DE2506326A1

DE2506326A1 - Automatic expander for pipe ends by rolling - providing intimate contact between surfaces to reduce subsequent working to minimum

Info

Publication number: DE2506326A1
Application number: DE19752506326
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl Ing Kost; Friedrich Dipl Ing Lindau; Wolfram Priemer; Wieland Dipl Ing Reindel
Original assignee: GRIMMA MASCH APP VEB
Current assignee: GRIMMA MASCH APP VEB
Priority date: 1975-02-14
Filing date: 1975-02-14
Publication date: 1976-08-26

Abstract

Device for automatically expanding pipe ends by rolling, to secure them in perforated plates by plastic deformation, comprises a column with a movable arm including guide means and a tool carrier. A rolling tool includes a working spindle which is profiled at one end, which is split by a resilient intermediate member, which is mounted in a splined shaft hub and which opposite its profiled end receives an expander mandrel coupled to a thrust cylinder. The mandrel extends into a cage with a guide sleeve and spring. A working cylinder is mounted on the rolling tool, which is connected via a second resilient intermediate member to a guide device.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum automatischen AuSweiten von zylindrischen Hohlkoerpern, insbesondere von Rohrenden, durch alzen. II Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Aufweiten von zylindrischen Hohlkoerpern, insbesondere von Rohrenden mittels Walzen, zur Befestigung derselben in Lochplatten durch plastische Verformung.Method and device for the automatic expansion of cylindrical Hollow bodies, especially pipe ends, by alzen. II The invention relates to a method and an apparatus for the automatic expansion of cylindrical Hollow bodies, in particular of pipe ends by means of rollers, for fastening the same in perforated plates through plastic deformation.

Es ist bekannt, dasz zylindrische Hohlkoerper oder Rohrenden mittels eines von elektrischen hiaschinen angetriebenen Aufweitwerkzeuges in Bohrungen von Lochplatten befestigt werden. Alle Arbeitsverrichtungen werden manuell ausgefuehrt, wobei die Aufweitwerkzeuge die inden des Befestigungskoerpers einzeln in den Bohrungen der Lochplatten einwalzen.It is known that cylindrical hollow bodies or pipe ends by means of an expansion tool driven by electrical machines in bores of Perforated plates are attached. All work is carried out manually, wherein the expansion tools the inden of the fastening body individually in the bores roll in the perforated plates.

Des weiteren werden zum mechanischen Aufweiten von Rohrenden geteilte Aufteitkalotten mit konischem Dorn angewendet. Vor jeder Aufweitoperation wird hierbei das Werkzeug einzeln in den IIohlkoerper oder die Rohrenden eingefuehrt und hydraulisch nach Beendigung des Einwalzprozesses aus dem Hohlkoerper- axial wieder zurueckgefahren. Hierbei erfolgt die Aufweitung durch das Aufspreizen der Kalotte.Furthermore, pipe ends are split for mechanical expansion Aufteitkalotten applied with a conical mandrel. Before each widening operation, this is done the tool is inserted individually into the hollow body or the pipe ends and hydraulically after the end of the rolling-in process, axially retracted from the hollow body. In this case, the expansion takes place by spreading the dome.

Der Gachteil beider Vorrichtungen besteht darin, dasz die Werkzeuge nur fuer einzelne Aufweitungen geeignet sind.The disadvantage of both devices is that the tools are only suitable for individual expansions.

Darueber hinaus ist die Aufvjeitkalotte an sehr enge Toleranzen gebunden, um eine kraftschluessige Verbindung von Hohlkoerpern bzw. Rohrenden mit der Bohrung der Lochplatte zu garantieren. Durch die manuelle Bedienung erweisen sich auszerdem beide Verfahren als relativ zeitaufwendig und stellen eine erhebliche psychische Belastung dar. Ein Uebergang zur Nehrmaschinenbedienung ist in beiden Fallen nicht moeglich und schlieszlich lassen sich durch die subjektiven Sinfluesse beim Umgang mit solchen Vorrichtungen keine gleichmaeszigen Qalitaeten fuer saemtliche Aufweitstellen erreichen.In addition, the Aufvjeitkalotte is bound to very tight tolerances, A non-positive connection of hollow bodies or pipe ends with the bore to guarantee the perforated plate. The manual operation also proves to be Both procedures are relatively time-consuming and pose a significant psychological impact There is no transition to sweeping machine operation in either case possible and ultimately let through the subjective sinfluences when dealing with such devices no uniform quality for all expansion points reach.

