DE2341857B1

DE2341857B1 - Werkzeuganordnung zur Herstellung von Rohrboegen

Info

Publication number: DE2341857B1
Application number: DE2341857A
Authority: DE
Inventors: Josef Ferwagner
Original assignee: Hermann Mueller 4630 Bochum GmbH; MUELLER HERMANN GmbH
Current assignee: Ferwagner Josef 2724 Ahausen De
Priority date: 1973-08-18
Filing date: 1973-08-18
Publication date: 1975-02-06
Also published as: US3977228A; DE2341857C2; GB1469320A; FR2240778A1; JPS547510B2; BR7406797D0; JPS5072865A; IT1019793B; ES429250A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeuganordnung zur Herstellung von mit einer Längsnaht verschweißbaren Rohrbogen durch Kaltverformung einer Blechplatine, bestehend aus einem Vorformwerkzeug mit Vorformmatrize sowie Ziehstempel zur Formung des Rohrbogenrückens und aus einem Fertigformwerkzeug mit Aufnahmematrize, zweiteiligem Dorn sowie Schließstempel zum Schließen der vorgeformten Platine zum Rohrbogen.

Bei einer bekannten Werkzeuganordnung der genannten Gattung (vgl. DT-Gbm 1 775 079) besitzt die Vorformmatrize im Querschnitt die Form zweier horizontaler Strecken,, zwischen denen ein Halbkreis entsprechend dem Rohrbogenrücken angeordnet ist; beim Niederfahren des Ziehstempels stehen daher die Längsseiten teile der Platine frei aus der Vorformmatrize heraus. Als Aufnahmematrize des Fertigformwerkzeuges dient die Vorformmatrize; zum Fertigformen wird in die vorgeformte Platine von Hand der zweiteilige Dorn eingelegt; der niederfahrende Schließstempel erfaßt die aus der Vorform- bzw. Aufnahmematrize herausstehenden Platinenlängsseitenteile und biegt diese über den Dorn zum Rohrbogen zusammen. Die längs der kürzesten Mantellinie des Rohrbogens verlaufenden Ränder der Längsseitenteile werden nach Entfernen des Domes durch eine Schweißnaht miteinander verbunden. Mit Hilfe dieser bekannten Werkzeuganordnung können nur Rohrbogen mit relativ zum Durchmesser dicker Wandstärke einwandfrei hergestellt werden, da mit abnehmender Blechstärke die PIatine bei der Formgebung sowohl im Vorformwerkzeug als auch im Fertigformwerkzeug zu Faltenbildungen neigt, die auch durch das vollständige Schließen des Vorform- bzw. Fertigformwerkzeuges nicht mehr beseitigt werden können. Darüber hinaus stört auch die umständliche Handhabung der bekannten Werkzeuganordnung, insbesondere hinsichtlich des Domes des Fertigformwerkzeuges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeuganordnung der eingangs genannten Gattung anzugeben, mit der einwandfreie Rohrbogen, insbesondere bei relativ zum Rohrbogendurchmesser dünner Rohrbogenwandstärke, hergestellt werden können.

Die Erfindung besteht darin, daß die Vorformmatrize vertikale Längswände mit zu den vertikalen Außenlängsflächen des Ziehstempels parallelen Innenlängsflächen aufweist, und daß dem Ziehstempel mit diesem zwischen die Längswände der Vorformmatrize ein- und ausfahrbare, an sich bekannte Niederhalter und der Vorformmatrize zur Verringerung des Verformungsgrades zwischen den Längswänden radial vor- und zurückschiebbare Matrizensegmente zugeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Werkzeuganordnung werden also die Längsseitenteile der Platine in die von den Längswänden der Vorformmatrize und dem Ziehstempel gebildeten Längsspalte vollständig eingezogen, so daß dort keine Faltenbildung auftreten kann. Die Niederhalter und die Matrizensegmente verhindern eine Faltenbildung im Bereich der äußeren Enden des Rohrbogenrückens, da nach dem Aufsetzen der Niederhalter auf die äußeren Enden des Rohrbogenrückens zunächst nur der mittlere Bereich des Rohrbogenrückens zwischen den Matrizensegmenten und erst anschließend die daran angrenzenden Randbereiche des Rohrbogenrückens geformt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Dornhälften des Fertigformwerkzeuges an Schwenkarmen und die Schwenkarme an einem den Schließstempel tragenden Holm befestigt. Zudem ist der Schließstempel vorzugsweise in der Höhe relativ zum Dorn verstellbar am Holm gelagert. Durch diese Vereinigung von Dorn und Schließstempel entfällt nicht nur die gesonderte Manipulation des Dornes, sondern kann zugleich auch im Fertigformwerkzeug eine Faltenbildung sicher unterbunden werden.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß eine Werkzeuganordnung zur Herstellung von Rohrbogen geschaffen ist, die unabhängig von der Stärke der Blechplatine bei allen Rohr-

