DE2344516B2

DE2344516B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung ringförmiger Rohrabschnitte

Info

Publication number: DE2344516B2
Application number: DE2344516A
Authority: DE
Inventors: Hans R. Highland Park Luedi; Albert Chicago Roze; Christian H. Northbrook Stettler
Original assignee: Grotnes Machine Works Inc Chicago Ill (vsta)
Current assignee: Grotnes Machine Works Inc Chicago Ill (vsta)
Priority date: 1972-09-08
Filing date: 1973-09-04
Publication date: 1974-10-31
Also published as: GB1422747A; JPS529554B2; JPS4965371A; FR2198800A1; DE2344516C3; IT995305B; FR2198800B1; DE2344516A1; CA998521A; US3797088A

Description

55 In Weiterbildung der Erfindung hat es sich als

— günstig erwiesen, wenn die Klemmkraft eine solche

Größe hat, daß der jeweils abzutrennende Abschnitt während des Schneidvorgangs verformt, insbeson-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem dere an den Enden aufgeweitet wird. Eine solche Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung 60 Ausgestaltung des Verfahrens eröffnet die Möglichnach dem Oberbegriff des Anspruchs 4. keit, in Laufe des Schneidvorganges sauber zentrierte Ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung dieser Art Rohrabschnitte bzw. Ringe zu erhalten und diese sind bereits aus der USA.-Patentschrift 3 332 675 be- gegebenenfalls durch Aufweiten der Ränder für weikannt. Das Abschneiden der ringförmigen Rohrab- tere Produktionsschritte vorzubereiten, in denen aus schnitte von dem sich fortlaufend in Längsrichtung 65 den Rohrabschnitten beispielsweise Kraftfahrzeugvorschiebenden und drehenden freien Schenkel des feigen hergestellt werden. Durch das gleichzeitige Schraubennahtrohrs erfolgt in der bekannten Vor- Aufweiten der Enden der Rohrabschnitte beim Abrichtung bzw. gemäß dem bekannten Verfahren mit trennen derselben kann auf besondere Vorrichtungen

zum Aufweiten verzichtet werden, wie sie beispiels- Da eine bevorzugte Ausführungsform eines erfin-

weise in der USA.-Patentschrift 3 412 592 beschrie- dungsgemäß aufgebauten hohlzylindrischen Körpers

ben sind, wo der für das Aufw2iten erforderliche eine Fahrzeugfelge ist, soll die Erfindung an Hand

Druck mit Hilfe einer Sprengladung erzeugt wird, de- der Herstellung von Fahrzeugfelgen im folgenden nä-

ren Gasdruck auf einen Kolben wirkt, der seinerseits 5 her erläutert werden.

über ein entsprechend ausgebildetes Werkzeug das Die F i g. 1 zeigt einen erfindungsgemäß aufgebau-

Aufweiten eines Rohrendes herbeiführt. ten hohlzylindrischen Körper 10 mit abgebogenen

Günstig ist es auch, wenn das Verfahren so weiter- Stirnenden, die Flansche 12 bilden. Ein solcher hohlgebildet wird, daß gleichzeitig ein Aufweiten und ein zylindrischer Körper eignet sich besonders gut für die In-zylindrische-Form-Bringen erfolgt, wenn die Ab- io Herstellung von Kraftfahrzeugfelgen,
schnitte von dem Rohr abgetrennt werden. Auf diese Eine Gesamtanlage zur erfindungsgemäßen Her-Weise können die Abschnitte in einem Arbeitsgang stellung hohlzylindrischer Körper wurde mit 14 beabgetrennt und auf ein gewünschtes Maß aufgeweitet zeichnet; sie verarbeitet einen Blechstreifen 16 von werden, wobei gleichzeitig eine Reckung des Mate- einer Rolle weg; dieser Blechstreifen wird durch eine rials erfolgen kann, um gewünschte Materialstruktu- 15 mit Walzen veibehene Vorrichtung 18 zum Führen ren und Festigkeiten zu erhalten. Durch das Auf- und Richten des Blechs hindurchgeschickt und geweiten von innen erfolgt dabei gleichzeitig ein Zen- langt dann in eine Wickelvorrichtung 20, in der der trieren bzw. ein In-zylindrische-Form-Bringen der Blechstreifen schraubenlinienförmig zu einem konti-Abschnitte. nuierlichen Rohr 22 aufgewickelt wird. Derartige

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Er- 20 Wickelvorrichtungen sind" bekannt und auf dem

findung hat sich eine als Ablängeinrichtung einem Markt erhältlich, so daß eine Beschreibung im ein-

Schraubennahtrohrwerk mit Verformungsstation und zelnen nicht erforderlich ist.

