DE2629796B2

DE2629796B2 - Hydraulic tube and rod end forming machine

Info

Publication number: DE2629796B2
Application number: DE19762629796
Authority: DE
Inventors: Dietfried Dipl.-Ing. 5501 Gusterath Tresser
Original assignee: LAEIS-WERKE AG 5500 TRIER
Current assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1980-04-17
Also published as: DE2629796C3; BR7704307A; DE2629796A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Rohr- und Stabendumfnrmmaschinc mit einer hydraulisch betätigten Spannzange für das Rohr oder den Stab und einem axial bezüglich des umzuformenden Rohres bzw. Stabes hydraulisch verfahrbaren Umformwerkzeug mit Aufnahme der Umformkräfte mittels zwischen der Spannzangenaufnahme und der Umformwerkzeug-" aufnahme angeordneten Zugankern.The present invention relates to a hydraulic Pipe and rod end machine with a hydraulic actuated collet for the tube or the rod and one axially with respect to the tube to be formed or rod hydraulically movable forming tool with absorption of the forming forces by means of between the collet holder and the forming tool "holder arranged tie rods.

Bekannt sind derartige Maschinen einerseits, die ausschließlich dazu verwendet werden, Rohrenden im Durchmesser aufzuweiten bzw. zu reduzieren, Kalotten anzuformen oder Einstülpungen vorzunehmen. DieseSuch machines are known on the one hand, which are used exclusively to pipe ends in the To expand or reduce the diameter, to shape spherical caps or to make indentations. These

:i> Maschinen werden üblicherweise Rohreinziehpressen genannt.: i> Machines are usually pipe pulling presses called.

Um Rohr- bzw. Stabenden anzustauchen, d.h. die Rohrwand bzw. das Stabende zu verdicken, können diese Rohreinziehpressen in der bekannten Ausführungsform jedoch nicht verwendet werden. Hierzu dienen Spezialmaschinen, die mechanisch arbeiten. Bei diesen bekannten Maschinen werden die Rohr- bzw. Stabenden außerhalb der Maschine induktiv oder auf andere Weise auf die gewünschte Temperatur erhitzt.To upset pipe or rod ends, i.e. the To thicken the pipe wall or the rod end, these pipe pulling presses can in the known embodiment however, cannot be used. Special machines that work mechanically are used for this. at These known machines, the pipe or rod ends outside of the machine inductively or on heated to the desired temperature in another way.

sodann wird das Rohr bzw. der Stab in einer Spannzange oder von einem Anschlag gehalten und ein formgebendes Werkzeug, bestehend aus einer Matrize und einem Dorn wird auf das Werkstück gestoßen.then the tube or the rod is held in a collet or by a stop and a The shaping tool, consisting of a die and a mandrel, is pushed onto the workpiece.

Nachteilig bei den bekannten Anstauchmaschinen ist.The disadvantage of the known upsetting machines.

daß durch das ErfcJJzen außerhalb der Maschine die Erwärmung nicht so gesteuert werden kann, daß eine genau begrenzte Erwärmungszone entsteht, die einen vorgegebenen Teniperaturgradienten aufweist. Dies ist aber erwünscht, oa die Vorderkante des Rohres bzw.that by feeling outside the machine the Heating can not be controlled in such a way that a precisely delimited heating zone is created, the one having predetermined temperature gradient. However, this is desirable, e.g. the front edge of the pipe or

K) des Stabes höher erhitzt sein sollte, als der Rest, da diese sich schneller im Kontakt mit der Matrize und dem Dorn abkühlt. Hieraus ergibt sich, daß bei den herkömmlichen Anstauchmaschinen eine erhöhie Gefahr der Faltenbildung beim Anstauchcn von Rohren besteht und daß ein langer konischer Übereil ng zwischen dem gestauchten und ungcstauchlen Teil festzustellen ist und ebenfalls ein konischer Übergang zwischen dem gestauchten Teil und Jer Vorderkante auftritt. Will man also eine bestimmte Länge des angcslauchten Teilslücks mit gleichmäßigem Durchmesser erhallen, so muß die gesamte zu stauchende Länge erheblich größer sein wegen der erwähnten konischen Übergänge.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die hydraulischen Rohreinzichprcsscn auf einfache Weise so umzugestalten, daß es möglich ist, mit ihnen Rohrbzw. Stabenden anzustauchen. ohne daß dabei die bei den bekannten Stauchmaschinen vorhandenen Nachteile auftreten.K) of the rod should be heated higher than the rest, as it cools faster in contact with the die and the mandrel. From this it follows that with the conventional upsetting machines there is an increased risk of creasing when upsetting pipes and that a long conical overlap can be determined between the upset and non-upset part and a conical transition between the upset part and the front edge also occurs. If one wants to obtain a certain length of the angular partial gap with a uniform diameter, then the entire length to be compressed must be considerably greater because of the conical transitions mentioned.
The object of the present invention is to redesign the hydraulic Rohrinzichprcsscn in a simple manner so that it is possible to use them Rohrbzw. Upsetting rod ends. without the disadvantages of the known upsetting machines occurring.

