DE19810852A1 - Vorrichtung zum Entfernen der Endabschnitte eines durch Innenhochdruckumformung entstandenen Werkstücks - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Entfernen der verjüngten Endabschnitte eines aus einem rohrförmigen Rohling durch Innenhochdruckumformung entstandenen Werkstücks (4), insbesondere von rechteckigem Querschnitt, ist gekennzeichnet durch einen mittels einer Vorschubeinrichtung (11, 12) in den Endabschnitt einzuschiebenden Dorn (13), dessen Querschnitt am vorderen Ende (20) des Dornes (13) in das äußere sowie in das innere Endes des Endabschnittes paßt und sich nach hinten im wesentlichen auf den Hohlquerschnitt des inneren Endes des Endabschnittes vergrößert (21), wobei auf der Länge der Querschnittsvergrößerung Messer (28) im wesentlichen auf Ecken des vergrößerten Querschnitts (22) zu verlaufen, und unter Bildung eines Absatzes (26) wieder verkleinert, an dem Gegenmesser (23) für die Messer (24) einer von außen auf das Werkstück (4) gerichteten Schneidvorrichtung (14) an dem Dorn (13) angeordnet sind. DOLLAR A Der Dorn schlitzt beim Einschieben den Endabschnitt mit den Messern auf und drückt die durch die Schlitze getrennten Wandabschnitte auseinander, bis der vor dem Absatz erreichte größte Querschnitt des Dornes an dem größten Querschnitt des Werkstücks ankommt, wo er von vornherein in dessen Hohlquerschnitt paßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen der Endabschnitte eines aus einem rohrförmigen Rohling durch Innenhochdruckumformung entstandenen Werkstücks, insbe­ sondere von rechteckigem Querschnitt.

An sich können die Endabschnitte abgesägt oder mittels eines Lasergeräts abgetrennt wer­ den.

Abschneiden mittels Messern ist bisher nicht möglich. Denn die dafür erforderlichen Gegen­ messer lassen sich einschließlich der benötigten stabilen Halterung nicht in den Hohlquer­ schnitt des Werkstückes ein bringen, weil dieser sich vom Ende her mindestens in einer Rich­ tung erweitert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Endabschnitte unter Anwendung von Messern zu entfernen.

Gemäß der Erfindung ist zu diesem Zweck ein mittels einer Vorschubeinrichtung in den Endabschnitt einzuschiebender Dorn vorgesehen, dessen Querschnitt am vorderen Ende des Domes in das äußere sowie in das innere Ende des Endabschnittes paßt und sich nach hinten im wesentlichen auf auf den Hohlquerschnitt des inneren Endes des Endabschnittes vergrößert, wobei auf der Länge der Querschnittsvergrößerung Messer im wesentlichen auf Ecken des vergrößerten Querschnitts zu verlaufen, und unter Bildung eines Absatzes wieder verkleinert, an dem Gegenmesser für die Messer einer von außen auf das Werkstück gerich­ teten Schneidvorrichtung an dem Dorn angeordnet sind.

Der Dorn schlitzt beim Einschieben den Endabschnitt mit den Messern auf und drückt in dem Maße, in dem er sich erweitert, die durch die Schlitze getrennten Wandabschnitte ausein­ ander, bis der vor dem Absatz erreichte größte Querschnitt des Dornes an dem größten Querschnitt des Endabschnittes ankommt, wo er von vornherein in den Hohlquerschnitt des Werkstücks paßt. Dann wird der Dorn noch bis zur Positionierung der Gegenmesser an der vorgesehenen Schnittstelle weiter vorgeschoben. Die Messer der Schneidvorrichtung schneiden nun an der Kante der Gegenmesser des Dornes, wobei sie in den Hohlquerschnitt des Werkstücks eindringen; sie finden durch die Verkleinerung des Dornquerschnitts hinter dem Absatz dafür Platz. Dahinter kann sich der Dorn wieder verbreitern, zweckmäßigerweise nicht ganz bis auf seinen an den Messern eingenommenen Querschnitt.

Die Gegenmesser werden in der Regel aus einem härteren Material als der Dorn bestehen und am Dorn eingesetzt sein.

Die das Werkstück vom Ende her aufschlitzenden Messer können gleichfalls eingesetzt je nach Material des Doms aber auch an diesem ausgebildet sein.

Die Gesamt-Vorrichtung wird in der Regel einen Vorrichtungsrahmen aufweisen mit einer Einspannvorrichtung für das Werkstück und einem den Dorn tragenden, vorzugsweise hydraulisch vorschiebbaren, Schlitten in zweifacher Anordnung für die beiden Endab­ schnitte des Werkstücks.

So können zeitsparend und unter weitgehendem Kräfteausgleich die beiden Endabschnitte gleichzeitig abgeschnitten werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Schlitten zugleich die genannte Schneidvorrichtung auf.

