DE2142603A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Her stellung von Spitzen an Rohrenden - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN MÖNCHEN 2 ■ THERESIENSTRASSE 33

2H2603 Dipl.-Ing. MARTIN LICHT Dr. REINHOLD SCHMIDT Dipl.-Wirtsch.-Ing. AXEL HANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

München, den

Ihr Zeichen

25. August 1971

Unser Zeichen

ARTHUR HARRY TUBERMANN 4527 West 17oth Street Lawndale, Kalifornien U.S.A.

"Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Spitzen an Rohrenden"

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Rohrabschnitten mit verringertem Durchmesser, die ein Aufnehmen der Rohre bei verschiedenen Arbeitsgängen, z.B. beim Ziehen eines Rohrs durch ein Werkzeug, ermöglichen. Derartige Rohrendabschnitte mit verringertem Durchmesser, werden "Spitzen" genannt, obwohl sie gewöhnlich zylindrisch sind und nicht in einer scharfen Spitze auslaufen. Spitzen dieser Art Bind beim Ziehen von Rohren durch Formen unerläßlich, da das Rohr ursprünglich einen größeren Durchmesser als die Form hat. Spitzen stellen außerdem Rohrabschnitte dar, an denen die zum Ziehen des Rohrs benötigten Kräfte angelegt werden können.

Verschiedene Maschinen zur Herstellung von Spitzen an Rohren sind an sich bekannt. So beschreibt US-Patent No. 3j292,414 eine Vorrichtung zum Gesenkschmieden von Spitzen, in der mehrere gebogene Formteile ein Rohr durch Anpressen gebogener Flächen an die Rohraußenseite zusammendrücken. Daneben wurde rotierendes Gesenkschmieden angewendet.' In einer abgewandelten, in US-Patent No. 3»073,374 beschriebenen Vorrichtung wird ein Rohr zwischen zwei Formteile mit halbkreisförmigen, konkaven Flächen eingesetzt und von gegenüberliegenden Seiten zusammengequetscht, ehe die halbkreisförmigen Formteile um das Rohr geschlossen werden.

In einer weiteren, in US-Patent No. 3,068,929 beschriebenen Vorrichtung wird ein Rohr über einer einseitig offenen Vertiefung mit teilweise polygonalem Querschnitt angebracht und dann mit zwei Rammklötzen in die Vertiefung gedrückt, wobei das Rohrende auf die gewünschte Form zusammengequetscht wird. Ein ähnliches Ergebnis ergibt sich mit der in US-Patent No. 3»417,598.beschriebenen Vorrichtung zur Herstellung von Spitzen, in der vier um das Rohrende angebrachte Formen durch ineinandergreifende flache Rippen verbunden sind, die gegeneinander bewegt werden können und dabei den iindabschnitt des Rohres in eine Spitze zusammenquetschen.

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Diese Vorrichtungen können brauchbare Spitzen an Rohren herstellen, haben jedoch mehrere Nachteile, die bisher völlig zufriedenstellende Ergebnisse ausschlössen. So ergibt sich beim Betrieb verschiedener Maschinen ein unzulässiger Geräuschpegel bei der Spitzenherstellung, oder äußerst komplizierte, schwer zu unterhaltende Maschinen werden benötigt. Obwohl im Prinzip die Spitzen in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden können, muß der formgebende Stoß oft mehrmals wiederholt werden um die gewünschte Spitze zu formen. Wenn überhaupt, so ist es nur sehr schwer möglich gleichmäßige Spitzendurchmesser bei Spitzen zu erzielen, die konzentrisch zu den Rohren sind.

Die übergangszone zwischen der Spitze und dem eigentlichen Rohr ist für die anschließenden Formgebungs- und Ziehprozesse von großer 7/ichtigkeit. Wenn sich beim Zusammenquetschen des Rohrendes im Übergangsgebiet Ungleichmäßigkeiten ergeben, so führen die dabei auftretenden Zugspannungen oft zu Rissen, die r>ich während des Ziehprozesses längs des Rohres weiterentwickeln.

Viile Rohrmaterialien sind "kerbempfindlich", d.h. sie brechen unter Belastung an Stellen, an denen während der Herstellung der Spitze eine Kerbe oder Rille entstand. Jede Spitzen erzeugende Vorrichtung, die Kerben in oder in der Nähe der Übergangszone schafft, erhöht die Möglichkeit der Beschädigung des Rohres in den folgenden Arbeitsgängen. Einfachheit und Zuverlässigkeit der Bauweise, Zuverlässigkeit in preisgünstigem Betrieb und einfache Bedienung und Y/artung sind wünschenswerte Kennzeichen von Maschinen der oben genannten Art, die aber bei bekannton Modellen nur vereinzelt anzutreffen sind.

Die vorliegende Erfindung schafft eine neue Vorrichtung zur Erzeugung von Rohrspitzen gleichmäßig hoher Güte durch Führung und Regelung des Biegens des Rohrmaterials in der eigentlichen Spitze und in der Übergangszone. Lücken in der

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Vorrichtung, die zu unkontrollierbaren Biegungen führen können, werden durch die erfindungsgemäße Bauweise vermieden. Die erfindungsgemäße Biegevorrichtung erzeugt Spitzen in einem einzigen, raschen Arbeitsgang, ist einfach, dauerhaft und verhältnismäßig leise im Betrieb, schafft keine Risse und unnötigen Falten in der Übergangszone, und ergibt mit der Rohrmitte genau konzentrische Spitzen.