Erfindungsgcrnäli wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I der vorliegenden Anmeldung erreicht.This is indicated by the characteristic features of the invention Features of claim I of the present application achieved.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen darin, daß auch vorhandene hydraulische Rohreinziehpressen der eingangs erwähnten Art nachträglich zur Verwendung als Röhrend- bzw. Stabcndanstauchmaschinen umgerüstet werden können, wobei sich der Aufwand darauf beschränkt, eine Halterung für die Matrize und die Heizvorrichtung vorzusehen, die normale Spann-The advantages of the present invention are that existing hydraulic pipe pulling presses also exist of the type mentioned at the outset for use as tube end or rod end upsetting machines can be converted, the effort being limited to a holder for the die and to provide the heating device, the normal clamping

Mi zange gegen eine verschiebbare Spannzange auszutauschen und einen zusätzlichen Hydraulikkreis einzubauen. Durch die Möglichkeit einer sehr feinfühligen Steuerung der Dornbewegung und der Spannzangenbewegung sowie der Vorschubkrnft der Spannzange und der Rückweichkraft des Domes in Verbindung mit der Anordnung der Heizvorrichtung in unmittelbarer Nähe der Matrize wird erreicht, daß das Anstauchen von Rohrenden ohne Faltunbildung erfolgt und daß cmcExchange the Mi collet for a slidable collet and to install an additional hydraulic circuit. With the possibility of a very sensitive Control of the mandrel movement and the collet movement as well as the feed forces of the collet and the rebound force of the dome in connection with the arrangement of the heating device in the immediate vicinity the die is achieved that the upsetting of pipe ends takes place without folding and that cmc

genau definierte Erwärmungszone erreich: wird, die einen gesteuerten Temperaturgradienten aufweist, so daß ein senkrechtes gestauchtes Rohr- bzw. Stabende ohne konischen Übergang erreicht wird sowie ein sehr kurzer konischer Übergang zwischen den gestauchten und dem ungestauchten Teii des Rohres bzw. Stabes.A precisely defined heating zone is achieved, which has a controlled temperature gradient, so that a vertical upset pipe or rod end without a conical transition is achieved and a very short conical transition between the compressed and the uncompressed part of the tube or rod.

Selbstverständlich ist eine derartig umgerüstete Rohreinziehpresse auch in der üblichen Weise als Rohreinziehpresse verwendbar, indem der Dorn und die Matrize ggf. zusammen mit den Klemmbügeln entfernt x> werden und der Hydraulikkreis für die verschiebbare Spannzange unbenutzt bleibt.Of course, such a retrofitted pipe pulling press can also be used in the usual way Pipe pulling press can be used by removing the mandrel and the die together with the clamps if necessary x> and the hydraulic circuit for the sliding collet remains unused.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ansprüchen in Verbindung mit der Zeichnung und der Beschreibung, die eine beispielswei- π se Ausführungsform der Erfindung darstellt.Further features of the invention emerge from the following claims in connection with FIG Drawing and the description, which an example π represents this embodiment of the invention.