bogendurchmessern einwandfreie Ergebnisse ohne Ausschuß liefert.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 a bis 6a vertikale Längsschnitte durch ein Vorformwerkzeug in aufeinanderfolgenden Arbeitsstellungen,

F i g. Ib bis 6b vertikale Querschnitte bzw. Seitenansichten des jeweils in den F i g. 1 a bis 6a gezeigten Vorformwerkzeuges,

Fig.7a bis 10a vertikale Längsschnitte durch ein Fertigformwerkzeug in aufeinanderfolgenden Arbeitsstellungen,

Fig.7b bis 10b vertikale Querschnitte bzw. Seitenansichten des jeweils in den F i g. 7a bis 10a gezeigten Fertigformwerkzeuges.

Die in den Figuren dargestellte Werkzeuganordnung dient zur Herstellung von Rohrbögen durch Kaltverformung einer Blechplatine 1. Die Rohrbögen umfassen im Ausführungsbeispiel einen Winkel von 90°; Rohrbögen mit kleinerem Winkel können bei entsprechender Ausgestaltung der Werkzeuganordnung ebenfalls verwirklicht werden. Die Werkzeuganordnung im Ausführungsbeispiel besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau zunächst aus einem Vorformwerkzeug 2, 3 und einem Fertigformwerkzeug 16,17,18.

Das Vorformwerkzeug (vgl. F i g. 1 bis 6) dient zur Formung des Rohrbogenrückens und besteht aus einer Vorformmatrize 2 sowie einem Ziehstempel 3. Die Vorformmatrize 2 weist zwei vertikale Längswände 4 mit vertikalen Innenlängsflächen 5 auf, deren Abstand dem Außendurchmesser des zu formenden Rohrbogens entspricht. Zwischen den Innenlängsflächen 5 besitzt die Vorformmatrize 2 eine dem Rücken des zu formenden Rohrbogens entsprechende Ausformung 6, die an den Enden in U-förmige Widerlagerflächen 7 übergeht. In der Ausformung 6 sind zwei radial zum Krümmungsmittelpunkt zwischen den Innenlängsflächen 5 vor- und zurückschiebbare Matrizensegmente 8 angeordnet, die von hydraulisch betätigten Zylinderkolbenanordnungen 9 bewegt werden. In der Mitte der Ausformung 6 befindet sich ein Auswerfer 10. Die Vorformmatrize 2 ist durch Teilung in Längsrichtung aus zwei Hälften 2a aufgebaut, die durch Schraubenbolzen 11 miteinander verbunden sind. Die beiden Vorformmatrizenhälften 2a, der Auswerfer 10 und die zurückgezogenen Matrizensegmente 8 bilden zusammen die Ausformung. Der Ziehstempel 3 weist an seinem unteren Ende eine der Innenform des zu formenden Rohrbogenrückens entsprechende Ausbildung 12 auf, die in vertikale, zu den Innenlängsflächen 5 der Vorformmatrize 2 parallele Außenlängsflächen 13 übergehen, deren Abstand dem Innendurchmesser des zu formenden Rohrbogens entspricht. An den zu den Außenlängsflächen 13 senkrechten Flächen sind dem Ziehstempel 3 Niederhalter 14 zugeordnet, die durch äußere Anker 15 miteinander verbunden sind und beim Einfahren des Ziehstempels 3 zwischen die Längswände 4 auf den Widerlagerflächen 7 abgestützt werden. Das gesamte Vorformwerkzeug 2, 3 ist sowohl bezüglich der vertikalen Längsmittelebene als auch bezüglich der Quermittelebene symmetrisch aufgebaut