Die Vorrichtung zur Spitzenherstellung umfaßt eine Fora mit mindestens drei Formteilen, die so angeordnet sind, daß sich eine einseitig offene Vertiefung mit Polygon-Querschnitt ergibt. Die Formteile sind so miteinander verbunden, daß sie sich in Radialrichtung des zu bearbeitenden Rohres nach innen und außen bewegen können, wobei die Vertiefung verkleinert bzw. vergrößert wird. Die Formteile haben flache Innenflächen, die das Rohrende zunächst in eine Form mit polygonalem Querschnitt verdrücken, wenn sich die Formteile bei der Verkleinerung der Vertiefung nach innen bewegen. Beim Betrieb ergeben die Formteile außerdem gebogene Rohrabschnitte an den Polygonseiten und bei der nach innen fortschreitenden Bewegung der Formteile werden die Polygonseiten verkürzt und schließlich nach innen eingefaltet, während die gebogenen Rohrabschnitte sich annähern und schließlich eine Spitze mit zylindrischem Querschnitt ergeben.

Die Übergangszone am Rohr wird in wohldefinierter Weise durch flache, abgeschrägte Seiten an den Formteilen geschaffen, die die gleiche Neigung zu den formgebenden Endabschnitten haben, wie die konische Übergangszone. Die abgeschrägten Abschnitte sind so ausgebildet, daß sie sich konisch um die Übergangszone legen, wenn die gebogenen Abschnitte des Rohrendes sich annähern. Das Verbiegen der Spitzenzone und das Eindrücken der abgeschrägten Formabschnitte in das Rohr sind so aufeinander abgestimmt, daß sich in der Übergangszone gleichmäßige Falten oder Überlappungen ergeben, die auf die Spitze hin.

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zulaufen und an der Verbindungsstelle-zwischen Spitze und Rohr sanft geschwungen sind.

Die allmähliche Zusammendrückung der Formteile mit ihren flachen Abschnitten wird ermöglicht durch eine Anordnung, in der die Formteile sich teilweise überlappen, sodaß eine Kante eines ersten Formteils an der dem Werkstück zugewandten Seite eines benachbarten Formteils entlanggleitet, während eine Kante eines anderen benachbarten Formteils über die dem Werkstück zugewandte Seite des ersten Formteils gleitet. Die Abschnitte zur Herstellung der gebogenen Spitzenabschnitte umfassen Auskehlungen an den Verbindungen zwischen den dem Werkstück zugewandten Seiten und konkave Innenflächen, die Längsabschnitte eines Zylinders darstellen. Die entsprechenden Abschnitte in der Übergangszone bestehen aus den Längsabschnitten eines Kegels, die sich über die abgeschrägten Abschnitte erstrecken.

In der bevorzugten Ausführungsforra der Erfindung ergibt sich eine konzentrische Anordnung von Rohrspitze und Rohr dadurch, daß jedes Formteil mit der gleichen Geschwindigkeit auf die Rohrachse hin durch eine einzige Betätigungsvorrichtung bewegt wird, die ein Formteil mit der gewünschten Geschwindigkeit auf die Rohrachse hinschiebt, während die anderen Formteile durch eine .Übertragungsvorrichtung mit der gleichen Geschwindigkeit verschoben v/erden. Die gebogenen Rohrabschnitte bleiben dadurch während des gesamten Verformungsvorgangs konzentrisch zum Rohr.

Yfeitere Kennzeichen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung der Spitzen und zeigt ein Rohr sowie eine teilweise Ansicht einer Betätigungsvor-

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richtung.

Figur 2 ist ein vergrößerter teilweiser Querschnitt der Vorrichtung längs der in Figur 1 mit 2-2 bezeichneten Linie nach dem Einsetzen des zu verformenden Rohres in die offene Vorrichtung.

Figur 5 ähnelt Figur 2, zeigt aber die Vorrichtung im geschlossenen Zustand am Ende des Verformungsvorgangs.

Figur 3A ist ein vergrößerter Querschnitt längs der in Figur 3 mit 3A~3A bezeichneten Linie.

Figur 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Formteils.

Figur 5 ist ein Aufriß des in Figur 4 gezeigten Formteils.

Figur 6 ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines gebogenen Röhrendes.

Figur 7 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Rohrendes und der schematisch dargestellten Formteile am Beginn des Verformungsvorgangs·

Figur 8 ähnelt Figur 7 und zeigt das anfängliche Verbiegen des Rohrs beim Schließen der Formteile, wobei das Rohrende den Querschnitt eines Polygons angenommen hat und die abgeflachten Rohrseiten durch gekrümmte Abschnitte verbunden sind.

Figur 9 zeigt die nächste Stufe des Biegeprozesses, in der die Rohrwand bei der Verkürzung der flachen Seiten eingebogen wird.

Figur 10 zeigt die Ausbildung von schleifenförmigen Querschnittsteilen während der Fortsetzung des Biegevorgangs.

Figur 11 zeigt die Zusamnienpressung der schleif enförmigen Querschnittsteile und die Annäherung der gebogenen Abschn.it-

Figur 12 ist ein Figur 2 ähnelnder Querschnitt und zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgcmäßen Vorrichtung mit 4 Formteilen im geöffneten Zustand.

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Figur 13 ist eine Figur 12 ähnelnde Ansicht und zeigt die Formvorrichtung in der geschlossenen Stellung.

Figur 14 ist eine Endansicht der*Formvorrichtung der Figur 12 mit abgenommener Frontplatte.

