad einer Antriebsschnoeke (109) dient, derart, daß bei Drehung des Schneckenrades (109) eine axiale Verschiebung des Kolbens des !Seglers (I05) erfolgt, wobei die Bewegung der Schnecke (109)
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    einen Motor (110) gesteuert wird, der seinerseits vom Bota tionsnocken (11&) regelbar ist»
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 2, 5 und 15? claauz'ch gekennzeichnet, daß der Regler über Leitungen (88) mit dem Inneren des Werkstückes (49) verbunden ist, wobei an dieses Leitungssystem über ein Ventil (92) ein Behälter (91) angeschlossen ist, von dem aus der Zulauf des Druckmittels arfolgt.
  17. 17· Vorrichtung nach Anspruch 2, 5 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (54) In Zylinder (53) > '^β1' &en mechanischen Pressdruck von unten in der Presse gibt, über eine Kolbenstange (116), die an ihrem, unteren Ende als Zahnstange ausgebildet ist, ein Zahnrad (115) "bewegt, das mit dem Botationsnocken (114) gekuppelt ist, der seinersaits über Potentiometer bzw. Thyristoren .den Antriebsmotor für dij Schnecke (119) beeinflusst.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Segler (105) 8^ unteren Ende seiner Kolbenstange (106) eine Laufrolle (133) trägt, die sieh auf einer als Lateralnocken bezeichneten Steuerkurve 00)-abstützt, deren Axialverschiebung einerseits durch einen Bilfszylinder (34) erleichtert, jedoch von der Stellung des Druckkolbens ira Zylinder (54) über Hebel (125, 126, 12?, 128, 129) beeinflusst ist. "
    19» Yerrichtung nach Axtsprueh 2t 5 tüad 18, daöttirch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (I30) zwischen zwei Zylindern (134, 136) eingespannt ist, wovon dex eine Zylinder (136) hydraulisch mit dam Zylinder (13&) für den mechanischen Brueis: auf das Werkstück verbunden ist, wahrend der Zylinder C^34) als HiXfsaylinder arbeitet , wobei der Hilf szylinder (i34) zt\r gleichen Seit wie der Zylinder (54) gespeist wird und das !Trägheits- und HeibuBgsmoaent der tibertragung kompensiert.
    20» Vorrichtung nach Anspruch 2 und i.^.j dadurca daß der Durchmessex4 des Zylinders (136) voluiaen^Lexch^ ist auni Zylinder (54), der den mechanischen Druck gibt«
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    21« Vorrichtung nach Anspruch 2, j und 18, dadurch gekennaeiclinetj daß die Steuerkurve (130) an ihram unteren,dar ilbtastkurve gegenüberliegenden Ende als Zahnstange ausgebildet ist, in dasein Sahnrad (137) greift, das über Zahnräder C1T ?6', 155) und sin Zahnsegment (125) sit der Kolbenstange (116) des Kolbens ) verbunden ist, derart, daß bei Verschiebung des Kolbens r) über die Verzahnungen eine Latex'alvercchiebung der Steuerkurve (130) erfolgt, wobei lie Hiitungswic.erstände durch den Hilfsaylinder (132O aufgehoben sinl, wobei curch diso^ Lataralverschiebung der Kolben (106) des üeglers (1o5) für die hydraulischen Pressmittel regelbar sind.
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