Damit haben die Messer der Schneidvorrichtung und ihre Gegenmesser eine von den Tole­ ranzen des Dornvorschubs unabhängige, genaue Stellung zueinander.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht schließlich darin, daß ferner eine, vor dem Einschieben des Dornes betätigte, Laserschneidvorrichtung für Ecken des inneren Endes des Endabschnittes vorgesehen ist.

Damit brauchen die an dem Dorn eingesetzten Gegenmesser an den Ecken nicht lückenlos aneinanderzuschließen, wofür überdies ihre Schneidkanten an den Enden übereinstimmend mit der, immer vorhandenen, Rundung der Ecken gerundet sein müßten.

Mit der Aufteilung, die Ecken mittels Laser und dazwischen mittels Messern zu schneiden, erzielt man insgesamt eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit.

Die Zeichnungen geben ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.

Fig. 1 zeigt einen axialen Längsschnitt durch eine Gesamt-Vorrichtung zum Entfernen der Endabschnitte eines aus einem rohrförmigen Rohling durch Innenhochdruckumfor­ mung entstandenen Werkstücks,

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines Einzelteils in Ansicht gemäß Fig. 2 von rechts und

Fig. 4 zeigt in isometrischer Darstellung den einen Endabschnitt des Werkstückes in drei verschiedenen Stadien.

Ein Vorrichtungsrahmen 1 mit einer langgestreckten, in der Zeichnung verkürzt dargestellten Basis 2 weist an seinen beiden Enden zwei Vorrichtungen 3 zum Entfernen der Endabschnitte eines gleichfalls langgestreckten hohlen Werkstücks 4 auf. An den beiden Vorrichtungen 3 ist der Vorrichtungsrahmen 1 über der Basis 2 zu Käfigen 5 ergänzt. Neben den in dem Schnitt der Fig. 1 nur erscheinenden Decken 6 weisen die Käfige 5 auch Seitenwände auf.

Am Eingang der Käfige 5 sind Einspannvorrichtungen 7 für das Werkstück 4 angeordnet.

Sie bestehen aus vier mittels Hydraulikzylindern 8 von der Basis 2, der Decke 6 und den bei­ den Seitenwänden aus vorschiebbaren Spannbacken 9, deren Breite den Seitenlängen des rechteckigen Querschnitts des Werkstücks 4 angepaßt ist.

In den Käfigen 5 sind Schlitten 10 mittels hydraulischer Zylinder 11 verschiebbar.

Die Schlitten 10 haben die Form von Büchsen. Vom Boden der Büchse aus erstreckt sich in der Verlängerung der Kolbenstangen 12 der hydraulischen Zylinder 11 ein Dorn 13 axial durch die Büchse und bis über sie hinaus. Am Rand der Büchse ist eine Schneidvorrichtung 14 angeordnet.

Das, nur schematisch angedeutete, Werkstück 4 ist, zentriert durch an sich bekannte, nicht dargestellte Referenzaufnahmen und mit diesen zusammenwirkende, auf der Basis 2 ange­ ordnete Zentrierbolzen, in den Einspannvorrichtungen 7 gehalten. Die Dorne sind in ihrer in das Werkstück 4 vorgeschobenen Endstellung gezeichnet.

Fig. 2 bis 4 lassen den Aufbau und die Ausbildung der Teile näher erkennen:
Das Werkstück 4 hat, siehe Fig. 4 links, einen flach-rechteckigen Querschnitt. Auf den an der Schnittstelle 15 abzutrennenden Endabschnitten 16 geht der rechteckige Querschnitt mit einem Übergangsabschnitt 17 in ein zylindrisches Ende 18 über. Das zylindrische Ende 18 ist der unverformte Rest des rohrförmigen Rohlings, aus dem das Werkstück 4 zunächst durch Flachdrücken und dann durch Innenhochdruckumformung erzeugt worden ist. Der recht­ eckige Querschnitt des Werkstücks und der Querschnitt des zylindrischen Endes sind in Fig. 2 links, Pfeil 19, dargestellt.

Der Dornquerschnitt ist auf derselben Achse auf der anderen Seite dargestellt in Fig. 3:
In umgekehrter Anordnung zu dem Endabschnitt 16 weist der Dorn 13 ein Ende 20 von der Form einer Zylinderschicht, einen Übergangsabschnitt 21 und anschließend einen kurzen Abschnitt 22 von flach-rechteckigem Querschnitt auf.

Der Querschnitt des Abschnittes 20 füllt den Hohlquerschnitt des Werkstücks hinter der Schnittstelle 15, der mit dem Hohlquerschnitt des inneren Endes des Endabschnittes 16 vor der Schnittstelle 15 gleich ist, mit möglichst geringer Toleranz aus. Der Querschnitt des Endes 20 von der Form der Zylinderschicht paßt in das zylindrische Ende 18 des Endabschnittes 16 wie auch in den flach-rechteckigen Querschnitt des Werkstücks, wobei eine etwas größere Toleranz hingenommen werden kann.

