DE2059812C3 - Vorrichtung zum Querwellen von Rohren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querwellen von Rohren mit einem Formungsrahmen, der von außen her auf das Werkstück einwirkende Führungen, wie Fretten und/oder Keile, sowie hydraulisch arbeitende Vorrichtungen aufweist, mit denen auf die Werkstückwandung von innen her ein Druck ausgeübt wird, wobei zwischen einem Druckzylinder eineiseits und einem Druckgefäß andererseits ein mi», dem im Druckzylinder gelagerten Kolben zusammenwirkender Schlitten zum Einspannen des Werkstücks auf der einen Seite vorgesehen ist, während auf der anderen Seite das Werkstück abgedichtet mit dem Druckgefäß verbunden ist.

Bei dieser bekannten Vorrichtung bewirkt der Druckzylinder und der mit dem im Druckzylinder gelagerten Kolben zusammenwirkende Schlitten das Zuammenschieben des betreffenden Rohres für die Erzeugung von Querwellen, während die von innen her auf das Rohr wirkenden hydraulisch arbeitenden Vorrichtungen lediglich den Zweck haben zu verhindern, daß die durch den Axialdruck erzeugte Quervvcllung des Rohres erhalten bleibt und keine Rückformung eintritt. Die bekannte Vorrichtung ist dabei insofern nachteilig, als die jeweils erzeugten Querwellen eine ungesteuerte zufällige Form aufweisen und daß während der Verformungsarbeit lokalisierte Spannungen auftreten können, die sich ungünstig auf die spätere Verwendung des quergewellten Rohres auswirken müssen. Diese Spannungen sind die Folge von örtlich auftretenden unkontrollierten Unterschieden in der Wandstärke der Querweilen, so daß zum Teil stärkere, zum Teil schwächere Querschnitte vorliegen und hierdurch ohne weiteres Brüche des fertig bearbeiteten Rohres die Folge sind oder aber sonstige Nachteile bei der Verwendung der Fertigrohre. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine verhältnismäßig lang dauernde Arbeitsweise in Kauf genommen werden muß, die sich dadurch ergibt, daß beim Einbringen bzw. Herausnehmen des Werk Stückes in die bzw. aus der Verrichtung Handarbeiten durchgeführt werden müssen, die sich auch durch den betreffenden Aufbau der bekannten Vorrichtung ergeben. Aus allen diesen Gründen ist eine Serienfertigung praktisch nur schwer durchführbar, zumal sich ein nich unerheblicher Ausschuß ergibt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die ge nannten Nachteile der bekannten Vorrichtung zu ver meiden, insbesondere eine Verringerung der Arbeits zeit, z. B. beim Aufschieben und Abnehmen des Werk Stückes, eine Erhöhung der Arbeitsgenauigkeit sowi einen sehr viel geringeren Ausschuß zu ermöglichen indem genau vorbestimmte Querwellen erzeugt werden, bei denen örtlich auftretende nachteilige Spannun gen vermieden sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung au von einer bekannten Vorrichtung der genannten Ar (US-PS 349 718), welche zum Querwellen von Rohren mit einem Formungsrahmen versehen ist, der von außen her auf das Werkstück einwirkende Führungen wie Fretten und/oder Keile aufweist, unter Verwen dung von hydraulisch arbeitenden Verrichtungen, mi denen auf die Werkstückwandung von innen her ein Druck ausgeübt wird, wobei zwischen einem Druckzy linder einerseits und einem Druckgefäß andererseit: ein mit dem im Druckzylinder gelagerten Kolben zu sammenwirkender Schlitten zum Einspannen de Werkstücks auf der einen Seite vorgesehen ist, wäh rend auf der anderen Seite das Werkstück abgedichte mit dem Druckgefäß verbunden ist. Die erfindungsge mäße Lösung ist gekennzeichnet durch einen waage rechten Trägerdorn für das Werkstück, der um ein senkrechte Achse aus der Vorschubrichtung aus schwenkbar ist, und durch einen Durchmesser de: Druckgefäßes, der das Einschieben des Domes in die ses Druckgefäß ermöglicht.

In vorteilhafter Weiterbildung dieser Lösung ist de Schlitien als Wagen ausgebildet, dessen Hauptteil einerJ Ansatz aufweist, der den Dorn in Form eines hohler] Rohres mit einer Vielzahl gleichmäßig verteilte Durchbrüche bildet.