Wie man erkennen kann, besteht die Rohr- und Stabendumformmaschine aus einem Gestell 2, in dem sämtliche Hydraulikaggregate untergebracht sind. Oberhalb des Gestells 2 ist eine Aufnahme 2,r für eine Spannzange 4 angeordnet sowie eine Aufnahme 2b für das Umformwerkzeug. Die Aufnahmen 2a und 2b sind durch Zuganker 6 miteinander verbunden, die die bei der Umformung auftretenden Kräfte aufnehmen. Am Hydraulikkolben Il ist ein Dorn IO befestigt, der in 2s einer Matrize 8 verschiebbar gelagert ist. Diese Matrize 8 wiederum wird von Klemmbügeln 14 gehalten, die auf den Zugankern 6 festgeklemmt sind. Im dargestellten Beispiel ist der Dorn 10 für das Anstauchen von Rohrenden vorgesehen und weist daher einen ersten J^ Durchmesser 10a auf. der dem Innendurchmesser der Matrize 8 entspricht und somit dem Außendurchmesser des angestauchten Rohrendes sowie einen zweiten Durchmesser iOb, der dem Innendurchmesser des angestauchten Röhrendes entspricht. Soll ein Stabende Ji angestaucht werden, so fehlt der Zapfen IOb mit dem geringeren Durchmesser. In unmittelbarer Nähe der Matrize 8 zw/rchen dieser und der Spannzange 4 ist eine Heizvorrichtung angeordnet, die aus /wer parallel angeordneten cinwindigcn, ebenen Induktionsspulen 12 besteht. Diese Induktionsspulen 12 sind genau senkrecht zur Achse des anzustauchenden Werkstückes angeordnet. Zwischen den beiden Induktionsspulen 12 ist ein nicht dargestelltes Strahlungspyrometer angeordnet, mit Hilfe dessen die Temperatur des anzustauchenden Werkstückes gemessen wird. Für das Spannen der Spannzange 4 ist ein erster Hydraulikkreis mit Pumpe, Druckregeleinrichtung und Steuerventil im Gestell 2 angeordnet. Ein zweiter Hydraulikkreis mit Pumpe, Druckregeteinrichtung und Steuerventil ist für das w Verfahren des Domes 10 unter Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Stauchkraft und Geschwindigkeit vorgesehen, während c:n dritter Hydraulikkreis mit Pumpe, Druckregeleinrichtung und Steuerventil zum Verfahret! der Spannzange 4 unter Aufrechterhaltung der vorbestimmten Stauchkraft und Geschwindigkeit dient. Das Steuerventil zum Schließen der Spannzjnge 4 wird durch einen Hebel 22 betätigt. Die Spannkraft der Spannzange 4 kann durch Verändern des Druckes im Hydraulikkreis für die Spannzange 4 eingestellt werden. M) Hierzu ist ein Einstellknopf 28 vorgesehen, während ein Manometer 34 den eingestellten Druck abzulesen gestattet. In gleicher Weise wird durch einen Hebel 24 das Steuerventil für d^n Hydraulikkreis des verschiebbaren Domes 10 betätigt Die Rückweichkraft wird h5 durch Verändern des Druckes im I lydraulikkreis für die Dornbewegung durch Verstellen eines F.instellknopfcs 10 auf den erforderlichen Wert eingeregelt, wobei ein Manometer 36 den eingestellten Druck anzeigt. Das Steuerventil im Hydraulikkreis für die Spannzangenbewegung schließlich wird durch einen Hebel 26 angesteuert. Die Vorschubkraft der Spannzange 4 wird über einen Einstellknopf 32 eingestellt und der im Hydraulikkreis für die Spannzangenbewegung herrschende Druck wiid durch ein Manometer 38 angezeigt. Die Hydraulikkreise für die Dornbewegung und das Schließen und öffnen der Spannzange bleiben gegenüber einer üblichen Rohrendumformmaschine unverändert, hinzu kommt nur der Hydraulikkreis für die Spannzangenverschiebung. Um die Spannzange 4 verschiebbar zu gestalten, ist es möglich, eine Spannzange gemäß der DE-AS 12 96 934 mit einem Bund an der äußeren Hülse zu versehen und diesen Bund in einem Zylinder anzuordnen und als Ringkolben wirken zu lassen. Dieser Umbau ist auf einfache Weise durchzuführen und Kann auch nachträglich bei schon vorhandenen Rohrendumformmaschinen bewerkstelligt werden.As can be seen, the tube and rod end forming machine consists of a frame 2 in which all hydraulic units are housed. A receptacle 2, r for a collet chuck 4 and a receptacle 2b for the forming tool are arranged above the frame 2. The receptacles 2a and 2b are connected to one another by tie rods 6, which absorb the forces occurring during the deformation. A mandrel IO, which is slidably supported in a die 8 for 2 seconds, is attached to the hydraulic piston II. This die 8 is in turn held by clamping brackets 14 which are clamped onto the tie rods 6. In the example shown, the mandrel 10 is provided for upsetting pipe ends and therefore has a first diameter 10a. which corresponds to the inner diameter of the die 8 and thus to the outer diameter of the upset pipe end and a second diameter iOb which corresponds to the inner diameter of the upset pipe end. If a rod end Ji is to be upset, the pin IOb with the smaller diameter is missing. In the immediate vicinity of the die 8 between this and the collet chuck 4, a heating device is arranged, which consists of coiled, flat induction coils 12 arranged in parallel. These induction coils 12 are arranged exactly perpendicular to the axis of the workpiece to be upset. A radiation pyrometer, not shown, is arranged between the two induction coils 12, with the aid of which the temperature of the workpiece to be upset is measured. A first hydraulic circuit with a pump, pressure regulating device and control valve is arranged in the frame 2 for clamping the collet 4. A second hydraulic circuit with pump, pressure regulating device and control valve is provided for moving the dome 10 while maintaining a predetermined compression force and speed, while c: n third hydraulic circuit with pump, pressure regulating device and control valve for moving! the collet 4 is used while maintaining the predetermined upsetting force and speed. The control valve for closing the chucks 4 is actuated by a lever 22. The clamping force of the collet 4 can be adjusted by changing the pressure in the hydraulic circuit for the collet 4. M) For this purpose, an adjusting knob 28 is provided, while a manometer 34 allows the set pressure to be read off. In the same way, the control valve for the hydraulic circuit of the displaceable dome 10 is actuated by a lever 24 36 shows the set pressure. Finally, the control valve in the hydraulic circuit for the collet movement is activated by a lever 26. The feed force of the collet 4 is set via an adjusting knob 32 and the pressure prevailing in the hydraulic circuit for the collet movement is indicated by a manometer 38. The hydraulic circuits for the mandrel movement and the closing and opening of the collet remain unchanged compared to a conventional tube end forming machine, only the hydraulic circuit for the collet displacement is added. In order to make the collet 4 displaceable, it is possible to provide a collet according to DE-AS 12 96 934 with a collar on the outer sleeve and to arrange this collar in a cylinder and let it act as an annular piston. This conversion can be carried out in a simple manner and can also be carried out retrospectively on existing tube end forming machines.