Figuren 15-19 entsprechen Figuren 7-11 und zeigen die Ausbildung einer Spitze an einem Rohrende mittels der in Figuren 12-14 dargestellten Vorrichtung.

Figuren 20 und 21 ähneln Figur 14 und zeigen eine andere Lagerung und Betätigung der vier Formteile in einer erfindungsgenäßen Vorrichtung.

Figur 2? ist eine teilweise perspektivische Ansicht eines Forateils, wie es in der in Figuren 20 und 21 dargestellten Vorrichtung benutzt wird. ■

Figuren 23 und 24 zeigen die Anordnung der Formteile im Querschnitt durch eine Vorrichtung mit sechs formgebenden Teilen, wobei Figur 23 die offene, und Figur 24 die geschlossene Stellung der Vorrichtung darstellt.

Figuren 25 und 26 ähneln Figuren 23 und 24, beziehen sich aber auf eine Vorrichtung mit acht Formteilen,

Wie aus Figuren 1-11 ersichtlich, umfaßt die Erfindung die mit 10 bezeichnete Vorrichtung zur Herstellung einer "Spitze" 11 bzw. eines Abschnitts mit verringertem Durchmesser (Figur 6) an einem Rohrende 12,das anschließend aufgenommen und durch eine nicht dargestellte Form gezogen wird um beispielweise die Wandstärke des Rohrs oder seine Querschnittsform in diesem Arbeitsvorgang zu verändern. Die Spitze wird dabei durch die Form gesteckt und dann mit einem geeigneten Greifer angeiaCt, auf den die zum Ziehen benötigte Kraft ausgeübt wird.

Die Spitzenform 13 besteht aus einem Satz um das Rohr angeordneter Formteile, die eine Vertiefung 14 bilden und an einem Ende nur Aufnahme des mit einer Spitze zu versehenden Rohres 12 offen sind. Der Satz der Formteile ist in einem

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Gehäuse montiert, das aus einem Oberteil 15 über den Formteilen, Seitenabschnitten 17 und einem Unterteil 18 unterhalb der Formteile besteht. Das Gehäuse wird von einem Paar von Führungen 19t 20 gehaltert, die an einer Grundplatte 21 befestigt sind und durch Leisten 22 verbunden sind. An jeder Führung sind nach oben ragende Flansche 23 (Figur 1) angebracht, die die Seitenabschnitte 17 einspannen und dieselben sowie das Oberteil 15 bei in Bezug auf das Unterteil 18 und die Grundplatte 21 erfolgenden Auf- und Abwärtsbewegungen haltern. Bei diesen Auf- und Abwärtsbewegungen wird die Vertiefung 14 ausgedehnt bzw. zusammengeschoben, wenn die Formteile in die in Figuren 1 und 2 dargestellten Stellungen gebracht werden. Es kann dabei ein Rohr 12 in die Vorrichtung 10 eingesetzt werden, das in der geschlossenen Stellung der Formteile zusammengedrückt wird und dabei die Spitze 11 mit verringertem Durchmesser ergibt. Diese Art der Halterung der Formteile ist nur eine verschiedener möglicher Halterungen.

.Erfindungsgemäß sind mindestens drei Formteile 24, 25, 26 um die Vertiefung 14 angeordnet, die durch die innenseitigen Biegeflächen 17 gebildet wird und Polygon-Querschnitt hat. Die Formteile sind so angeordnet, daß sie gleichzeitig nach innen und aufeinander zu bewegt werden, sodaß das Rohr zunächst auf Polygon-Querschnitt gebracht wird und dann weiter zusammengedrückt wird. Die Formteile sind ferner mit gekrümmten Flächen 28 versehen, die den zwischen.den Polygonseiten gelegenen Rohräbschnitten beim Zusammenbiegen eine Krümmung verleihen. Die allmähliche Verkürzung der geraden Seitenflächen schiebt die gekrümmten Abschnitte aufeinander zu, sodaß dieselben allmählich nach innen gebogen werden und dabei schleifenförmige Abschnitte bilden, die dann in eine Spitze zusammengepreßt werden, wenn gekrümmten.Abschnitte aneinander anstoßen.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf die neuartige

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Herstellung der Übergangszone 29, in der der Außendurchmesser von dem an Punkt 11 herrschenden Wert auf den vollen Rohrdurchmesser ansteigt. Jedes Formteil 24, 25, 26 ist mit einer nach außen gebogenen Abschrägung 30 versehen, die sich unter einem bestimmten Winkel, von der Fläche 27 zur Rohrachse hin erstreckt. Die Abschrägungen werden von allen Seiten beim Zusammendrücken der Formteile in das Rohr gedrückt und ergeben eine gleichmäßige Ausbildung der gewölbten und umgebogenen Abschnitte 31 (Figur 6) im Übergangsgebiet. Weitere gekrümmte Abschnitte 32 zwischen den Abschrägungen schließen sich in der Form eines Kegelmantels um das Übergangsgebiet, wenn sich die gekrümmten Flächen 28 um den Rest der Spitze legen.

In der in Figuren 1-5 dargestellten Ausführungsform ist der flache Abschnitt 27 jedes Formteils 24 - 26 in einer zur Rohrachse parallelen Ebene gelegen. Die flachen Abschnitte sind gleichartig und definieren eine Vertiefung 14 mit dem Querschnitt eines gleichseitigen Dreiecks (Figur 2). Die drei Formteile überlappen einander und haben Jeweils eine Seite.nkante 33, die an der Verlängerung des flachen Abschnitts des nächsten Formteils gleitet. Alle drei Formteile können gleichzeitig nach innen auf die Rohrachse zubewegt werden, ohne daß an den Berührungsstellen benachbarter Formteile Zwischenräume verbleiben.

