DE2407226C3 - Vorrichtung zur Herstellung von Rohrkörpern mit Querwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei dieser bekannten Vorrichtung (GB 7 77 146) ist die Matrize in einer ortsfesten Führung verschieblich gelagert, so daß es für die stufenweise Relativverstellung zwischen der Matrize und dem das Verformungswerkzeug in der jeweiligen Stauchstellung festlegender· Haltestempel erforderlich ist, jedesmal die ganze Matrize zu verstellen, wohingegen der Haltestempel in seiner zu Beginn der Operation eingestellten Lage verbleibt. Die stufenweise Axialverstellung der Matrize soll dabei mittels eines konventionellen Zahnstangengetriebes durch Handrad erfolgen, wobei die Festlegung der Matrize in der jeweils neuen Stellung über sich deckende Verstecklöcher mittels eines Steckzapfens bewirkt werden muß, um auf diese Weise das im Zahnstangengetriebe unvermeidliche Spiel auszuschalten und eine einwandfreie Fixierung des Verformungswerkzeuges zwischen Matrize und Stirnfläche des Haltestempels im Bereich der jeweiligen Profilrillen S gewährleisten zu können.

Auch wenn der Zahnstangentrieb die Verstellung der Matrize innerhalb ihrer ortsfesten Führung befriedigend ermöglicht, ist es auf diese Weise schwierig, auf Anhieb die Verstecklöcher einwandfrei zur Deckung zu

ίο bringen. Um dies zu erleichtern, wäre es in der Praxis unerläßlich, Steckzapfen mit konischer Treibspitze zu verwenden, die erst im Zuge ihres Eintreibens die genaue Zentrierung der Verstecklöcher und damit auch die genaue Zentrierung der neuen Stauchstellung bewirken. Von der Umständlichkeit und dem dadurch auf die Dauer eintretenden Verschleiß abgesehen, der die präzise Funktion de;· Vorrichtung ebenfalls beeinträchtigt, ist diese Art der Verstellung und Festlegung von Matrize und Haltestempel zueinander auch sehr zeitraubend, so daß sie im Ergebnis einen größeren Zeitaufwand erfordern, als er für das eigentliche radiale Auspressen der einzelnen Querwellen selbst benötigt wird.

Die mangelnde Präzision dieser Art der Verstellung und Festlegung von Matrize und Haltestempel zueinander ist vor allem dann nachteilig, wenn es sich um die Herstellung von Rohrkörpern mit Querwellen verhältnismäßig kieiner Abmessungen handelt, bei denen der jeweilige Verstellweg nur wenige Zentimeter, z. B. nur 2 cm, beträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung so umzugestalten, daß die stufenweise axiale Verstellung von Matrize und Haltestempel auf wesentlich einfachere Weise schneller und dennoch exakt erfolgt und die Rohrkörper folglich trotz des zeitlich aufeinanderfolgenden Auspressens der einzelnen Querwellen in wesentlich kürzerer Zeit weitgehend automatisch hergestellt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß das im Kennzeichen des Anspruches 1 Erfaßte vorgeschlagen.

Dadurch wird die Wirkung erreicht, den in axialer Richtung im übrigen frei beweglichen Haltestempel, 2. B. indirekt mittels des Druckstempels, in die jeweils nächste Stauchstellung bewegen zu können, während das die Stauchstellung exakt fixierende Widerlager die jeweils folgende Stufe der Stufenscheibe des Schrittschaltwerks bildet, das sich nach Beendigung jedes Stauchvorganges automatisch um die nächstfolgende tiefere Stufe weiterdreht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch erfaßt. Dabei fällt der Haltestempel allein aufgrund seiner Schwerkraft von selbst in die nach unten nächstfolgende Stauchstufe, sobald sich die Stufenscheibe nach der Beendigung des Stauchvorganges um einen weiteren Schritt, d. h. um die Breite der nächsten Stufe, gedreht hat.

In den Figuren ist die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen als Deformationskörper dienenden, quergewellten Rohrkörper im Längsschnitt,

F i g. 2 und 3 schematisch zwei verschiedene Verforrnungsstellungen im Längsschnitt durch die Vorrichtung und

F i g. 4 das Schema des Verfahrensablaufs in verschiedenen Stellungen des Schritt-Schaltwerks.