Das Anstauchen eines Rohrendes wird nun auf folgende Weise durchgeführt:The upsetting of a pipe end is now carried out in the following way:

Zunächst wird der Dorn 10 soweit zurückgefahren, daß das dünne Ende \0b innerhalb der Matrize S liegt. Ein Rohi wird in die Spannzange eingelegt, so daß das Rohrende in Bereich der Induktionsspulen 12 kommt. Die Spannzange 4 wird gespannt, die Induktionsspulen 12 werden eingeschaltet und das Rohrende wird auf die gewünschte Temperatur erhitzt. Nach Erreichen der gewünschten Temperatur wird der Dorn 10 mit dem dünnen Ende 106 in das Rohr hineingefahren und es wird anschließend die Spannzange 4 in Richtung auf die Matrize 8 vorgefahren. Hierbei weicht der Dorn 10 unter Einhaltung der eingestellten Rückweichkraft und Rückweichgeschwindigkeit in der Matrize 8 zurück, während das Rohr durch die Spannzange 4 mit etwas größerer Geschwindigkeit unter Einhaltung der vorbestimmten Stauchkraft in die Matrize hineingeschoben wird, so daß sich aufgrund der Differenzgeschwindigkeit zwischen Spannzange 4 und Dorn 10 die Anstauchung des Rohrendes ergibt. Hierbei nimmt das Rohrende den Innendurchmesser des dünnen Endes 106 des Domes 10 an und außen den Durchmesser der Matrize 8.First, the mandrel 10 is moved back so far that the thin end \ 0b lies within the die S. A tube is placed in the collet so that the end of the tube comes into the area of the induction coils 12. The collet 4 is clamped, the induction coils 12 are switched on and the pipe end is heated to the desired temperature. After the desired temperature has been reached, the mandrel 10 is moved into the tube with the thin end 106 and the collet 4 is then moved forward in the direction of the die 8. Here, the mandrel 10 retreats in compliance with the set receding force and receding speed in the die 8, while the tube is pushed into the die by the collet 4 at a slightly higher speed while maintaining the predetermined upsetting force, so that due to the difference in speed between the collet 4 and Mandrel 10 results in the upsetting of the pipe end. Here, the pipe end assumes the inside diameter of the thin end 106 of the dome 10 and the outside diameter of the die 8.