Die Funktion des Vorformwerkzeuges 2, 3 ergibt sich aus den F i g. 1 bis 6. Auf die Längswände 4 der Vorformmatrize 2 wird die in geeigneter Weise z. B. durch Stanzen ausgeschnittene ebene Blechplatine 1 aufgelegt. Nunmehr wird der Ziehstempel 3 mit den Niederhaltern 14 niedergefahren, wobei die Niederhalter 14 kurz vor dem Ziehstempel 3 auf die Platine 1 aufsetzen (vgl. Fig. la, Ib). Beim weiteren Niederfahren des Ziehstempels 3 und der Niederhalter 14 wird die Platine 1 einschließlich der Längsseitenteile la vollständig zwischen die Längswände 4 der Vorformmatrize 2 und den Ziehstempel 3 eingezogen, wobei sie nur im Querschnitt U-förmig verformt wird (vgl. F i g. 2a, 2b). Setzen die Niederhalter 14 mit der in einer Richtung gekrümmten Platine 1 auf den Widerlagerflächen 7 auf, so berührt die Unterseite der Platine 1 die bis zur Höhe der Widerlagerflächen 7 vorgeschobenen Matrizensegmente 8 (vgl. F i g. 3a, 3b). Nunmehr fährt der Ziehstempel 3 weiter nieder und verformt die Platine 1 zwischen den festgehaltenen Matrizensegmenten 8 zum Rohrbogenrücken; die zwischen den Niederhaltern 14 bzw. den Widerlagerflächen 7 und den Matrizensegmenten 8 befindlichen Platinenteile 16 werden praktisch nicht verformt (vgl. F i g. 4a, 4b). Mit dem weiteren Niederfahren des Ziehstempels 3 werden auch die Matrizensegmente 8 zurückgeschoben und somit schließlich die zwischen den Niederhaltern 14 und den Matrizensegmenten 8 befindlichen Bereiche \b des Rohrbogenrückens geformt (vgl. F i g. 5a, 5b). Durch die beschriebene Verwendung der Niederhalter 14 und Matrizensegmente 8 werden Faltenbildungen und Verwerfungen der Platine 1 im Bereich der seitlichen Längsenden \b des Rohrbogenrückens sicher unterbunden. Nach Ausfahren des Ziehstempels 3 und der Niederhalter 14 wird die vorgeformte Platine 1 durch Betätigen des Auswerfers 10 aus der Vorformmatrize 2 herausgehoben (vgl. F i g. 6a, 6b).

Das Fertigformwerkzeug (vgl. Fig.7 bis 10) dient zum Schließen der vorgeformten Platine 1 zum Rohrbogen und besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einer Aufnahmematrize 16, einem Dorn 17 sowie einem Schließstempel 18. Die Aufnahmematrize 16 weist lediglich eine dem Rohrbogenrücken entsprechende Ausformung 19 auf, in welche die im Vorformwerkzeug 2, 3 vorgeformte Platine 1 eingelegt wird. Oberhalb der Aufnahmematrize 16 ist ein auf- und niederbewegbarer Holm 20 angeordnet, an welchen der Schließstempel 18 mit Hilfe einer Zylinderkolbenanordnung 21 in der Höhe verstellbar angeschlossen ist. Der Schließstempel 18 besitzt an seinem unteren Ende 22 die Gestalt der an den Rücken des Rohrbogens anschließenden Mantelfläche. Unterhalb des Schließstempels 18 befindet sich der Dorn 17, welcher die Innenabmessungen des Rohrbogens aufweist und in Querrichtung in zwei Hälften 17a geteilt ist. Die beiden Dornhälften 17a sind am Ende von zwei Schwenkarmen 23 befestigt, deren gemeinsames Gelenk 24 am Holm 20 befestigt ist. An den Schwenkarmen 23 sind Betätigungsstangen 25 angelenkt, mit Hilfe derer die beiden Dornhälften 17a nach Art eines Greifers in Umfangsrichtung des Rohrbogens auseinander- und wieder zusammengeschwenkt werden können.