Jede den flachen Abschnitt 27 des nächsten Formteils überlappende Seitenkante 33 ist mit einem sich nach innen erstreckenden Vorsprung 34 versehen, dessen konkav nach innen gekrümmte Fläche 28 zur Ausbildung der gekrümmten Abschnitte beim Biegen des Rohrs dient. Vorsprung 34 iß* konzentrisch zum Rohr und tangential einerseits zum flachen Abschnitt 27 des Formteils an dem der Vorsprung angebracht ist, sowie andrerseits zum flachen Abschnitt äeS nächsten Formteils, an dem der Vorsprung entlanggleitet. Die gekrümmte Fläche 28 kann als

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scharfe Kante 35 enden, doch wird diese Kante zweckmäßigerweise abgestumpft, um ihr Zerbrechen zu-verhindern.

Wie aus Figuren 3 A und 4 ersichtlich, sind die abgeschrägten Seiten nach vorne und nach außen um 5 - 40° in Bezug auf die Rohrachse geneigt, ^e nach dem für die Übergangszone erwünschten Winkel. Auf einer Seite des abgeschrägten Abschnitts befindet sich ein Portsatz 36 am Vorsprung 34; dieser Fortsatz ist mit einer konkaven Innenfläche versehen, die einen Kegelabschnitt darstellt und die Fläche 32 zur Verformung des Rohres in der Übergangszone darstellt. Die freie Kante dieses Fortsatzes befindet sich in der Ebene des Vorsprungs 34 und ist abgestumpft um ihre Lebensdauer zu erhöhen.

Die Betätigungsvorrichtung, die in sehr verschiedener Weise ausgebildet sein kann, bewegt alle Formteile gleichzeitig nach innen und aufeinander zu sowie auf die Achse des Rohres 12 hin, wodurch die Form 13 geschlossen wird. Beim Schließen gleiten die Seitenkanten 33 über die Fläche 27 des benachbarten Formteils, bleiben dabei aber parallel zur Rohrachse. Die Flächen 27 werden damit zuerst an drei Seiten gegen das Rohr gedrückt (Figur 7) und drücken diese Seiten dann in in.die in Figur 8 dargestellte Dreiecksform. Bei diesem Vorgang werden die drei abgeschrägten Abschnitte 30 im Übergangsgebiet des Rohres ausgeformt.

Beim weiteren Schließen der Form 13 wird Rohr 12 in die in Figur 8 dargestellte Querschnittsform mit drei flachen Seiten 38 überführt? die langgestreckten ftohrabschnitte zwischen den flachen Seiten werden in gekrümmte Abschnitte 39 gebogen, die an den Innenflächen 28 des Vorsprungs 34 anliegen. Nachdem die Form die in Figur 8 dargestellte Stellung erreicht hat, werden bei der Fortsetzung der nach innen gerichteten Bewegung der Formteile die gekrümmten Abschnitte 39 weiterhin radial nach innen gedrückt und die freiliegenden Abschnitte der flachen Seiten werden verkürzt. Da die abgeflachten Rohrab-

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schnitte 38 nicht nach außen hinausgedrückt werden können, beginnen sie eich nach innen einaufalten (40, Figur 9) und ergeben schließlich die in Figur 10 dargestellten schleifenförmigen Abschnitte.

Da beim Schließen der flachen Abschnitte 27 der Formteile eine Bewegung in Tangentialrichtung stattfindet, sind die schleifenförmigen Abschnitte 41 nicht genau auf die Rohrachse hin gerichtet, sondern in der in Figur 10 dargestellten Weise gegen die Rohrmitte versetzt. Weiteres Schließen der Form ergibt eine symmetrische Querschnittsanordnung der die Spitzen bildenden Schleifen. Das Schließen der Form kann abgebrochen werden, sobald eine im wesentlichen zylindrische Spitze geschaffen worden ist; das Schließen kann über die in Figur dargestellte Stellung hinaus fortgesetzt werden, falls eine schärfere Spitze geschaffen werden soll. Bei ausreichend hohen Drucken und geeignet ausgebildeten Formteilen kann die Spitze stangenförmig sein und das Rohrende kann über seine ursprüngliche Länge hinaus beim Formvorgang verlängert werden.

Die in Figur 10 dargestellten schleifenförmigen Abschnitte 41 erstrecken eich nach vorne über die flachen Abschnitte und die abgeschrägten Flächen 30, während die gebogenen Abschnitte 29 sich nach außen längs der konkaven Flächen 32 öffnen. Jeder umgebogene Abschnitt 31 (Figur 6) befindet sich damit zwischen zwei gebogenen Rohrabschnitten. Eine abgerundete Faltstelle entsteht am unteren Ende des gebogenen Abschnitts und weitet sich beim Aufweiten der umgebogenen Stelle auf. Wenn das Schließen der Form zum Abschluß kommt, nähern sich die teilweise konischen Flächen 32 und bilden schließlich die konische Übergangsstelle. Die konische Ausbildung der Übergangszone ist aus Figur 3A und aus Figur 21 im Falle einer Vorrichtung mit vier Formteilen ersichtlich.