Der in Fig. 1 veranschaulichte quergewellte Rohrkörper 1 ist aus einem glattwandigen Ausgangsrohr

hergestellt, das etwa die Abmessungen 60.0 χ 1.0 χ 210 mm aufweist. Im fertigen Zustand weist es bei dem dargestellten Ausführungsbeispie! sieben im Querschnitt runde Querwellen bzw. Umfangssici.en 2 auf, die eine Tiefe von etwa 7 mm besitzen. Die Wandstärke beträgt auch im Wellenscheitel überall 1,0 mm oder weicht hiervon doch nur höchstens um hundertstel Millimeter ab. Ähnlich enge Toleranzgrenzen bestehen auch bezüglich der Tiefe der einzelnen Querwellen 2. Der fertige Rohrkörper 1 weist eine axiale Länge von etwa 140 mm auf. Die beiden glattwandigen Endabschnitte 3 und 4 entsprechen in den Abmessungen dem Ausgangsrohr, da sie bei der Fertigung unverformt bleiben. Das untere giatte Ende 4 wird mit einer Nabe od. dgl. des unteren Teils der Lenksäule verschweißt oder in anderer Weise drehfest verbunden, während der obere glatte Endabschnitt 3, wie in Fig. 1 dargestellt, kronenförmig ausgeklinkt wird, um ihn nach dem Umbördeln mit dem Lenkradstern verschweißen zu können.

Wie aus der schematischen Darstellung gemäß F i g. 2 und 3 hervorgeht, wird das glattwandige Ausgangsrohr in eine Matrize 5 eingesetzt, die längsgeteilt ist und deren beide Hälften 5a und 5b in der veranschaulichten Schließstellung miteinander verriegelt sind.

Die beiden Backenhälften der Matrize 5a und 5b weisen innenseitig eine den gewünschten Querwellen entsprechende Profilierung 6 auf, wobei die Profiivorsprünge 6a im geschlossenen Zustand der Matrize einen geschlossenen Kreis ergeben, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser des Ausgangsrohres entspricht.

Mit 7 ist ein Matrizenhalter bezeichnet, der ungeteilt ausgebildet ist und lediglich eine abgestufte Bohrung 8, 8a aufweist. Während die im Durchmesser größer bemessene Bohrungsstufe 8a zur spielfreien Aufnahme des unteren Endabschnittes 4 des Rohres dient, bildet der im Durchmesser kleinere Bohrungsabschnitt 8 die Durchtrittsöffnung für einen axial verstellbaren und in der jeweiligen Stellung feststellbaren Haltestempel 9. Am oberen Stirnende des Haltestempels 9 ist lösbar bzw. auswechselbar das Verformungswerkzeug 10 befestigt. Das Verformungswerkzeug 10 besteht aus einem dauerlastischen Kunststoff, insbesondere PoIyurethan-Elastometer und weist im Ausgangszustand, wie in F i g. 2 in der rechten Hälfte und in F i g. 3 in der linken Hälfte veranschaulicht ist, Scheibenform auf, wobei die axiale Höhe der Scheibe nur wenig großer als die axiale Breite der ausgepreßten Wellen 2 bernessen ist, während der Außendurchmesser etwa dem innendurchmesser des Rohres entspricht.

Mi: 11 ist ein von oben her in die Matrizenöffnung eingeführter, hydraulisch betätigter Druckstempel bezeichnet, mittels welchem unter Verwendung des Haltestempels 9 als Widerlager das scheibenförmige Verformungswerkzeug 10 axial gestaucht und dadurch radial verbreitert wird. Auf diese Weise werden die einzelnen Querweüen bzw. Umfangssicken radial ausgepreßt, wie in Fig. 2, links und in Fig. 3, rechts veranschaulicht ist