Daß die Nachteile der bekann'en Vorrichtung nun mehr bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Ausbil dungsform nicht mehr auftreten, ergibt sich einmal da durch, daß das zu verformende Rohr ähnlich wie be einem Schuh oder einem Strumpf auf den im Druckzy linder gelagerten Kolben aufgeschoben ist, desseij Außendurchmesser an dem Innendurchmesser des be treffenden Rohres so angepaßt ist, daß während de gesamten Verformungsganges das Rohr einen sichereij Halt in axialer Richtung aufweist. Außerdem erfolg der Verformungsgang nicht nur progressiv, sondert] darüber hinaus in zwei Schritten bei Verwendung de für diesen Zweck besonders ausgebildeten Druckgefä ßes und die kombinierte Wirkung der gleitbaren Form elemente. Die Folge sind eine gleichmäßige Querwel lung des Rohres sowie die Ausschaltung ungewohn hoher örtlich unterschiedlicher Spannungen der Rohr wandung, so daß ein einwandfreies Arbeitsergebnis er zielt werden kann. Da außerdem der verwendet Schlitten nicht nur zwischen zwei Stellungen ver schwenkbar, sondern darüber hinaus auch leicht ab/.ii bauen ist, ergibt sich eine erhebliche Verringerung v Totzeiten im Arbeitsverfahren. Das zu verformend^ Rohr ist leicht einzusetzen und ebenfalls leicht nach de Verformung wieder aus :1er Vorrichtung zu entnehmen!

oy öiz

so daß sich erhebliche Zeitersparnisse gegenüber der bekannten Vorrichtung erreichen lassen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich daraus, daß bei geringen Zeitverlusten Querwellungen unterschiedlicher Größe und Form hergestellt werden ί,όηηεη, sei es hinsichtlich verschiedener Rohrdurchmesser, Wellenarten, Anzahl von Wandungen, Verformungskoeffizicni usw. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet sich somit durch eine hohe Vielfalt von Möglichkeiten zur Herstellung unterschiedlichster Arten von quergewellten Rohren.

Ein Ausföhrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand von Figuren erläutert Es zeigt

F i g 1 eine schemalische Ansicht der Maschine von vorn,

F i g. 2 bis 7 verschiedene aufeinanderfolgende Phasen bei der Herstellung eines Balgs,

Fig.8 eine Ausführungsvariante eint3 Balgs mit Vorkammer.

Die Maschine weist einen insgesamt mit 10 bezeichneten Maschinenrahmen auf mit einem Sockel 11 und zwei seitlichen Ansätzen (Ständern) 12. 13, die an den Seiten nach oben gerichtet sind und einen Hohlraum 14 umschließen.

Der Ständer 12 trägt ein Druckgehäuse 15 mit horizontaler Achse, das über eine Leitung 16 an einen Druckflüssigkeitserzeuger 17 angeschlossen ist, der mil einem Schieber 18 regulierbar ist. An einer von der Leitung 16 abgehenden Zweigleitung ist ein Druckbegrenzer 19 vorgesehen, der in einen Behälter 20 mündet. Ferner geht von der Leitung 16 noch eine Zweigleitung mit einem ersten Meßgerät 21 ab, das dazu dient, die niedrigen Drücke im Druckgefäß während des Vorformens zu messen; schließlich ist an die Leitung 16 noch ein von dem ersten Meßgerät 21 durch ein Ventil 23 getrenntes zweites Meßgerät 22 angeschlossen, das zum Messen der hohen Drücke dient, die bei dem eigentlichen Formgebungsvorgang angewandt werden.

Auf der entgegengesetzten Seite trägt der vertikale Ständer 13 ein druckausübendes Organ, z. B. einen Druckzylinder 24 mil Kolbenstange 25 in der gezeichneten Art, wobei dieser Druckzylinder in der Achse des <. .vähnten Druckgefäßes 15 angeordnet im

Nach draußen steht der Druckzylinder ..her eine Leitung 26 und einen Schieber 27 mit einer Hydraulikpumpe 28 in Verbindung, während an die Leitung 26 einerseits mit einer Zweigleitung ein Druckbegrenzer 30, der in einen Behälter 31 mündet, und andererseits ein Meßgerät 32 für die Biegekraft angeschlossen ist; im vorliegenden Fall ist das Meßgerät ein Manometer, und die Druckausübung erfolgt mit dem Druckzylinder.

Die Kolbenstange 25 des Druckzylinders 24 arbeitet an ihrem freien Ende mit einem insgesamt mit 35 bezeichneten beweglichen Schlitten zusammen, während das Endstück des Druckgefäßes 15, das sich an der Seite des Hohlraumes 14 befindet, in einem Kopfstück 36 eine Kammer 37 mit Dichtung 38 aufweist. Der erwähnte bewegliche Schlitten besteht aus einem in Achsenrichtung des Druckzylinders 24 und des Druckgefäßes 15 verschiebaren Wagen 40, der auf oberen bzw. unteren Schienen 41 bzw. 42 läuft, die auf dem Boden 43 des Hohlraums und auf einer oberen Platte 44 befestigt sind, die auf den Rahmen gesetzt ist.