Schweißstation nachgeordnete Vorrichtung erwiesen, Wie der F i g. 2 entnommen werden kann, steht welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein mehrtei- der Winkel d zw^;=chen der Längsachse des zugeführliges, gegen die Innenwandung des Rohres spreiz- 25 ten Blechstreifens io uad der Längsachse des gebares Innenwerkzeug mit Schneidwerkzeugen an des- wickelten Rohrs 22 in folgendem Zusammenhang mit sen radial verschieblichen Elementen axial und mit dem Durchmesser D des Rohrs 22 und der Breite w Rohrvorschubgeschwindigkeit verschiebbar und nach des Blechstreifens:
Ausführung des Schnittes im Rohr frei rückführbar
im entstehenden Rohr gelagert ist. Mit einer derarti- 30

gen Vorrichtung läßt sich das erfindungsgemäße Ver- _sin _& _ jv

fahren sehr sicher und bei vergleichsweise geringem β
technischem Aufwand durchführen, insbesondere
wenn die vorderen und hinteren Segmentkanten als

Schneidwerkzeuge und gleichzeitig während des 35 Bei gleichbleibender Breite des verarbeiteten Band-Schneidens die Abschnittenden nach außen aufwei- materials läßt sich also der Durchmesser D des Rohrs tend ausgebildet sind. Mit einer derartigen Vorrich- ohne Schwierigkeiten variieren, indem man den Steitung lassen sich bereits während des Abtrennens der gungswinkel ϋ entsprechend wählt. Auf diese Weise Rohrabschnitte gewissermaßen vorbereitende Arbeits- ergibt sich der Vorteil, daß man mit einer einzigen gänge für die Weiterverarbeitung vorwegnehmen. 40 Anlage Rohre und damit auch hohlzylindrische Kör-

Wenn bei einer derartigen Vorrichtung die mit in- per unterschiedlichen Durchmessers herstellen kann, neren Keilflächen versehenen Segmente des Werk- wie dies bei der Produktion beispielsweise von Kraftzeuges an einem in der Rohrmitte liegenden, in Rohr- fahrzeugfeigen wünschenswert ist.
achsrichtung verschiebbaren Dorn gelagert sind und Während des Wickeins wird das Rohr in axialer ein in die durch die Keilflächen gebildete Öffnung 45 Richtung vorgeschoben, und gleichzeitig werden die dem Rohrvorschub entgegen einschiebbarer kegel- gegeneinander anliegenden Längskanten des schraustumpfförmiger Kern hinter dem Rohrwerk mit einem benlinienförmig aufgewickelten Blechstreifens 16 mitdruckmittelbetätigten Kolben-Zylinder-Getriebe ver- einander verschweißt, und zwar mittels eines Schweißbunden ist, lassen sich ferner die Antriebsprobleme geräts 24, bei dem es sich um ein elektrisches, ein für die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs- 50 Autogen-Schweißgerät oder um ein anderes geeignegemäßen Verfahrens auf besonders einfache Weise tes Gerät zum Verbinden der Längskanten des Blechlösen. Streifens handeln kann. Neben dem Schweißgerät 24

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an ist noch ein Bearbeitungsgerät 26 angeordnet, das

Hand von Figuren näher erläutert. Es zeigt die Schweißnaht bearbeitet, Zunder und Unebenhei-

