DE2629796C3 - Hydraulic tube and rod end forming machine - Google Patents
Hydraulic tube and rod end forming machineInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Rohr- und Stabendumformmaschine mit einer hydraulisch betätigten Spannzange für das Rohr oder den StabThe present invention relates to a hydraulic tube and rod end forming machine with a hydraulically operated collet for the tube or the rod und einem axial bezüglich des umzuformenden Rohres bzw. Stabes hydraulisch verfahrbaren Umformwerkzeug mit Aufnahme der Umformkräfte mittels zwischen der Spannzangenaufnahme und der Umformwerkzeugaufnahme angeordneten Zugankern.and a forming tool which is axially movable hydraulically with respect to the tube or rod to be formed and which absorbs 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
ίο Maschinen werden üblicherweise Rohreinziehpressen genanntίο 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 AusfühTo upset pipe or rod ends, i. H. to thicken the pipe wall or the rod end, can these pipe pulling presses in the known execution ruigsform 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,ruigsform, however, cannot be used. For this special machines that work mechanically are used. In these known machines, the pipe or Rod ends outside the machine inductively or otherwise heated to the desired temperature, sodann wird das Rohr bzw. der Stab in einerthen the tube or the rod in a
formgebendes Werkzeug, bestehend aus einer Matrizeshaping tool, consisting of a die und einem Dorn wird auf das Werkstück gestoßen.and a mandrel is struck against the workpiece.
daß durch das Erhitzen außerhalb der Maschine die Erwärmung nicht so gesteuert werden kann, daß eine genau begrenzte Erwüirnungszone entsteht, die einen vorgegebenen Temperaturgradienten aufweist Dies ist aber erwünscht, da die Vorderkante des Rohres bzw.that by heating outside the machine, the heating cannot be controlled in such a way that a Exactly limited Erwüirnungszone arises, the one This is desirable because the leading edge of the pipe or 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 erhöhte Gefahr der Faltenbildung beim Anstauchen von Rohrenof the rod should be heated higher than the rest of the rod, as it comes into contact with the die and the Mandrel cools down. It follows from this that with the conventional upsetting machines there is an increased risk of creasing when upsetting pipes besteht und daß ein langer konischer Übergang zwischen dem gestauchten und ungestauchten Teil festzustellen ist und ebenfalls ein konischer Übergang zwischen dem gestauchten Teil und der Vorderkante auftritt. Will man also eine bestimmte Länge desand that a long conical transition between the compressed and uncompressed part can be determined and also a conical transition between the upset part and the front edge occurs. So if you want a certain length of the angestauchten Teilstücks mit gleichmäßigem Durchmesser erhalten, so muß die gesamt; zu stauchende Länge erheblich größer sein wegen der erwähnten konischen Übergänge. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dieUpset portion with a uniform diameter received, so the total; to be compressed The length should be considerably greater because of the conical transitions mentioned. The object of the present invention is to provide the hydraulischen Rohreinziehpressen 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.hydraulic pipe pulling presses in a simple way to redesign so that it is possible to use them Rohrbzw. To upset the rod ends without the at the known upsetting machine disadvantages occur.
Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 der vorliegenden Anmeldung erreicht.According to the invention, this is made possible by the characterizing features of claim 1 of the present invention Registration reached.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen darin, daß auch vorhandene hydraulische RohreinziehpressenThe advantages of the present invention are that also existing hydraulic pipe pulling presses der eingangs erwähnten Art nachträglich zur Verwendung als Röhrend- bzw. Stabendanstauchmaschinen umgerüstet werden können, wobei sich der Aufwand darauf beschränkt, eine Halterung für die Matrize und die Heizvorrichtung vorzusehen, die normale Spannof the type mentioned at the outset for use as tubular or rod end upsetting machines can be converted, the effort being limited to a holder for the die and the heater to provide the normal instep zange gegen eine verschiebbare Spannzange auszutau schen und einen zusätzlichen Hydräül'kkreis einzubauen. Durch die Möglichkeit einer sehr feinfühligen Steuerung der Dornbewegung und der Spannzangenbewegung sowie der Vorschubkraft der Spannzange undchuck to be replaced with a sliding collet and to build in 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 force of the collet and der Rückweichkraft des Domes in Verbindung mit der Anordnung der Heizvorrichtung in unmittelbarer Nähe der Matrize wird erreicht, daß das Anstauchen von Rohrenden ohne Faltenbildung erfolgt und daß einethe 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 wrinkles and that a
genau definierte Erwärmungszone erreicht wird, die einen gesteuerten Temperaturgradienten aufweist, so daß ein senkrechtes gestauchtes Rohr- bzw. Stabende ohne konischen Übergang erreicht wird sowie ein sehr kurzer konischer Obergang zwischen den gestauchten und dem ungestauchten Teil des Rohres bzw. Stabes.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 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 \<y werden und der Hydraulikkreis für die verschiebbare Spannzange unbenutzt bleibtOf course, such upgraded Rohreinziehpresse can also be used in the usual manner as Rohreinziehpresse by the mandrel and the die, if necessary, together with the clamping brackets away \ <y and the hydraulic circuit for the movable chuck remains unused
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ansprüchen in Verbindung mit der Zeichnung und der Beschreibung, die eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung darstellt.Further features of the invention emerge from the following claims in connection with FIG Drawing and description illustrating an exemplary 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 2a für eine Spannzange 4 angeordnet sowie eine Aufnahme 26 für das Umformwerkzeug. Die Aufnahmen 2a und Ib sind durch Zuganker 6 miteinander verbunden, die die bei der Umformung auftretenden Kräfte aufnehmen. Am Hydraulikkolben 11 ist ein Dorn 10 befestigt, der in 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 Durchmesser 10a auf, der dem Innendurchmesser der Matrize 8 entspricht und somit dem Außendurchmesscr des angestauchten Rohrendes sowie einen zweiten Durchmesser 10ό, der dem Innendurchmesser des angestauchten Rohrendes entspricht. Soll ein Stabende angestaucht werden, so fehlt der Zapfen 106 mit dem geringeren Durchmesser. In unmittelbarer Nähe der Matrize 8 zwischen dieser und der Spannzange 4 ist eine Heizvorrichtung angeordnet, die aus zwei parallel angeordneten einwindigen, ebenen Induktionsspulen 12 besteht. Diese Induktionsspulen 12 sind genau senkrecht zur Achse des anzustauchenden Werkstückes angeordnet. Zwischen den beiden Induktionsspulen M ist ein nicht dargestelltes Strahlungspyrometer angeordnet, mit Hilfe dessen die Temperatur des anzustauchenden ·<5 Werkstückes gemessen wird. Für dos Spannen der Spannzange 4 ist ein erster Hydraulikkreis mit Pumpe, Druckregeleinrichtung und Steuerventil im Gestell 2 angeordnet. Ein zweiter Hydraulikkreis mit Pumpe, Druckregeleinrichtung und Steuerventil ist für das Verfahren des Domes 10 "nter Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Stauchkraft und Geschwindigkeit vorgesehen, während ein dritter Hydraulikkreis mit Pumpe, Druckregeleinrichtung und Steuerventil zum Verfahren der Spannzange 4 unter Aufrechterhaltung der vorbestimmten Stauchkraft und Geschwindigkeit dient. Das Steuerventil zum Schließen der Spannzange 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. 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 den Hydraulikkreis des verschiebbaren Domes 10 betätigt. Die Rückweichkraft wird durch Verändern des Druckes im Hydraulikkreis für die Dornbewegung durch Verstellen eines Einstellknopfes 30 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 wird 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 2a for a collet 4 and a receptacle 26 for the forming tool are arranged above the frame 2. The receptacles 2a and Ib are connected to one another by tie rods 6, which absorb the forces occurring during the deformation. A mandrel 10, which is slidably mounted in a die 8, is attached to the hydraulic piston 11. 