Die Vorrichtung wird zweckmäßigerweise mit der in

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Figuren 2 und 3 dargestellten Nockenanordnung betätigt. Die oberen Formteile 24, 26 sind in der Form eines umgekehrten "V" angeordnet, dessen gebogene, nach oben weisende Außenceiten 42, 43 parallel zu den flachen. Abschnitten 27 sind und mit entsDreehend ausgebildeten, nach unten v/eisenden Flächen 44, 45 im Oberteil 15 des Gehäuses zusammenarbeiten. Der dritte Formteil 25 ist dreieckig und seine Außenseite 4-7 ist nach oben links geneigt, während die überlappende Seitenkante 33 nach unten rechts geneigt ist und sich über den überlappenden Teil des Formteils 24 erstreckt. Walzen 48 sind zwischen die geneigte Außenseite 47 und eine geneigte obere Fläche 50 des Unterteils 18 eingesetzt und haltern das untere Formteil 25 bei seiner Bewegung nach oben und nach links auf der Fläche

. Eine Feder 51 ist zwischen zwei Stiften 52, 53 einge-• spannt, die in einer Vertiefung 54 im Unterteil 18 bzw. einer Vertiefung 55 im unteren Formteil 25 eingesetzt sind. Die Feder preßt Formteil 25 nach unten in die in Figur 2 dargestellte Stellung und hält es gegen die Walzen 48, zwischen denen durch den Zahnstangenmechanismus 57 ein konstanter Abstand aufrechterhalten wird. In ähnlicher Weise ist eine weitere Feder 58 eingesetzt, die den oberen Formteil 24 ge/-;en die Fläche 44 drückt und zwischen Stiften 59, 60 am Oberteil 15 bzw, dem Formteil eingespannt ist. Formteil 24 bewegt sich nicht in Bezug auf den Oberteil bei der Betätigung der Vorrichtung. Feder 58 hält den Formteil an Fläche 44 angepreßt und erleichtert das Auswechseln des Formteils.

Formteil 26 kann in ähnlicher V/eise mit einer Feder in einer bestimmten Stellung gehalten werden, doch wird sv.-eckmäßigerweise ein hydraulischer Zylinder verwendet _f der aus einer zur Fläche 45 des Oberteils parallelen Bohrung besteht und das untere Ende eines Stempels 62 mit dem Längslcanal 63 aufnimmt. An seinem unteren Ende steht Längskanal 63 mit

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Bohrung 61 in Verbindung, wodurch von oben über Leitung 64 unter Brück stehende Flüssigkeit über' den Ansatz 65 eingelei~ tet wird. Der Zylinder stellt eine hydraulische Feder dar, die Formteil 26 und Oberteil 15 in die in Figur 2 dargestellte Stellung nach Beendigung eines Formvorgangs zurückbringt.

Vor einem Formvorgang befinden sich die Teile der Vorrichtung in der in Figur 2 gezeigten Stellung. Rohr 12 kann in die offene Vertiefung 14 eingesetzt werden, wobei genügend Raum zum Einsetzen verfügbar ist» Bei Bedarf kann eine Führung für das Rohr vor oder an der Führung 19 angebracht werden.

Nachdem das Rohr eingesetzt worden ist, v/ird ein auf dem Oberteil 15 aufsitzender Stempel 67 nach unten gedrückt, wodurch Oberteil 15 und Seitenplatten 17 auf das Unterteil hin bewegt werden und das obere Formteil 24 sich längs der rechten Seite des unteren Formteile 25 nach unten bewegt. Die aneinander anliegenden, geneigten Flächen 23, 27 der'Formteile wirken so zusammen, daß der untere Formteil nach links gedrückt v/ird, während gleichzeitig die nach oben gebogene Fläche 50 dec Unterteils 18 eine Führung für den unteren Formteil bei descen Bewegung mit der durch die Neigung der Fläche 50 bestimmten Geschwindigkeit bildet. Die Bewegung des unteren Formteils nach oben wird an die Unterkante 33 des linken Formteile 26 über die eich überlappenden Abschnitte übertrogen und mit der Bewegung des Oberteils 15 kombiniert, sodaß sich eine nach innen (nach rechts) gerichtete Bewegung des linken Formteils ra.it einer durch die Neigung der Fläche 45 bestimmten Geschwindigkeit ergibt.

Wenn die Neigungen der verschiedenen Flächen richtig aufeinander abgestimmt sind, bewegen sich die drei Formteile 24 - 26 gleichzeitig und gleichförmig auf die Achse des Rohr3 12 zu. Das Schließen kann in Verschiedener Vfeise geregelt v/erden, z.B. durch einen oder mehrere Begrenzungsschalter (nicht dargestellt), die boim Erreichen bestimmter Stellungen

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der Formteile betätigt werden. Derartige Begrenzungsselialter werden zweckmäßigerweise verstellbar montiert, soäaß ihr Ansprechpunkt eingestellt werden kann. Mit Hilfe dieser Schalter kann gleichzeitig der nächste Arbeitsgang, ä.h. das öffnen der Form, ausgelöst werden.

Bein öffnen der Vertiefung 14 legen die Formteile 24 26 den beim Sehließen der Form durchlaufenen Weg in. «sgekehr-. ter Richtung zurück, d.h. das rechte Formteil 24 wird feeim Anheben des Oberteils 15 durch den hydraulischen Zylinier 61, 62 nach oben bewegt, wodurch der untere Formteil 25 längs Fläche 50 durch Feder 51 und der linke Formteil 26 in entsprechender V/eise zurückgestellt werden. Eine zusätzliche Schalteranordnung kann den Beginn des nächsten Arbeitsgangs v.on der in Figur 2 dargestellten Stellung aus verzögern. Derartige Schaltvorrichtungen mit manuellen oder autqsatischen Zeitverzögerungsyorrichtungen sind an sich bekannt.