Der Wagen besteht aus einem Hauptteil 45, das sich auf Rollenlagern 46,47 um eine Vertikalachse X-X drehen kann. Das Hauptteil besitzt seinerseits eine Kammer 48 mit Abdichtung 49 sowie einen axial verlaufenden, mit Bohrungen 51 versehenen Dorn 50, dessen Bedeutung noch beschrieben wird.

Ferner ist in der Bahn des Druckzylinders 24 ein Mikroschalter 52 vorgesehen, der die Wegzustellung des Kolbens 25 zu regulieren vermag.

In einer ersten Arbeitsphase befindet sich der bewegliche Schlitten 35 in einer zurückgesetzten Ausgangslage (wie in F i g. 3 angegeben), wobei der Druckzylinder 24 nicht gespeist wird; in einer zweiten Phase läßt man den Dorn 50 um eine Achse X-X schwenken, dann führt man auf den Dorn zunächst ein Zwischenstück 53, dann das zu formende Rohrstück »T«, bis dieses mit einem Ende auf den Boden der Kammer 48 stößt, wodurch die Abdichtung erfolgt.

Dann werden um das zu verformende Rohr Taußenliegende Führungen, etwa Fretten od. dgl., gesetzt.

Besonders in den F i g. 5 und 6 sind außenliegende Führungen in Form von Freiten »F« vorgesehen, die ihrerseits aus zwei Halbteilen 55, 56 bestehen, die mit einem bajonettartigen Schnellverschluß an sich bekannter und daher nicht gezeichneter Art an dem Käfig 57 angebracht werden können.

Wenn eine vorgegebene Anzahl außenliegender Führungen über das Rohr gesetzt sind, werden sie mit Hilfe von Kämmen 58 oder gleichartigen Organen (s. insbesondere F i g. 5) in vorgegebenen gegenseitigen Abständen gehalten.

Ein außenliegendes Führungsorgan, wie das oben angegebene, wird den verschiedenen Arbeitsbedingungen je nach dem gewünschten Bearbeitungsresultat angepaßt, wobei besonders Rücksicht zu nehmen ist auf den zu verformenden Werkstoff, das Ausmaß der Verformungen usw. Ein zweites Zwischenstück 53' wird auf den Dorn gesetzt, und der derart beschickte Schlitten 35 wird wieder um seine Achse X-X so weit geschwenkt, daß der Dorn mit seinen Rohren in die Achse Y- Y des Druckkolbens und des Druckgefäßes gelangt.

Dann wird das freie Ende des Doms und des oder der /u verformenden Rohre in die Kammer 37 des Druckgefäßes geführt und dort die Abdichtung herbeigeführt.

Diese letztgenannte Phase läuft ab, indem der Schieber 27 betätigt wird, der den Kolben 24 speist, den Kolben 25 zuerst in Berührung mit dem beweglichen Kupplungsstück 35 bringt, woraufhin dieses vorgeschoben wird (Pfeil Z^-in Fig. 1), bis eine Stellung erreicht wird, die durch den Mikroschalter 52 bestimmt ist. In diesem Augenblick stößt das zu verformende Rohr bzw. stoßen die zu verformenden Rohre mit ihren Knden einerseits auf den Boden der Kammer 48 des Wagenhauptteils und andererseits auf den Boden der Kammer 37 des Druckgefäßes, wobei die Abdichtung durch die Dichtungen 38 bzw. 49 erfolgt. Das druckausübende Organ, genauer gesagt, der Druckzylinder 24, hat seine erste Aufgabe des Anlegens ausgeführt und bleibt stehen. Nun wird durch den Schieber Druckflüssigkeit in den Hohlraum geführt, der aus dem Druckgefäß 15. dem Hohldorn 50 und dem zu verformenden Rohr »Γ« besteht, bis ein vorbestimmter Vorformdruck erreicht ist, der auf dem ersten Meßgerät 21 abgelesen wird.

Dieses Vorformen dient dazu, an dem oder den Rohren eine Ausweitung einzuleiten, die /wischen den Fretten F Wellungen »O< hervorruft, wodurch die Fretten fest an dem zu verformenden Rohr gehalten werden, so daß sie sich auf dem Rohr in axialer Richtung nicht mehr verschieben lassen.

In diesem Augenblick werden die Abstandshalter-

kämme 58 oder ähnlichen Zwischenstücke herausgenommen.

Der Mikroschalter 52 wird außer Betrieb gesetzt, und das Meßgerät 21 wird durch Betätigen des Ventils 23 abgeschaltet; das zum Messen der bei der Verformung auftretenden Drücke bestimmte Meßgerät 22 tritt nun in Tätigkeit. Von diesem Augenblick an kann die Maschine nach Sicht von dem Arbeiter gesteuert werden, vor dessen Auge sich alle fortlaufend aufeinanderfolgenden Phasen der Rohrverformung abspielen.