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 intended for upsetting pipe ends and therefore has a first diameter 10a which corresponds to the inside diameter of the die 8 and thus the outside diameter of the upset pipe end and a second diameter 10ό which corresponds to the inside diameter of the upset pipe end. If a rod end is to be upset, the pin 106 with the smaller diameter is missing. In the immediate vicinity of the die 8 between this and the collet 4, a heating device is arranged, which consists of two single-wind, 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 M , with the aid of which the temperature of the workpiece to be upset is measured. For the clamping of the collet 4, a first hydraulic circuit with a pump, pressure regulating device and control valve is arranged in the frame 2. A second hydraulic circuit with pump, pressure regulating device and control valve is provided for moving the dome 10 "nter maintenance of a predetermined upsetting force and speed, while a third hydraulic circuit with pump, pressure regulating device and control valve is used to move the collet 4 while maintaining the predetermined upsetting force and speed. The control valve for closing the collet 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. 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. The return force is set to the required value by changing the pressure in the hydraulic circuit for the mandrel movement by adjusting an adjusting knob 30 t adjusted, with a manometer 36 indicating 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 Anstuuchen eines Rohrendes wird nun auf folgende Weise durchgeführt:The pressing of a pipe end is now on carried out in the following way:
Zunächst wird der Dorn 10 soweit zurückgefahren, daß das dünne Ende 106 innerhalb der Matrize 8 liegt Ein Rohr wird in die Spannzange eingelegt, so daß das Rohrende in Bereich der Induktionsspulen 12 kommt. Die Spanszange 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 Anstauciiung des Rohrendes ergibt Hierbei nimmt das Rohrende den Innendurchmesser des dünnen Endes 10ό des Domes 10 an und außen den Durchmesser der Matrize 8.First, the mandrel 10 is moved back so far, that the thin end 106 lies within the die 8. A pipe is inserted into the collet so that the The pipe end comes in the area of the induction coils 12. The collet 4 is clamped, the induction coils 12 are switched on and the end of the pipe is heated to the desired temperature. After reaching the desired temperature, the mandrel 10 is driven with the thin end 106 into the tube and it the collet 4 is then moved forward in the direction of the die 8. Here, the mandrel 10 gives way in compliance with the set retraction force and retraction speed in the die 8, while the pipe through the collet 4 at a slightly greater speed in compliance with the predetermined Upsetting force is pushed into the die, so that due to the differential speed between the collet 4 and the mandrel 10 the accumulation of the pipe end results Here the pipe end takes the inner diameter of the thin end 10ό of the dome 10 on and outside the diameter of the die 8.
Entscheidend für das faltenfreie Anstauchen von Rohrenden ist die Möglichkeit der feinfühligen Regelung der Rückweichgeschwindigkeit des Domes 10 sowie seiner Rückweichkraft und die ebenso feinfühlige Regelung der Vorschubkraft und Vorschubgeschwindigkeit der Spannzange 4. Ferner ist in diesem Zusammenhang wichtig, daß die zwei ebenen, einwindigen Induktionsspulen 12 es gestatten, eine genau definierte Erwärmungszone mit vorgegebenem Temperaturgradienten zu erreichen. Hierdurch ist es möglich; das Vorderende des anzus'auchenden Rohres stärker zu erhitze. 1 als die übrige Erwärmungszone, so 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 Stück angestaucht wird. Auf diese Weise tritt keine Verlustzeit durch das Erwärmen ein und es kann ein größerer Verformungsgrad erreicht werden, üa die Gefahr der Faltenbildung verringert wird. Bei dieser Arbeitsweise ist allerdings u. U. ein Vorwärmen außerhalb der Rohreidumformmaschine erforderlich. Auch mit einer einzigen Induktionsspule 12 ist es möglich, eine genau gesteuerte Erwärmungszone zu erreichen. In diesem Falle wird das Rohr in der SpuleThe possibility of sensitive control is decisive for the crease-free upsetting of pipe ends the receding speed of the dome 10 and its receding force and the just as sensitive Control of the feed force and feed speed of the collet 4. Furthermore, this is It is important that the two planar, single-winding induction coils 12 allow one precisely to achieve a defined heating zone with a given temperature gradient. This makes it possible; to heat the front end of the pipe to be bulged more strongly. 1 than the rest of the 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 the heating immediately during the advance of the collet 4 and the retreat of the dome 10, so that only the piece that has just been heated is upset. That way occurs no loss of time due to heating and a greater degree of deformation can be achieved, üa the The risk of wrinkling is reduced. However, this method of working may require preheating Required outside of the tube forming machine. It is also possible with a single induction coil 12 possible to achieve a precisely controlled heating zone. In this case the tube will be in the coil
solange hin- und hergefahren, bis die gewünschte Erwärmung in der vorgeschriebenen Erwärmungszone erreicht ist. Auch hierbei wird das vordere Ende des Rohres stärker erhitzt als der Rest der Erwärmungszone. Moved back and forth until the desired heating in the prescribed heating zone is reached. Here, too, the front end of the tube is heated more than the rest of the heating zone.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (5)
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