Wie in F i g. 4 schematisch veranschaulicht ist, wird die axiale Verstellung des Haltestempels 9 durch ein sich um seine Achse drehendes, angetriebenes Schritt-Schaltwerk 12 bewirkt, dessen aufeinanderfolgende Stufen 12a derart bemessen sind, daß jede folgende Stufe der nächstfolgenden Haltestellung des Stempels 9 entspricht, in welcher mittels des Verformungswerkzeuges 10 und des Druckstempels 11 die nächstfolgende Umfangssicke ausgepreßt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 ist mit der Herstellung der ersten Umfangssicke am oberen Ende des Rohres 1 begonnen worden, und es ist insbesondere aus den beiden mittleren Darstellungen der Fig.4 ersichtlich, wie sich im Zuge des Auspressens der weiteren, nach unten zu folgenden Umfangssicken das untere Rohrende entsprechend verkürzt.

In der rechten Darstellung der F i g. 4 ist schematisch die Stellung der Matrizenhälften 5a und 5b sowie der Stempel 9 und 11 veranschaulicht, sobald das Rohr 1 fertiggewellt ist und die beiden Matrizenhälften 5a und 5b auseinandergefahren sind, um es aus der Matrize zu entfernen und statt dessen ein neues glattwandiges Ausgangsrohr einzusetzen.

Die unteren Darstellungen in Fig.4 stellen Draufsichten auf die Schaltstufen 12a des Schritt-Schaltwerks 12 dar, wobei der jeweils schraffierte Kreis 13 die Aufstützstelle des Haltestempels 9 veranschaulicht. Mit 14 ist ein Hydraulikzylinder bezeichnet, mittels dessen Kolbenstange 14a der Haltestempel 9 axial verstellbar ist und insbesondere in die ganz in die Matrize eingefahrene Stellung zu Beginn des neuen Arbeitsvorganges ausgefahren werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Rohrkörpern mit axial aufeinanderfolgenden Querwellen aus glattwandigen Ausgangsrohren durch stufenweise nacheinander erfolgendes radiales Auspressen der Rohrwand mittels eines axial stauchbaren und sich dabei radial ausdehnenden Verformungswerkzeuges, bestehend aus einer axial geteilten Matrize mit einer den Querwellen entsprechenden Innenprofilierung, deren beide Hälften in der Schließstellung miteinander verriegelbar sind, einem in das glattwandige Ausgangsrohr einführbaren Verformungswerkzeug aus dauerelastischem, im wesentlichen ohne Volumenänderung verformbarem Werkstoff mil der lichten Weitendes Ausgangsrohres angepaßtem Querschnitt und einer axialen Länge, die kleiner als die doppelte Wellenbreite ist, sowie aus zwei in stirnseitige öffnungen der Matrize axial eingreifenden, das Verformungswerkzeug innerhalb des Ausgangsrohres stirnseitig zwischen sich einschließenden Stempeln, von denen der eine, als Haltestempel für das Verformungswerkzeug dienende Stempel relativ zur Matrize stufenweise nacheinander auf die axial aufeinanderfolgenden F'rofilrillen der Matrize einstellbar und festlegbar ist, während der diesem stirnseitig gegenüberliegende zweite Stempel den das durch den Haltestempiel in der jeweiligen Stauchstellung festgelegte Verformungswerkzeug axial beaufschlagenden Druckstempel bildet, d a durch gekennzeichnet, daß die Matrize (5) ortsfest angeordnet und für die Festlegung des Haltestempels (9) in den einzelnen Stauchstellungen ein Schrittschaltwerk vorgesehen ist, dessen um eine zur Matrize achsparallele Achse drehbare Stufenscheibe (12) eine der Anzahl der herzustellenden Querwellen (2) entsprechende Anzahl in Drehrichtung aufeinanderfolgender, in der Höhe entsprechend dem axialen Abstand der Querwellen (2) zueinander abgesetzter Stufen (12a,) aufweist, gegen die das der Matrize (5) abgekehrte Stirnende des Haltestempels (9) lose abgestützt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (5) vertikal ausgerichtet ist und sich der Haltestempel (9) mit seinem unteren Stirnende auf der Oberseite der Stufen (12ajder um eine vertikale Drehachse schrittweise angetriebenen Stufenscheibe (12) abstützt.