Die Funktion des beschriebenen Fertigformwerkzeuges 16, 17, 18 ergibt sich aus den Fig.7 bis 10. Die vorgeformte Platine 1 wird in die Aufnahmematrize 16 eingelegt. Der Schließstempel 18 weist vom Dorn 17, dessen Dornhälften 17a zusammengeschwenkt sind, einen Abstand auf, der größer ist als die Dicke des fertig geformten Rohrbogens im Bereich der kürzesten Mantellinie (vgl F i g. 7a, 7b), Beim Niederfahren des Domes 17 und des Schließstempels 18 wird dieser Abstand zunächst beibehalten. Die aus der Aufnahmematrize 16 vorstehenden Längsseitenteiie la können auf

Grund des vergrößerten Abstandes zwischen Dorn 17 und Schließstempel 18 leicht in den von diesen gebildeten Spalt eindringen. Bei der Abwärtsbewegung des Schließstempels 18 und des Domes 17 werden die beiden Längsseitenteile la mit ihren Längsrändern aufeinander zugebogen (vgl. F i g. 8a, 8b). Nach Aufsetzen des Dornes 17 und der Aufnahmematrize 16 fährt der Schließstempel 18 noch ein geringes Maß weiter und schließt die Platine 1 vollständig (vgl. F i g. 9a, 9b). Alsdann wird der Schließstempel 18 um das vorgenannte Maß wieder zurückgenommen, wobei sich der fertig geformte Rohrbogen 1 auf Grund seiner elastischen Eigenschaften geringfügig ausdehnt, so daß der Dorn 17 mit seinen Hälften 17a durch Betätigen der Schwenkarme 23 leicht aus dem Rohrbogen 1 herausgeschwenkt werden kann. Nach Entnahme des Rohrbogens 1 aus der Aufnahmematrize 16 werden die Ränder längs der kürzesten Mantellinie miteinander verschweißt und die Endstücke am Ende der längsten Mantellinie, mit denen die Platine 1 im Vorformwerkzeug 2, 3 zwischen den Niederhaltern 14 und den Widerlagerflächen 7 gehalten wurde, entfernt.

Hierzu 20 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Werkzeuganordnung zur Herstellung von mit einer Längsnaht verschweißbaren Rohrbogen durch Kaltverformung einer Blechplatine, bestehend aus einem Vorformwerkzeug mit Vorformmatrize sowie Ziehstempel zur Formung des Rohrbogenrükkens und aus einem Fertigformwerkzeug mit Aufnahmematrize, zweiteiligem Dorn sowie Schließstempel zum Schließen der vorgeformten Platine zum Rohrbogen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformmatrize (2) vertikale Längswände (4) mit zu den vertikalen Außenlängsflächen (13) des Ziehstempels (3) parallelen Innenlängsflächen (5) aufweist, und daß dem Ziehstempel (3) mit diesem zwischen die Längswände (4) der Vorformmatrize (2) ein- und ausfahrbare, an sich bekannte Niederhalter (14) und der Vorformmatrize (2) zur Verringerung des Verformungsgrades zwischen den Längswänden (4) radial vor- und zuriickschiebbare Matrizensegmente (8) zugeordnet sind.

2. Werkzeuganordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformmatrize (2) und der Ziehstempel (3) aus zwei in der Längssymmetrieebene geteilten Hälften (2a) bestehen.

3. Werkzeuganordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhalter (14) und Matrizensegmente (8) symmetrisch zur Quermittelebene der Vorformmatrize (2) angeordnet sind.

4. Werkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhalter (14) durch Anker (15) verbunden sind.

5. Werkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizensegmente (8) bis zur Höhe der den Niederhaltern (14) zugeordneten Widerlagerflächen (7) der Vorformmatrize (2) ausfahrbar sind.

6. Werkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformmatrize (2) ein Platinenauswerfer (10) zugeordnet ist.

7. Werkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dornhälften (17a) des Fertigformwerkzeuges (16, 17, 18) an Schwenkarmen (23) und die Schwenkarme (23) an einem den Schließstempel (18) tragenden Holm (20) befestigt sind.

8. Werkzeuganordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließstempel (18) in der Höhe relativ zum Dorn (17) verstellbar am Holm (20) gelagert ist.