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Maschinen zum Abrollen von rohrförmigen Rohlingen
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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Abrollen von rohrförmigen
Rohlingen, die ein Gestell, auf dem eine mit einem Antrieb verbundene Spindel mit
einem Formwerkzeug zum Abrollen des erhitzten rohrförmigen Rohlings montiert ist,
eine Vorrichtung zum Einspannen des rohrförmigen Rohlings, die auf dem Gestell vor
der Spindel seitens der Zuführung zu ihr des rohrförmigen Rohlings gleichachsig
mit der Spindel ortsfest angebracht ist, und einen Mechanismus zur Zuführung
des
rohrförmigen Rohlings zur Spindel umfaßt, der auf dem Gestell vor der Vorrichtung
zum Einspannen des rohrförmigen Rohlings seitens der Zuführung des rohrförmigen
Rohlings starr angeordnet ist.
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Die Erfindung bezieht sich damit allgemein auf das Druckumformen von
Metallen.
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Sie soll bei der Herstellung von hohlen, axial symmetrischen Wer1#ti.cken
aus rohrförmigen Rohlingen angewendet werden, beispielsweise bei der Herstellung
von Gasflaschen aus endlos langen Rohren mit gleichzeitigem Schneiden und Abrollen
von Böden und Hälsen. Die Erfindung soll ferner zur Erzeugung verschiedener Einschnürungen
an Rohrenden und -abschnitten, zum Reduzieren der Enden von aus Rohren hergestellten
Erzeugnissen wie Hochdruckflaschen, tiefen Bechern, hermetisch dichten sphärischen
und halb sphärischen Hohlenden von Erzeugnissen mit periodisch wiederholtem Profil,
Profilböden und dgl. verwendet werden.
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Bekannt sind Maschinen zum Abrollen von rohrförmigen Rohlingen mit
beispielsweise parallelen Drehachsen von Rohling und Werkzeug, die ein Gestell aufweisen,
auf dem eine rotierende Hohlspindel mit einer als Futter ausgeführten Spannvorrichtung
für den Rohling gelagert ist. Der Rohling ist in der Spindel derart gehalten, daß
sein Ende, dessen Länge der Länge der Abrollzone gleich ist, nach außen ragt. Vor
der Spindel ist auf dem Gestell ein Support angebracht, der bezüglich der Drehachse
der Spindel mit dem Rohling einen Quervorschub besitzt. Am Support ist ein Formwerkzeug
mit einem Antrieb zum Drehen des Formwerkzeuges befestigt. Das Formwerkzeug ist
als Rolle ausgebildet, deren aufeinanderfolgende Querschnitte stufenlose Ubergänge
von der Form der Erzeugenden des Ausgangsrohlings bis zur vorgegebenen Form bilden.
Die
Werkzeugachse liegt parallel zur Drehachse der Spindel.
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Der vorher erhitzte rohrförmige Rohling wird der rotierenden Spindel
zugeführt, zentriert und im Futter eingespannt. Der Antrieb zur Drehung des Formwerkzeuges
wird eingeschaltet.
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Das Abrollen erfolgt im Laufe der fortwährenden Gleitreibung des Rohlings
am Werkzeug.
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Ein Nachteil dieser Maschine besteht darin, daß das Abrollen nur am
Ende des rohrförmigen Rohlings vorgenommen werden kann, sowie darin, daß der Rohling
umlaufen muß, was bei langen Rohren unerwünscht ist.
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Bekannt ist ferner eine Maschine mit einem Tangentialvorschub für
das Werkzeug, die zum Warmabrollen von Kugelstützlagern und flachen Böden der Kolbenstangen
von teleskopischen hydraulischen Hubvorrichtungen für Kipper bestimmt ist.
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Die Maschine umfaßt ein Gestell, eine auf dem Gestell in Lagerungen
angeordnete Spindel, einen innerhalb des Gestells untergebrachten Spindelantrieb
und einen auf dem Gestell vor der Spindel angebrachten Support, der einen Hydraulikantrieb
besitzt, welcher sich im Innern des Gestells befindet. Am Ende der Spindel ist eine
Nockenspannzange vorhanden, die von einem konischen Ring angedrückt ist. Im Innern
der Spindel ist ein Anschlag mit herausdrückender Feder untergebracht.
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Am oberen Supportteil ist ein Tisch angeordnet, der bezüglich der
Spindel einen Quervorschub besitzt. Der Quervorschub erfolgt durch einen Hydraulikzylinder.
Auf dem Tisch ist das Werkzeug befestigt.
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Der vorher erhitzte Rohling wird der Spindel bis zum Anschlag zugeführt.