Mindestens drei Formteile sind zur Herstellung einer lückenlosen Vertiefung zur Aufnahme eines Rohres in der erfindungsgemäßen Vorrichtung notwendig. Die Erfindung ist jedoch nicht auf drei Formteile beschränkt und die Verwendung von vier oder mehr Formteilen kann zweckmäßig sein.

Da jedes Formteil eine Biegung im Rohr erzeugt, bedeutet eine Veränderung der Anzahl der Formteile eine Veränderung der Zahl und der Winkellagen der gebogenen Abschnitte. Im Fal3. von Rohren mit einem hohen WandstärkerRohrdurchmesser-Verhältnis ist das Biegen der Rohrwand schwierig und die Verwendung einer kleineren Anzahl von Formteilen bedeutet größere Abstände zwischen den eingebogenen Stellen. Bei niedrigen Wandstärkeί Rohrdurchmesser-Verhältnissen ergibt·eine große Anzahl von Formteilen verbesserte BetriebsVerhältnisse.

In der in Figuren 12-14 dargestellten Vorrichtung

70, in der ähnliche Teile mit gleichartigen Bezugssysibolen gekennzeichnet sind, sind vier Formteile 71 «- 74 um die Yer-

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tiefung 14 angeordnet, die bei geöffneter Vorrichtung quadra_r •tischen Querschnitt hat. Die vier Formteile haben flache Endflächen 27 in Ebenen parallel zur Achse des Rohres 12; die Endflächen überlappen sich und schließen die Form, wobei sich die Vertiefung mit quadratischen oder rechteckigen Querschnitt allmählich verkleinert. Die gebogenen Abschnitte 34 mit ihren Innenflächen 28 bilden longitudinale Abschnitte eines Zylin-'ders.

Wie außerdem in Figur 14 dargestellt, ist jeder Formteil 71 - 74 mit einem abgeschrägten Abschnitt 30 versehen, der sich vom Vorderende der Fläche 2? zur Vorderseite des Formteils erstreckt und sich mit einem konischen Abschnitt 32 zur Herstellung der Übergangszone 29 auf dem Rohr beim Schließen der Vorrichtung vereinigt.

Die vier Formteile 71 - 74 der in Figuren 12-14 dargestellten Vorrichtung sind im wesentlichen in der gleichen VSTeise montiert, wie die drei Formteile der Figuren 1-5, d.h. in einem Gehäuse bestehend aus dem festen unterteil 18, zwei Seitenplatten 17, und einem senkrecht zu den Seitenplatten 17 beweglichen Oberteil 15. Ein Stempel 67 liegt am Oberteil an und dient zur Übertragung der an das Oberteil angelegten Kraft zum Schließen der Formteile um das Rohr 12. Frontplatte 75 ist am Unterteil und den Seitenplatten angeschraubt und schließt die Vorderseite bis auf die Öffnung 77 (Figur 14) zur Einführung des Rohrs in Vertiefung 14.

Der obere Formteil 71 ist mit einer Feder 78 an Oberteil 15 befestigt und bleibt bei Bev/e&ung der Vorrichtung 70 ortsfest, ebenso wie Formteil 24 der ersten Ausführungsform. Der untere rechte Formteil 72 kann in Horizontalrichtung auf der Oberfläche 50 des Unterteils gleiten durch Zusammenwirken mit dor nach unten rechta geneigten Fläche 27 des oberen

Formteile 71 und der anliegenden geneigten Fläche 33 des

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unteren, rechten Formteile, Eine zwischen dem Formteil und der Seitenplatte 17 eingespannte Feder 79 wird beim Schließen ausgedehnt und bringt beim Verschwinden der das Schließen bewirkenden Druckkraft den Formteil nach rechts in seine Ausgangsstellung zurück.

Der linke untere Formteil 73 gleitet in Vertikalrichtung über die linke Seitenplatte 17, wenn er über die geneigte Fläche 27 des rechten unteren Formteils 72 in Bewegung gesetzt wird und wird gleichzeitig durch eine Feder 80 auf das Unterteil 18 gezogen. Der linke obere Formteil 74 hat in der geneigten '.Vandung 56 des Oberteils 15 eine Führung; die Bewegung dieses Formteils wird außerdem von der geneigten Fläche 27 des unteren Forinteiis 73 bestimmt, die an der geneigten Kante 33 des linken oberen Formteils anstößt. Sine Bohrung 61 im Oberteil dient zur Aufnahme eines Stempels 62; mit dieser Anordnung kann die Form wie im Falle der ersten Ausführungsform geöffnet v/erden.

Wie aus Figuren 15-19 ersichtlich, geht das Biegen der Rohrwände in der gleichen Folge vor sich, wie im Falle des unter Bezugnahme auf Figuren 7-11 beschriebenen Ausführungsbeispiels, nur wird zunächst ein rechtwinkliger Querschnitt mit vier gebogenen Eckabschnitten 82 und vier Seitenflächen 81 geschaffen (Figur 16). Die vier Seitenflächen werden bei 83 eingefaltet (Figur 17), gegen die Rohrmitte hin verschobene Schleifen 84 werden gebildet (Figur 18), und diese Schleifen v/erden in die zylindrische Spitze 85 zusammengebogen (Figur 19). Ein weiteres Ziisammenpresoen kann den Durchmesser des Zylinders verkleinern. Die Übergangεζone wird in der vorher beschriebenen Weise geschaffen.