Durch gleichzeitige oder nacheinander vorgenommene Betätigungen der Schieber 18 und 27 kann der Arbeiter in Ruhe den Flüssigkeitsdruck in dem genannten Hohlraum erhöhen oder erniedrigen oder auch die zum Biegen führende Druckkraft erhöhen oder erniedrigen, wobei natürlich die fraglichen Druck- und Biegekräfte nicht über eine Schwelle hinaus anwachsen können, die durch die Druckbegrenzer 19 bzw. 30 eingestellt sind, die der Druckgefäßleitung bzw. der Druckzylinderleitung zugeordnet sind.

Da das Rohr während seiner Verformung gut sichtbar ist, können die zusammenwirkenden Kräfte des Flüssigkeitsdrucks in dem Hohlraum und des von dem Druckzylinder ausgeübten Axialdrucks nach Bedarf geregelt werden, wodurch die Verformungen unter ausgezeichneten Arbeitsbedingungen vonstatten gehen können.

F i g. 6 zeigt eine Zwischenphase nach der Abnahme der Kämme; man erkennt, daß die Wellungen O' bereits deutlicher ausgeprägt sind als nach der vorhergehenden Abbildung.

Bei dem in F i g. 7 gezeigten Zustand ist die Verformung des Rohres bzw. der Rohre beendet, weil nämlich keinerlei Spiel mehr zwischen den verschiedenen Zwischenraumelementen, Fretten, Wagenhauptteil und dem entsprechenden Teil des Druckgefäßes besteht. Es ist leicht einzusehen, daß die Wellungen O" eine Tiefe und einen gegenseitigen Abstand haben, der von den außenliegenden Führungen bestimmt ist.

Um den verformten Gegenstand, der an seinen Enden Verbindungsringe V und Vi besitzt, herauszunehmen, bringt man das Druckgefäß 15 mit der Außenluft in Verbindung; die Kolbenstange 25 des Druckzylinders 24 wird in ihre Ruhelage zurückgeführt, d. h. nach rechts, wie es der Pfeil h angibt; die Gruppe aus Wagen, Rohr und äußerer Führung wird nach hinten bewegt, um sie von dem Druckgefäß abzuheben und dem Tragdorn die Drehung um die Achse X-X zu ermöglichen.

In diesem Stadium kann die gesamte Teilgruppe aus Rohr, Frette, Zwischenstück zur Demontage aus der Maschine genommen werden, oder man kann auch die Elemente einzeln herausnehmen, indem man Zwischenstücke 53', Käfig 57 und Fretten 55, 56 herausnimmt, worauf der fertige Gegenstand ebenfalls abgezogen werden kann. Es ist zu beachten, daß, wie in F i g. 8, die in großen Zügen der F i g. 7 entspricht, zu sehen, ein Zwischenstück 60 vorgesehen werden kann, das eine Ausnehmung 61 mit einem kegelstumpfförmigen Boden 62 aufweist, wodurch eine Kammer 63 gebildet wird, die sich in einem Verbindungsring 64 fortsetzt.

Mit der Erfindung lassen sich auch Oliven in einem Rohrstrang herstellen oder kreisförmige Aufnahmen für Dichtungsringe in einem Rohrstück u. dgl. m. In einer anderen Anwendungsform lassen sich erfindungsgemäß Rippen an Rohrteilen anbringen, etwa um Wärmeaustauscherelemente herzustellen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

20 59 öi2 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Querwellen von Rohren mit einem Formungsrahmen, der von außen her auf das Werkstück einwirkende Führungen, wie Freuen und/oder Keile, sowie hydraulisch arbeitende Vorrichtungen aufweist, mit denen auf die Werkstückwandung von innen her ein Druck ausgeübt wird, wobei zwischen einem Druckzylinder einerseits und einem Druckgefäß andererseits ein mit dem im Druckzylinder gelagerten Kolben zusammenwirkender Schlitten zum Einspannen des Werkstücks auf der einen Seite vorgesehen ist, während auf der anderen Seite das Werkstück abgedichtet mit dem «5 Druckgefäß verbunden ist, gekennzeichnet durch einen waagerechten Trägerdorn (50) für das Werkstück PJ der um eine senkrechte Achse (X-X) aus der Vorschubrichtung ausschwenkbar ist, und durch einen Durchmesser des Druckgefäßes (15), der das Einschieben des Domes (50) in dieses Druckgefäß (15) ermöglicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (35) als Wagen (40) ausgebildet ist, dessen Hauptteil (45) einen Ansatz aufweist, der den Dorn (50) in Form eines hohlen Rohres mit einer Vielzahl gleichmäßig verteilter Durchbrüche (51) bildet.