F i g. 1 eine schematische, perspektivische Gesamt- 55 ten entfernt und so eine saubere, flache und schrau-

darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des benlinienförmige Schweißnaht entstehen läßt,

erfindungsgemäßen Verfahrens, Es ist besonders zweckmäßig, wenn man die her-

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des als Zwi- zustellenden hohlzylindrischen Körper vom vorderen

schenprodukt hergestellten Rohrs, Ende des Rohrs abtrennt, und zwar insbesondere

F i g. 3 eine Darstellung eines Teils der Anlage ge- 60 solange der Wickelvorgang weitergeführt wird. Zu

maß F i g. 1 zum Teil in der Draufsicht und zum Teil diesem Zweck sieht die erfindungsgemäße Anlage ein

im Schnitt, im Rohr angeordnetes Werkzeug 28 vor, das erfin-

F i g. 4 eine Darstellung des Vorgangs des Ab- dungsgemäß in radialer Richtung aufspreizbar ist. Es

schneidens eines hohlzylindrischen Körpers vom wird von einem sich in Längsrichtung des Rohrs 22

Rohr, teilweise im Schnitt, 65 erstreckenden Schaft 30 getragen, der seinerseits aus-

F i g. 5 eine Darstellung ähnlich der F i g. 4, jedoch fahrbar in einer Traghülse 32 gelagert ist. Die letztere

nach dem vollständigen Abtrennen des hohlzylindri- wird von einem Lagerbock 34 gehalten, der eine nicht

sehen Körpers vom Rohr. dargestellte Betätigungsvorrichtung aufweist, mit de-

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ren Hilfe der Schaft 30 in Längsrichtung verschoben Werkzeug 28 eintritt, wenn die vordere Kante des

werden kann. An der Traghülse 32 ist auch eine Rohrs 22 sich gerade über einen Abfuhr-Förderer 48

Innenelektrode 36 des Schweißgeräts 24 befestigt. bewegt; sobald der Kern 42 ganz in das Werkzeug 28

Um den gewünschten hohlzylindrischen Körper 10 eingedrungen ist und es aufgespreizt hat, wird die

vom Rohr 22 abzutrennen, und zwar während dieses 5 Relativbewegung zwischen Kern 42 und Werkzeug 28

Rohr infolge des fortgesetzten Wickelvorgangs in unterbrochen, und der Kern beginnt sich zusammen

axialer Richtung vorgeschoben wird, läßt sich das mit dem Werkzeug nach links zu bewegen, wie dies

Werkzeug 28 in radialer Richtung aufspreizen, wäh- die Fig. 4 erkennen läßt.

rend es gleichzeitig synchron mit dem Rohr in axialer Befinden sich Werkzeug und abgetrennter Körper

Richtung verschoben wird. Durch das Aufspreizen io 10 über dem Förderer 48, wird der Kern 42 voll-

des Werkzeugs wird nicht nur der Körper 10 vom ständig nach links zurückgezogen, wie dies der

Rohr abgetrennt, sondern er wird gleichzeitig ge- Fig. 5 entnommen werden kann. Dadurch zieht sich

formt, durch die Verformung gehärtet und innerhalb das Werkzeug in radialer Richtung wieder zusammen,

vorgegebener Grenzen kalibriert. und es wird nach rechts in das freie Ende des Rohrs

Das Werkzeug 28 weist mehrere Werkzeug- 15 22 zurückgezogen, um von diesem den nächsten hohl-

segmente 38 auf, die einen Kreisring bilden; jedes zylindrischen Körper 10 abzutrennen. Der zuvor ab-

Werkzeugsegment hat eine innere Oberfläche, die getrennte Körper 10 wird dann durch den Förderer

Teil eines Innenkonus ist und eine Mitnehmerfläche 48 abtransportiert, beispielsweise zu einem Lager,

bildet. Die Umfangsflächen der Werkzeugsegmente Anschließend wiederholt sich der ganze Vorgang.