Die in Figuren 20, 21 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von Spitzen ähnelt der zweiten Ausführungsform; auch in diesem Fall werden vier Formteile 71-74 verwendet (entsprechende BezugsSymbole werden wenn immer möglich in

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beiden Fällen verwendet), doch bewirkt das Schließen der Form eine Verschiebung der Achse der Vertiefung 14 und damit der Rohrspitze nach unten.

Wie aus Figur 21 ersichtlich, ist die Anordnung der vier Formteile 71 - 74 im wesentlichen die gleiche wie in der in Figuren 12-14 dargestellten Ausführungsform. Die Formteile selbst sind ähnlich ausgebildet, doch sind die Außenseiten 91 parallel zu .den als Gleitlagern wirkenden Seiten und die gegenüberliegenden Endabschnitte 92,.93 befinden sich in zu den Innen- und Außenflächen senkrechten Ebenen. Die als Stempel wirkenden Betätigungsplatten 94 sind beispielsweise an den Außenseiten 91 angeschweißt, wobei der vorstehende Endabschnitt 94a an je'der Betätigungsplatte über die Endfläche

93 des benachbarten Formteils ragt und bei offener Form in einem gewissen Abstand davon liegt (Figur 20). Federn 95· sind zwischen den vorstehenden Abschnitten und den benachbarten Endflächen eingesetzt und drücken die Formteile in die offene Stellung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Federn in Bohrungen 97 gelagert, die sich in die Formteile erstrecken, sodaß die Federn zwischen den Betätigungsplatten und den Enden der Bohrungen eingespannt sind. Die Federn drücken die Platten

94 von den Formteilen weg und drücken damit die Formteile in die offene, in Figur 20 dargestellte Stellung.

Die beiden unteren Formteile 72, 73 sind in einer V-förmigen Vertiefung im Unterteil 18 eingesetzt} die diesen Forateilen zugeordneten Betätigungeplatten 94 liegen an den 7/änden der V-förmigen Vertiefung an. Die oberen beiden Formteile 71, 74 sind in ähnlicher Weise in einer Vertiefung von umgekehrter V-Form an der Unterseite des Oberteils 15 angebracht. Die Seitenplatten 17 sind in diesem Fall am Oberteil befestigt und gleiten an den Seiten des Unterteils.

Wenn Oberteil 15 vom. Stempel 67 nach unten gedrückt

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wird,TOrdai die beiden oberen Formteile 71» 74 nach unten gegen das Rohr 12 gedruckt, wobei sich der rechte obere Formteil 71 im wesentlichen geradlinig nach unten bewegt und dabei den rechten unteren Formteil 72 nach unten links drückt. Der untere linke Formteil 73 bleibt dabei ortsfest, während der obere linke Formteil 74 durch die Kraftübertragung nach oben rechts und damit tiefer in den Zwichenraum gedruckt wird.

Die Form wird dabei wie vorher geschlossen, doch die Mittelachse der Vertiefung bewegt sich beim Schließen nach unten, von der in Figur 20 gezeigten Stellung in die Stellung der Figur 21. Die Federn 95 zwischen den Formteilen werden zwischen den Formteilen und den Betätigungsplatten beim Schließen zusammengepreßt. Beim Zurückziehen des Stempels. 67 bringen die Federn die Formteile in die in Figur 20 dargestellte offene Stellung zurück. Die Betätigungsplatten 94 verhindern eine Drehung der Formteile, die auftreten könnte, wenn die Federn gegen die Rillenflächen im Oberteil und Unterteil drücken würden.

Die schematischen Darstellungen der Figuren 23 - 26 zeigen die Anordnungen für eine größere Anzahl von Formteilen, so z.B. sechs in Figuren 23, 24 und acht in Figuren 25, 26, Die Fläche der anfänglich freiliegenden Abschnitte der Formteile 27 verringert sich mit zunehmender Zahl der Formteile; die anfänglichen Biegungen sind dann weniger stark ausgeprägt und entsprechend ergeben sich Änderungen auf den gebogenen Flächen 28, wenn die zylindrischen Endflächen ausgeformt werden.

Die vorliegende Erfindung schafft damit eine neuartige Vorrichtung zur Herstellung von Abschnitten mit geringerem Durchmesser oder "Spitzen" an Rohren. In jeder der beschriebenen Ausführungsformen können die sich gegenseitig überlappenden Formteile in eine Stellung verschoben werden, in der

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eine anfängliche Vertiefung mit Polygon-Querschnitt in der Fora ergebende Zwischenraum völlig ausgefüllt ist. Zwischen den flachen Seiten des Polygons sind in der offenen Form gekrümmte Verbindungnabachnitte vorgesehen, soduß das Rohr bein; Beginn des Schließenß der Fora leicht auf die anfängliche QuerhChnittiiforci gedrückt wird.

Boirn Schließen werden die flachen Seiten in jedem Fall verkürzt und aie gekrümmten Abschnitte gegeneinander gequetscht, wodurch die flachen Seiten sich nach innen einbiegen und iichleifenföraige Abschnitte bilden, die durch weiteres Zusammendrücken in eine Spitze übergeführt v/erden können.