Auch werden HohlLoerper und Rohrenden in Bohrungen von Lochplatten durch Explosivdruckwellen befestigt. Diese Form des Aufweitens raeumt zwar die Moeglichkeit des Mehrfachaufweitens von Rohrenden ein, es muessen aber hierbei fuer jedes Rohr einhelme orbereitungen getroffen werden, um den sich dann anschlieszenden Explosivprozesses ueber eine Vielzahl von Bohrungen gleichzeitig vornehmen zu koennen.Hollow holes and pipe ends are also used in holes in perforated plates fastened by explosive pressure waves. This form of widening does allow the possibility the multiple expansion of pipe ends, but it has to be done for each pipe helmets preparations are made to then the subsequent ones To be able to carry out the explosive process via a large number of holes at the same time.

Aus Sicherheitsgruenden laeszt sich jedoch jenes Verfahren gar nicht oder nur unter erschwerten Vorkehrungen fuer Werkstattbedingungen einsetzen. Bei auftretenden Nacharbeiten musz auszerdem auf ein herkoeimnliches Aufweitverfahren zurueckgegriffen werden.For security reasons, however, this procedure does not work at all or only use under difficult precautions for workshop conditions. at Any reworking must also be based on a conventional expansion process can be used.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, durch den Einsatz mehrerer vollautomatisch arbeitender Aufweitgeraete den bisherigen Arbeitsaufwand unter Reduzierung der physischen sowie psychischen Arbeitsbelastungen zu verringern und einen innigen Kontakt der beruehrenden Flaechen zu erreichen, so dasz Nacharbeiten zur Beseitigung von Ileckstellen auf ein Minimum herabgesetzt werden.The purpose of the invention is through the use of several fully automatic expanding devices reduce the previous workload to reduce physical and mental workloads and create an intimate To achieve contact of the touching surfaces, so that rework for elimination of leaks are reduced to a minimum.

Dem erfindungsgemaeszen Verfahren und der Vorrichtung liegt die Aufgabe zugrunde, entsprechend der Teilung des Bohrbildes der Lochplatten ein oder mehrere Walzgeraete mit Aufweitwerkzeugen zum Einsatz zu bringen, die selbsttaetige Kdordinatenabweichungen infolge Fertigungsungenauigkeiten von Bohrung zu Bohrung innerhalb der Lochplatten und solche zwischen dem Einzelgeraet und der Bohrung ausgleichen sowie subjektive Einfluesse bei der Handhabung der Werkzeuge ausschlie szen.The task of the method and device according to the invention is to be found according to the division of the drilling pattern of the perforated plates one or more To bring rolling devices with expansion tools into use, the automatic coordinate deviations as a result of manufacturing inaccuracies from hole to hole within the perforated plates and balance those between the individual device and the bore, as well as subjective Eliminate influences when handling the tools.

Erfindungsgemaesz wird das dadurch erreicht, dasz mehrere parallel einander zugeordnete Walzgeraete mit Aufweitwerkzeugen gleichzeitig oder einzeln zylindrische Hohlkoerper oder Rohre mit ihren Enden so plastisch in Bohrungen von Lochplatten miteinander verbinden, dasz eine den herrschenden Betriebstemperaturen und Druckbedingungen entsprechende feste Einwalzung entsteht.According to the invention this is achieved in that several in parallel Associated rolling devices with expansion tools simultaneously or individually cylindrical hollow bodies or tubes with their ends so plastic in bores of Connect perforated plates to one another, so that one of the prevailing operating temperatures and pressure conditions corresponding to solid rolling occurs.