38 bilden Schneidkanten und formende Flächen. So ao Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen

stellt die rechte Kante des Werkzeugs eine mit 40 Verfahrens ist darin zu sehen, daß beim Abtrennen

bezeichnete Schneidkante dar, wie die Fig. 3 zeigt; der hohlzylindrischen Körper 10 vom Rohr 22 durch

durch diese Schneidkante wird beim Aufspreizen des ein in radialer Richtung aufweitbares Werkzeug, das

Werkzeugs ein hohlzylindrischer Körper 10 vom im Rohr angeordnet ist, der abgetrennte hohlzylin-

Rohr 22 abgetrennt, dessen Breite (Länge in axialer 25 drische Körper verfestigt und kalibriert wird, so daß

Richtung) der Breite des Werkzeugs 28 entspricht. sich qualitativ höherwertige Produkte ergeben und

Wie der Zeichnung entnommen werden kann, dient die erfindungsgemäß hergestellten hohlzylindrischen

das Werkzeug 28 auch dazu, die Flansche 12 am Körper insbesondere auch runder sind als die nach

hohlzylindrischen Körper 10 zu bilden, und zwar bekannten Verfahren hergestellten Hülsen,

dann, wenn das Werkzeug vollständig in radialer 30 Da jeder Körper 10 während des Abtrennens vom

Richtung aufgespreizt ist. Die besondere Gestalt der Rohr 22 aufgeweitet wird, wählt man den Rohrdurch-

hohlzylindrischen Körper 10 eignet sich besonders messer zweckmäßigerweise geringfügig kleiner ais den

gut für die weitere Verarbeitung zu Felgen für Kraft- Durchmesser des Endprodukts, d. h. des fertigen

fahrzeuge, wobei es sich vorteilhaft auswirkt, daß die hohlzylindrischen Körpers 10.

Flansche 12 schon beim Abtrennen der Körper 10 35 Um hohlzylindrische Körper geänderten Durchvom Rohr 22 gebildet werden; dadurch verringert messers herzustellen, wird einfach der Steigungswinsich die Zahl der im Zuge der weiteren Herstellung kel des schraubenlinienförmig gewickelten Blecherforderlichen Schritte. Streifens geändert, und es ist einfach, das Werkzeug

Um das Werkzeug 28 aufzuspreizen, ist ein kegel- auszutauschen, um die Länge bzw. Breite und den

stumpfförmiger Kern 42 auf einem Schaft 44 vorge- 4° Durchmesser der herzustellenden hohlzylindrischen

sehen; Kern und Schaft können in Richtung auf das Körper zu variieren.

Werkzeug 28 mit Hilfe eines druckmittelbetätigten Eine einzige erfindungsgemäße Anlage erlaubt die Zylinders 46 vorgeschoben werden. Wie die Fig. 4 Herstellung einer gleich großen Anzahl hohlzylindrierkennen läßt, wird der Kern 42 so lange nach rechts scher Körper pro Zeiteinheit wie bekannte Anlagen, geschoben, bis er in die zentrale öffnung des Werk- 45 die 1000 bis 1200 Felgen pro Stunde erzeugen, jedoch zeugs 28 eintritt und die Werkzeugsegmente 38 in benötigen die bekannten Anlagen jeweils zwei Vorradialer Richtung aufspreizt, wodurch wieder ein Kör- richtungen zum Formen eines Blechs zum Rohr, zum per 10 vom Rohr 22 abgetrennt wird. Die Anlage Schweißen und zur Bearbeitung der Kanten und kann so getaktet werden, daß der Kern 42 in das Schweißnähte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2 Hilfe eines von außen in radialer Richtung wirkenden Patentansprüche: Schneidbrenners, welcher sich in axialer Richtung mit der Vorschubgeschwindigkeit des Schraubennahtrohrs

1. Verfahren zur Herstellung ringförmiger bewegt und dieses infolge seiner Drehbewegung in Rohrabschnitte, bei dem Bandmaterial fortlaufend 5 einer zur Rohrachse senkrechten Ebene durchzu einem Schraubennahtrohr verformt wird, des- trennt

sen Kanten miteinander verschweißt werden, und Es ist ein Nachteil von Verfahren und Vorrich-

während der Herstellung des Rohrs von dessen rung gemäß der genannten USA.-Patentschrift, daß nur

freiem, sich fortlaufend in Längsrichtung vor- vergleichsweise lange Rohrabschnitte abgetrennt wer-

schiebenden und drehenden Schenkel die Ab- to den können, da das Durchtrennen der Rohrwandung

schnitte durch kreisförmiges Durchschneiden der mit Hilfe eines Schweißbrenners längs des gesamten