Die erfändrngsgemäße Vorrichtung liefert Spitzen bei Verwendung einer relativ einfachen Fora von hoher Stabilität und Dauerhaftigkeit. Der gesamte Arbeitsgang ist kontinuierlich und die Spitzen wurden in einfacher Weise rasch in einem verhältnismäßig leisen Prozeß geformt. In der erfixidungßgemäßen Vorrichtung treten damit nicht die Kachteile auf, die in früheren Vorrichtungen der gleichen Art beobachtet wurden. Die sich ergebenden Spitzen r,ind frei von Einkerbungen, Einschnitten oder anderen Unregelmäßigkeiten, die später zu Störungen Anlaß geben können.

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Claims (16)

1. PATENTANSPRÜCHE

   ί 1«)Vorrichtung zur Herstellung einos Rohrabschnitts mit verringertem Durchmesser, gekennzeichnet durch mindestens drei um eine einseitig offene, zur Aufnahme des zu verformenden Rohrstücks dienende Vertiefung (H) mit Polygon-Querschnitt angebrachte Formteile (24, 25, 26) mit flachen Innenabschnitten (27), die die Seiten der Vertiefung (14) bilden und die sich gemeinsam nach innen und außen bewegen können und dabei die Querschnittsfläche der Vertiefung verändern; und an den Formteilen (24, 25, 26) angebrachte Vorrichtungen zum Verändern der Querschnittsform der Vertiefung in einen Zylinder-Querschnitt beim Zusammenschieben der Formteile, sodaß das Rohrende (12) zunächst auf Polygon-Querschnitt und dann auf Zylinder-Querschnitt zusammengequetscht wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch an jedem Formteil (24, 25, 26) angebrachte, konkav gekrümmte Abschnitte (28) zwischen den flachen Abschnitten (27), sodaß die flachen Polygonseiten durch gekrümmte Abschnitte verbunden sind, die sich beim Schließen der Formteile annähern und Zylinder-Querschnitt ergeben.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine auf jedem Formteil (24, 25, 26) angebrachte, abgeschrägte Fläche (30), die vom flachen Abschnitt (27) aus nach außen zum offenen Ende der Vertiefung (14) hin geneigt ist, und eine; »weite, konkav gekrümmte, auf jedem Formteil angebrachte Innenfläche (32) zwischen einer Seite der abgeschrägten Fläche (30) und der abgeschrägten. Fläche av.f dem benachbarten Formteil, sodaß eine Fortsei^uKg der ersten abgeschrägten Fläche (30) in Form eines 'Kegelmantels entsteht.
4. 4* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (24, 25, 26) in einander überlappender Anordnung um die Vertiefung (14) angeordnet sind, derart, daß

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   eine Seitenfläche jedes Formteils auf der Portsetzung des flachen Abschnitts (27) des nächsten Formteils gleitet, wenn die Formteile nach innen zum Schließen der Form und wieder nach außen bewegt werden, und daß Mittel vorgehen sind, die eine gleichzeitige Bewegung der Formteile nach innen zulassen, während ein Rohrende (12) sich in der Vertiefung (H) befindet, Bodaß das Rohr auf die Querschnittsform der Vertiefung (H) gebogen wird, während gleichzeitig der Rohrdurchmesser verringert wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einer mindestens drei Formteile (24, 25» 26) umfassenden Form (13).
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bewegung der Formteile (24, 25, 26) die£3elben gleichzeitig gleichförmig nach innen bewegt und den in der Vertiefung (H) eingesetzten Rohrabschnitt (12) beim Verformen des Rohrendes in einer bestimmten Stellung hält.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Betätigungsmittel, die mindestens einen der Formteile (241 25, 26) mit einer bestimmten Geschwindigkeit nach innen schieben und über eine Nockenanordnung eine Kraftübertragung an die anderen Formteile zu deren Bewegung ergeben.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenanordnung die Verlängerungen der flachen Abschnitte (27) umfaßt, die über benachbarte Seitenflächen gleiten.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Seiten (27) der um die Vertiefung (H) angebrachten Formteile (24, 25, 26) im Querschnitt ein gleichseitiges Dreieck bilden.
10. 10. Vorrichtung nach'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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    daß die Vorrichtung vier um die Vertiefung (H) angeordnete Formteile (71, 72, 73, 74) umfaßt, deren flache Seitenflächen ein Viereck bilden.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als vier Formteile verwendet werden.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Innflächen Längsabschnitte eines Zylinders darstellen und bei ihrer nach innen gerichteten Bewegung beim Schließen der Form .einen Zylinder bilden.
13. 13. Verfahren zur Herstellung eines Abschnitts mit verringertem Durchmesser an einem Rohrende, gekennzeichnet durch Abflachung des Rohrendes (12) an mindestens drei Seiten, sodaß ein Rohrende mit Polygon-Querschnitt entsteht; Einbiegen der Polygonflächen, sodaß gekrümmte Abschnitte entstehen? weiteres Einbiegen der Rohrseiten, sodaß die gekrümmten Abschnitte sich annähern; und Fortführung des Zusammenquetschens, bis die gekrümmten Abschnitte aneinander anliegen und ein Rohrende mit verringertem Durchmesser ergeben.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch Verformung des Rohres (12) nächst dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser in die Form eines Kegels beim Zusammenschieben der gekrümmten Abschnitte (28).
15. 15. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Ausbildung gekrümmter Abschnitte am Rohr (12), die die längsabschnitte eines Zylinders darstellen und beim völligen Schließen der Forra einen Zylinder mit einem Durchmesser kleiner als der Rohrdurchmesser bilden.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Abschnitte während der Ausbildung der Spitse konzentrisch zu einer gegebenen Achse gehalten werden, s'odaß die entstehende Spitze <konaentrisch zum Rohr ist.

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