Entscheidend für das faltenfrcie Anrauchen von Rohrenden ist die Möglichkeit der feinfühligen Regelung der Rückweiehgcschwindigkcit des Domes 10 sowie seiner Rückweichkraft und die ebenso feinfühlige Regelung der Vorschubkrafl und Vorschubgeschwindigkeit der Spannzange 4. Ferner ist in diesem Zusammenhang wichtig, daß die zwei ebenen, einwindigen Induktionsspulen 12 es gestatten, eine gcnar definierte Erwärmungszone mit vorgegebenem Temperatjrgiadienten zu erreichen. Hierdurch ist es möglich, das Vorderende des anzustauchenden Rohres stärker zu erhitzen als die übngc Erwärmungszone, se daß die Abkühlung des Vorderendes im Kontakt mit dem Dorn sich nicht negativ auswirkt. Besonders vorteilhaft ist es, die Erwärmung unmittelbar während des Vorschubes der Spannzange 4 und des Zurückweichens des Domes 10 durchzuführen, so daß jeweils nur das gerade erwärmte Stuck angestaucht wird. Auf diese Weise tritt keine Verlustzeit durch das Erwärmen ein und es kann ein größerer Verformungsgrad erreicht werden, da die Gefahr der Faltenbildung verringert wird. Bei dieser Arbeitsweise ist allerdings u. U. ein Vorwärmen außerhalb der Rohrendumformmaschine erforderlich. Auch mit einer einzigen Induktionsspule 12 ir.t es möglich, eine genau gesteuerte Erwärmungszone zu erreichen. In diesem Falle wird das Rol'ir in der SpuleDecisive for the crease-free smoking of Pipe ends is the possibility of sensitive regulation of the back pressure speed of the dome 10 as well as its retreat force and the equally sensitive control of the feed force and feed speed of the collet 4. It is also important in this context that the two flat, single windings Induction coils 12 allow a specifically defined heating zone with a predetermined temperature gradient to reach. This makes it possible to tighten the front end of the pipe to be upset heat as the usual heating zone, so that the cooling of the front end in contact with the mandrel does not have a negative effect. It is particularly advantageous to have the heating up immediately during the advance to perform the collet 4 and the retreat of the dome 10, so that in each case only the straight heated stucco is upset. In this way there is no loss of time due to heating and it can a greater degree of deformation can be achieved, since the risk of wrinkling is reduced. At this However, it may be necessary to preheat outside the tube end forming machine. It can also be done with a single induction coil 12 possible to have a precisely controlled heating zone reach. In this case the rol'ir becomes in the spool

solange hin- und hergefahren, bis die gewünschte Erwärmung in der vorgeschriebenen Krwiirmiings/.one erreicht ist. Auch hierbei wird das vordere l-nde des Rohres stärker erhit/.t als der Rest der Krwiirmiings/onc. Moved back and forth until the desired warming in the prescribed Krwiirmiings / .one is reached. Here, too, the front end of the Rohres more strongly than the rest of the Krwiirmiings / onc.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 claims:

1. Hydraulic tube and sub-end forming machine with a hydraulically operated collet for the pipe and one axially movable hydraulically with respect to the pipe to be formed Forming tool with absorption of the forming forces by means of between the collet holder and the Tie rods arranged in the forming tool holder, characterized in that the collet (4) is designed to be axially displaceable, daü the forming tool as a mandrel (10) displaceable in a die (8) to the inside and / or External upsetting of pipe ends or for upsetting rod ends is formed, the Control of the feed of the collet (4) and the dome (10) is designed. that they independently of one another and at different speeds in the same direction or in opposite directions are movable and that between the collet (4) and the die (8) immediately in front of the die (8) an inductive heating device (12) is arranged for the pipe or rod end to be upset is.

2. pipe and rod uniform machine according to claim I, characterized in that the Heating device consisting of at least one cinwindigen. flat induction coil (12), which is perpendicular is arranged to the pipe axis or rod axisc.

3. Tube and rod end forming machine according to Claim 2, dadurct. geko-.izeichnei that two cinwindy. flat induction coils (12) are arranged parallel to each other urs that / wipe the Coils (12) a measuring element for a radiation pyrometer is provided.

4. Rohr- und Stabendumformmaschinc according to claim I and / or claim 2 or 3, characterized characterized in that the die (8) is arranged in clamping brackets (14) fastened to the tie rods (6) and that the mandrel (10) displaceable in the die (8) is formed in a stepped manner with a first diameter (1OaJl the inner diameter of the die (8) and thus the Outer diameter of the upset tube end corresponds and with a second diameter (loader the inside diameter of the upset Pipe end corresponds.

5. tube and rod forming machine according to one or more of claims I to 4, characterized characterized in that the controller has a first hydraulic circuit with a pump. Pressure regulating device and control valve for the operation of the collet (4), a second hydraulic circuit with pump, Pressure regulating device and control valve for moving the dome (10) while maintaining it a predetermined compression force and speed as well as a third hydraulic circuit with pump. Pressure regulating device and control valve for moving the collet (4) and opening ball has the predetermined upsetting force and speed.