Rohrwandung abgetrennt werden, dadurch Rohrumfangs eine erhebliche Zeit in Anspruch

gekennzeichnet, daß das Schneiden von nimmt, insbesondere wenn man die Wärmebelastung

innen und unter einer auf die Abschnittsinnen- der abzutrennenden Rohrabschnitte in vernünftigen

fläche wirkenden Klemmkraft an einer Vielzahl 15 Grenzen halten will,

von Bereichen der Rohrwandung erfolgt. Ausgehend von dem beschriebenen Stand der

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Technik, liegt der Erfindung daher die Aufgabe zukennzeichnet, daß die Klemmkraft eine Größe gründe, das bekannte Verfahren bzw. die bekannte hat, bei der während des Schneidvorgangs der Ab- Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß das Abschnitt verformt, insbesondere an den Enden auf- ao trennen beliebig kurzer Rohrabschnitte und Ringe geweitet wird. möglich wird und daß eine thermische Belastung der

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- Schnittränder und eine daraus resultierende unerkennzeichnet, daß die Verformung des Abschnitts wünschte Verformung vermieden werden.

in einem Aufweiten und in einem In-zylindrische- Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß

Form-Briügen besteht. 25 das vorgeschlagen, was im kennzeichnenden Teil des

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- Anspruchs 1 erfaßt ist, bzw. — soweit die Vorrichrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, die als Ab- tung betroffen ist — dasjenige, was im kennzeichnenlängeinrichtung einem Schraubennahtrohrwerk den Teil des Anspruchs 4 erfaßt ist.

mit Verformungsstation und Schweißstation nach- Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein 30 läßt sich die Rohrwandung sehr schnell durchschneimehrteiliges, gegen die Innenwandung des Roh- den, da der Schneidvorgang gleichzeitig an einer Vielres (22) spreizbares Innenwerkzeug (28) mit zahl von Bereichen der Rohrwandung abläuft. Eine Schneidwerkzeugen an dessen radial verschieb- thermische Beanspruchung des Rohrmaterials, wie sie liehen Segmenten (38) axial und mit Rohrvor- bei dem bekannten Verfahren auftritt, wird dabei Schubgeschwindigkeit verschiebbar und nach Aus- 35 vermieden, und außerdem läßt sich bereits beim Abführungen des Schnittes im Rohr frei zurückführ- schneiden der Rohrabschnitte eine Form und Qualibar im entstehenden Rohr gelagert ist (30, 32, tat der Schnittränder erreichen, die eine Nachbear-44, 46). beitung in der Regel entbehrlich macht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- Was das Durchschneiden der Rohrwandung anbekennzeichnet, daß die vorderen und hinteren Seg- 40 langt, so erfolgt dies bei dem erfindungsgemäßen Vermentkanten als Schneidwerkzeuge und, gleich- fahren in ähnlicher Weise wie bei einer Vorrichtung zeitig während des Schneidens, die Abschnitt- zum Abtrennen befestigter Rohre, die in der USA.-enden nach außen ausweitend ausgebildet sind. Patentschrift 1 949 598 beschrieben ist und bei wel-

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- eher mehrere von innen auf die Rohrwandung wirkennzeichnet, daß die mit inneren Keilflächen ver- 45 kende Schneidräder verwendet werden, die mit Hilfe sehenen Segmente (38) des Innenwerkzeugs (28) eines konischen Elements ausspreizbar sind. Im übrian einem in der Rohrmitte liegenden, in Rohr- gen ist diese bekannte Vorrrichtung jedoch zur Löachsrichtung verschiebbaren Dorn (30) gelagert sung der gestellten Aufgabe bzw. zur Durchführung sind und ein in die durch die Keilflächen gebildete des Verfahrens gemäß der Erfindung nicht geeignet, Öffnung, dem Rohrvorschub entgegen, einschieb- 50 da sie ein festes Widerlager an den abzulängenden barer kegelstumpfförmiger Kern (42) hinter dem Rohren benötigt, welches bei dem fortlaufend gefer-Rohrwerk mit einem druckmittelbetätigten KoI- tigten Schraubennahtrohr, von welchem gemäß der ben-Zylinder-Getriebe (46) verbunden ist. Erfindung Abschnitte abgetrennt werden sollen, nicht

vorhanden ist.