rbei wird die Einsatzdauer der Werkzeuge in anlahnung a; die Materialdicke, - festigkeit oder das Spiel zwischen der Bohrung der Lochplatte und dem Auszendurchmesser des Rohres automatisch gesteuert und der Einwalzvorgang durch.The duration of use of the tools is based on a; the material thickness, - strength or the play between the hole in the perforated plate and the outer diameter of the pipe is controlled automatically and the rolling process is carried out.

eine einstellbare, drehmomentabhaengige Abschaltung der einzelnen Gerrate beendet. Des weiteren lassen sich fertigungsbedingte Koordinatenabweichungen von Bohrung zu Bohrung auf der Lochplatte oder Abweichungen der Einzelgeraete zur Bohrung durch geeignete Einrichtungen selbsttaetig ausbleichen, so dasz in jedem pall eine zentrische Fuehrung der Aufweitgerate gegeben ist. Der Aufbau der Vorrichtung gestattet je nach dem Bohrbild der Lochplatten die Großsze der parallelen Abstaende der Walzwerkzeuge zueinander zu veraendern. Entsprechend dem Bohrbild der Lochplatte lassen sich die Welzgeraete insgesamt in Horizontal- und Vertikalebene verstellen, wodurch ein programmierter Fertigungsablau moeglich ist.an adjustable, torque-dependent shutdown of the individual Device ended. Furthermore, manufacturing-related coordinate deviations can be detected from hole to hole on the perforated plate or deviations of the individual devices to Bore bleaching automatically by suitable equipment, so that in each pall a centric guidance of the expander is given. The structure of the device allows depending on the drilling pattern of the perforated plates, the large set of parallel distances to change the rolling tools to each other. According to the drilling pattern of the perforated plate the Welzgeraete can be adjusted in total in the horizontal and vertical plane, whereby a programmed production process is possible.

Des erfindungsgeaesze Verfahre -sowie die rrichtWng sollen nun anhand eines Ausfuehrungsbeispieles naeher erlaeutert werden.The process according to the invention as well as the direction should now be based on an exemplary embodiment will be explained in more detail.

Bekanntlich werden zylindrische Hohlkoerper, insbesondere Rohrenden in Bohrungen von lochplatten befestigt. Eine allgene in uebliche Form der Befestigung ist das Einwalzen ittels bekannter selbsttaetig arbeitender Rohiwalzen, wobei sich das erfindungsgemaesze Verfahren auf das Mehrfachwalzen bezieht, Zur Gewaehrleistung des selben sind mehrere Walzgeraete parallel nebeneinander angeordnet und koennen einzeln ruder gleichzeitig entsprechend dem Bohrbild der Lochplatte zum Einsatz kommen. Je nach Bohrbild der Lochplatten laestz sich die Groesze der parallelen Abstande der Walzgeraete zueinander verraendern.As is known, cylindrical hollow bodies, in particular pipe ends fastened in holes in perforated plates. A general in the usual form of attachment is the rolling in by means of well-known, automatically working raw rolls, whereby the method according to the invention relates to multiple rolling, for guarantee of the same several rolling machines are arranged in parallel next to each other and can single rudder at the same time according to the drilling pattern of the perforated plate come. Depending on the drilling pattern of the perforated plates, the size of the parallel ones can be determined Change the distance between the rolling machines.

Des weiteren koennen die Walzgeraete insgesamt in Horizontal- oder Vertikalebene verstellt werden. Hierdurch wird ein programmgesteuerter Ablauf moeglich. Auszerdem koennen die Walzgeraete unabhaengig voneinander Koordinatenabweichungen, resultierend aus Fertigungsungenauigkeiten der Lochplatte und Abweichungen der Koordinaten der Walzgeraete zu denen der Bohrung durch entsprechende Zwischenglieder selbsttaetig ausgleichen. Die Einwalzdauer der Walzgeraete wird durch die Groesze des Spiels der Bohrung der Lochplatte zu dem des Rohrauszendurchmessers sowie durch die Wanddicken und Festigkeiten des Werkstoffes der Rohre beeinfluszt, so dasz die drehmomentabhaengige Abschaltung fuer jedes einzelne Geraet getrennt erfolgt. Diese getrennte Abschaltung sichert eine gleichmaeszige Qualitaet der Einwalzung, weil die unterschiedlichen Bedingungen an den Einwalzstellen ueber eine Drehmomentkontrolle ausgeglichen werden.Furthermore, the rolling machines can be used in either horizontal or Vertical plane can be adjusted. This enables a program-controlled process. In addition, the rolling machines can deviate from each other independently of one another, resulting from manufacturing inaccuracies of the perforated plate and deviations in the coordinates of the rolling machines to those of the drilling by means of corresponding intermediate links balance. The rolling time of the rolling machines is determined by the size of the game the bore of the perforated plate to that of the pipe outer diameter and the wall thickness and strengths of the material of the pipes, so that the torque-dependent Shutdown for each individual device takes place separately. This separate shutdown ensures a uniform quality of the rolling, because the different Conditions at the rolling-in points can be compensated for by means of a torque control.