An dem Abschnitt 22 sind Gegenmesser 23 zu Messern 24 der Schneidvorrichtung 14 in den Dorn 13 eingesetzt. Die Gegenmesser 23 haben einen rechteckigen Querschnitt. Sie könnten außen auch ausgehend von ihrer bündig in dem Umfang des Dornes liegenden vorderen Kante etwas ausgestellt sein, so daß sie einen etwas kleineren Winkel als 90° an ihrer Schneidkante bilden. Innen sitzen sie in einer flachen Nut 25.

Die Rückseite der Gegenmesser 23 bildet einen Absatz 26 des Dornes 13. Dahinter folgt eine ringsumlaufende Nut 27, hinter der der Dorn 13 nicht ganz den vorherigen Querschnitt wie­ der annimmt.

An dem Übergangsabschnitt 21 sind vier Messer 28 ausgebildet oder eingesetzt. Sie laufen von dem Ende 20 aus in der Ausrichtung von Pyramidenstumpfkanten auf die abgerunde­ ten Ecken des vollen Querschnitts des Abschnitts 22 zu und enden an diesen.

Die Schneidvorrichtung 14 weist in analoger Anordnung zu der Einspannvorrichtung 7 vier durch hydraulische Zylinder 29, hier jedoch bei 30 geführt, vorschiebbare Backen 31 auf. An diesen sitzen die bereits erwähnten Messer 24. Die hydraulischen Zylinder 29 sind nicht maß­ stäblich gezeichnet.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Vorab werden, ggf. in einer Parallelvorrichtung, an der vorgesehenen Schnittstelle 15 mittels eines Lasergeräts bei 32 die Ecken eingeschnitten.

Nach dem Einsetzen des Werkstücks 4 in die Einspannvorrichtungen 7 wird der Schlitten 10 mit dem Dorn 13 aus der rückwärtigen Endstellung heraus vorgeschoben.

Zunächst gelangt das Ende 20 des Dorns 13 in das zylindrische Ende 18 des Werkstücks. Beim Durchgang der vorderen Enden der Messer 28 durch das Ende 18 wird es axial aufgeschlitzt. Beim weiteren Vorschub des Dornes 13 in den Übergangsabschnitt 17 wandern infolge des­ sen Verbreiterung die Schnittstellen an den Messern 28 weiter nach außen. Die Schlitze enden am inneren Ende des Übergangsabschnitts 17, wo der Endabschnitt 16 seinen größten Querschnitt und Hohlquerschnitt erreicht, und zwar mit einem Übergang 35: Da die Messer über den größten Querschnitt des Dornes nicht hinausragen dürfen, enden die Schlitze an der Außenseite des Werkstücks schon etwas vor dem Ende des Übergangsab­ schnitts 17 und weicht von da ab die Tiefe des Schlitzes in der Materialdicke zurück bis zu null am Ende des Übergangsabschnittes 17. Hier paßt der Dorn 13 mit seinem in Fig. 3 erscheinenden Umriß seines Abschnittes 22 in den Hohlquerschnitt hinein, desgleichen in den Hohlquerschnitt des hinter der Schnittstelle 15 verbleibenden Werkstücks 4; vorher muß auf dem Übergang 35 eine leichte Zwängung überwunden werden.

Nach Erreichen der vorderen Endstellung des Domes 13 wird die Schneidvorrichtung 14 betätigt. Ihre Messer 24 durchschneiden mit ihren vorzugsweise etwas schrägen Schneid­ kanten die vier Seitenwände zwischen den Ecken 32 bereits vorhandenen Schnitten. Der Endabschnitt 16 ist dann vollständig abgetrennt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Entfernen der Endabschnitte (16) eines aus einem rohrförmigen Rohling durch Innenhochdruckumformung entstandenen Werkstücks (4). insbesondere von rechteckigem Querschnitt, gekennzeichnet durch einen mittels einer Vorschubeinrichtung (11, 12) in den Endab­ schnitt einzuschiebenden Dorn (13), dessen Querschnitt am vorderen Ende (20) des Dor­ nes (13) in das äußere (18) sowie in das innere Ende des Endabschnittes (16) paßt und sich nach hinten im wesentlichen auf den Hohlquerschnitt des inneren Endes des Endab­ schnittes (16) vergrößert (21), wobei auf der Länge der Querschnittsvergrößerung Messer (28) im wesentlichen auf Ecken des vergrößerten Querschnitts (22) zu verlaufen, und unter Bildung eines Absatzes (26) wieder verkleinert, an dem Gegenmesser (23) für die Messer (24) einer von außen auf das Werkstück (4) gerichteten Schneidvorrichtung (14) an dem Dorn (13) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Vorrichtungsrahmen (1) mit einer Einspanneinrichtung (7) für das Werkstück (4) und einem den Dorn (13) tragenden, vorzugsweise hydraulisch vor­ schiebbaren, Schlitten (10), vorzugsweise in zweifacher Anordnung für die beiden Endab­ schnitte (16) des Werkstücks (4).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (10) zugleich die genannte Schneidvorrichtung (14) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine, vor dem Einschieben des Dornes (13) betätigte, Laserschneidvorrichtung für Ecken (32) des inneren Endes des Endabschnittes (16) vorgesehen ist.