Zur Durchfuehrung des Verfahrens ist eine Vorrichtung notwendig, die sich wie folgt aufbaut: Fig. 1: Saeule mit Ausleger. Fuehrung und Walzgeraete in Vorderansicht Fig. 2: Seitenansicht eines Walzgeraetes An der Saeule 1 ist ein vertikal verschiebbarer Ausleger 2 angeordnet, an dem sich eine Fuehrung 3 befindet, die den horizontal beweglichen Geraetetraeger 4 aufnimmt. Der Geraetetraeger 4 enthaelt die Mechanismen fuer die Einzelverstellung der Walzgeraete 5 in Horizontalebene parallel zueinander. Die Einzelverstellung der Walzgeraete 5 kann entweder hydraulisch ueber eine Spindel oder Verstellkeile erfolgen.To carry out the process, a device is necessary that builds up as follows: Fig. 1: Column with boom. Guide and rolling machines in Front view Fig. 2: Side view of a rolling device On the column 1 is a vertical displaceable boom 2 arranged on which there is a guide 3, the the horizontally movable device carrier 4 takes up. The device carrier 4 contains the mechanisms for the individual adjustment of the rolling devices 5 in the horizontal plane parallel to each other. The individual adjustment of the rolling devices 5 can either be hydraulic via a spindle or adjusting wedges.

Die Walzgeraete 5 besitzen ihrerseits eine Einzelfuehrung und sind mit dem Geraetetraeger 4 fest verankert. Jedes Walzgeraet 5 verfuegt ueber ein herkoemmliches Antriebsaggregat, das die Rotation ueber eine Arbeitsspindel 6 auf den mit ihr verbundenen Aufwalzdorn 7 uebertraegt.The rolling machines 5 for their part have a single guide and are firmly anchored with the device carrier 4. Each rolling machine 5 has a conventional one Drive unit that rotates via a work spindle 6 on the one connected to it Rolling mandrel 7 transferred.

Der Aufwalzdorn 7 ist in einen Kaefig 8, der Schlitze fuer die Aufnahme der Walzensteine aufweist, gelagert. Gegen Herausfallen sind die Walzensteine durch eine Fuehrungshuelse 9 gesichert, die von einer Feder 10 in ihrer funktionsmaessigen Position gehalten wird. Der Arbeitszylinder 11 bewegt das Walzgeraet 5 ausschlieszlich Antriebsaggregat sowie die Keilwellennahme 12 in Arbeitsstellung, Dabei faehrt der Kaefig 8 mit seinem konischen Teil in das Rohr 13 der Lochplatte 14 ein. Mit Anschlagen der Fuehrungshuelse 9 an der Lochplatte 14 werden die Walzensteine von der Einwalzstelle im Rohrende uebernommen. Sie befinden sich in dieser Position auszerhalb der Fuehrungshuelse 9, wobei die Feder 10 unter Vorspannung steht. Den Iiaengenausgleich zwischen dem feststehenden und beweglichen Teil der Arbeitsspindel 6 uebernimmt die Keilwellennahme 12, in der das profilierte Ende der Arbeitsspindel 6 gefuehrt wird. Die Koordinatenabweichungen, resultierend aus den Teilungsungenauigkeiten der Lochplatte und den raeumlichen Mittigkeitsabweichungen des Walzgeraetes 5 werden.The rolling mandrel 7 is in a cage 8, the slots for the recording the roller stones has, stored. The roller stones are protected against falling out a guide sleeve 9 secured by a spring 10 in its functional Position is held. The working cylinder 11 moves the rolling device 5 exclusively Drive unit and the spline shaft 12 in the working position Cage 8 with its conical part in the tube 13 of the perforated plate 14. With beating the guide sleeve 9 on the perforated plate 14 are the rolling stones from the rolling point taken over in the pipe end. You are in this position outside the guide sleeve 9, the spring 10 being under tension. The balance between the fixed and movable part of the work spindle 6 takes over the spline shaft 12, in which the profiled end of the work spindle 6 is guided. The coordinate deviations, resulting from the pitch inaccuracies of the perforated plate and the spatial Center deviations of the rolling device 5 are.

durch die elastischen Zwischenelemente 15 und 16 waehrend des Einfahrungsprozesse 5 ausgeglichen.through the elastic intermediate elements 15 and 16 during the running-in process 5 balanced.

Das Antriebsaggregat setzt nach Einschalten den Aufwalzdorn 7 in Rotation. Danach wird der Aufwalzdorn 7 nach Bestaetigung des Vorschubzylinders 17 axial verschoben, bis die Walzsteine mit der Rohrinnenwand eine kraftschluessige Verbindung ergeben. In dieser Position beginnt der eigentliche Arbeitsprozess. Die Vorschubbewegung des Vorschubzylinders 17 kompensiert zusaetzlich die Keilwellennabe 12 in Verbindung mit der profilierten Arbeitsspindel 6.After switching on, the drive unit sets the rolling mandrel 7 in rotation. Then the rolling mandrel 7 is axially displaced after the feed cylinder 17 has been confirmed, until the rolling stones with the inner wall of the pipe create a force-fit connection. The actual work process begins in this position. The feed movement of the feed cylinder 17 additionally compensates the splined shaft hub 12 in connection with the profiled work spindle 6.

Uiit Erreichen des vorgewaehlten Antriebsdrehmomentes beginnt die Rueckfuehrung des Walzgeraetes 5 in umgekehrter Reihenfolge in die Ausgangslage, wobei die vorgespannte eder 10 waehrend der Rueckwaertsbewegung der Arbeitsspindel 6 die Puehrungshuelse 9 so lange gegen die Lochplatte 14 druckt, bis die Walzensteine vor ihr uebernommen worden sind. Anschie szend kann das Anfahren der neuen Bohrungskoordinaten erfolgen.When the preselected drive torque is reached, the Return of the rolling device 5 in reverse order to the starting position, whereby the prestressed eder 10 during the backward movement of the work spindle 6 the Puehrungshuelse 9 presses against the perforated plate 14 until the roller stones have been taken before her. The new hole coordinates can then be approached take place.

Claims

1. Process for the automatic expansion of cylindrical cabbages, in particular pipe ends, raittels rollers for fastening the same in perforated plates by plastic deformation, characterized in that several are independent of one another disconnectable rolling machines, cylindrical hollow bodies or pipe ends at the same time or Roll individually in perforated plates, whereby the rolling devices in the individual coordinate deviations compensate automatically from a geometrically determined location and the rolling stones be constantly guided from a fixed to a distant place.

L, ears according to claim 1, characterized in that the ~ Rolling machines can be moved axially independently of a stationary drive.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the The size of the parallel distances between the rolling devices can be adjusted independently of one another is.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 3, consisting of a column with a sliding arm including Guide and device carrier, characterized in that a rolling device (5) has a Profiled on one side, divided into one by an elastic intermediate member (16) Splined shaft hub (12) has mounted work spindle (6), the opposite of the profiled The end receives a rolling mandrel (7) coupled to a feed cylinder (17) and the rolling mandrel (7) protrudes into a cage (8), which has a guide sleeve (9) in addition, a spring (10) is arranged downstream of the same, in addition it is located on the rolling machine (5) the working cylinder (11) is located and the rolling device (5) over another elastic intermediate member (is) is connected to a guide (3).