Hierbei wird die Feder zusammengedrückt. Die Zange
spannt den Rohling
ein, der in Drehung versetzt wird Durch den Hydraulikzylinder wird der Quervorschub
des Werkzeuges bewirkt, das ein Profil besitzt, dessen Erzeugenden das Abrollen
von der Anfangsform des Rohlings bis zur vorgegebenen Form des Erzeugnisses aufeinanderfolgend
ausführen.
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Nach der Beendigung des Abrollvorganges wird die Nockenzange gelöst,
die bis dahin zusammengedrückte Feder dehnt sich aus und der Rohling wird aus der
Spindel herausgestoßen.
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Ein Nachteil dieser Maschine besteht darin, daß das Abrollen nur am
Ende des rohrförmigen Rohlings vorgenommen werden kann.
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Ferner ist die Länge des zu bearbeitenden Rohlings durch den Hohlraum
der Spindel begrenzt. Außerdem läuft der Rohling in der Spindel um, was bei langen
Rohren unerwünscht ist.
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Bekannt ist ferner eine Maschine zum Rollen von rohrförmigen Rohlingen
durch Tangentialvorschub des Formwerkzeuges mit anschließendem Abschneiden des abgerollten
Kegels vom Rohr.
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Diese Maschine umfaßt ein Gestell, auf dem eine angetriebene Hohlspindel
mit einem Futter zum Spannen des Rohlings angebracht ist. Vor der Spindel ist auf
dem Gestell ein Plansupport mit dem an ihm befestigten Abrollwerkzeug und einem
Meißel zum Abschneiden des abgerollten Teiles angeordnet. Der Antrieb des Plansupportes
erfolgt mittels eines Elektromotors, der durch eine Programmtrommel mit einer Kopiervorrichtung
gesteuert wird, die die Vorwärtsbewegung des Supports zuerst mit einer höheren Geschwindigkeit
für das Abrollen, dann mit einer geringeren Geschwindigkeit für das Abschneiden
und schließlich das Anhalten und Zurückführen des Supportes in die Ausgangsstellung
gewährleistet. Der Antrieb des Supportes ist auf dem Gestell angeordnet.
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Bei dieser Maschine wird der vorher erhitzte rohrförmige Rohling dem
Hohlraum der Spindel zugeführt, wo er im Futter eingespannt wird. Die Spindel wird
vom Elektromotor über einen Riemenantrieb gedreht. Während des Drehens des Rohlings
und der gleichzeitigen Quervelstellung des Formwerkzeuges findet die Verformung
des erhitzten Rohlingsendes statt. Nach der Beendigung des Abrollvorganges werden
die Futterbacken gelöst und der Rohling wird aus der Spindel entfernt.
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Der Nachteil dieser Maschine ist, daß das Abrollen nur am Ende des
Rohres ausgeführt werden kann und der Rohling in Umlauf gebracht werden muß, was
bei langen Rohren unerwünscht ist.
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Bekannt ist eine weitere Maschine zum Abrollen von Rohrrohlingen,
die ein Gestell umfaßt, auf dem in Lagerungen eine Spindel montiert ist, die eine
Außen- und eine Innenwelle besitzt. Die erwähnten Wellen werden vom Elektromotor
über einen Riemenantrieb und zwei Zahnradgetriebe mit verschiedenen Drehgeschwindigkeiten
in Drehung gesetzt, wobei die Drehzahlen durch die Differenz der Ubersetzungsverhältnisse
der Zahnradpaare bedingt sind. Ein Elektromotor ist auf dem Gestell montiert. Auf
die Außenwelle der Spindel ist ein Spindelkopf mit einer Planscheibe aufgesetzt,
in welchem Achsen mit einer formgebenden und mit technologischen Rollen angeordnet
sind.
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An freien Enden der Rollenachsen sind Zahnräder angebracht, die im
Inneneingriff mit Zahnfassungen stehen, welche auf den Achsen angeordnet sind, die
ihrerseits an zusätzlichen Achsen im Innern des Kopfes befestigt sind. Außerdem
stehen die Zahnfassungen im Außeneingriff mit dem auf die Innenwelle aufgesetzten
Zahnrad. Der Rohling wird zusammen mit der Spannvorrichtung feststehend vor der
Spindel mit der Planscheibe
in der Weise befestigt, daß das freie
Ende desselben abgerollt werden kann.
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Der Elektromotor treibt die Spindel über den Riemenantrieb und die
Zahnradgetriebe an. Hierbei läuft das Werkzeug um die Achse des Rohlings um. Aufgrund
der geringen Differenz der Drehgeschwindigkeiten der Innen- und der Außenwelle wird
die Drehbewegung über das Zahnradpaar auf die Achse übertragen, auf der das Werkzeug
befestigt ist.
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Die bekannte Maschine besitzt beschränkte technologische Möglichkeiten,
d.h. sie ermöglicht nicht das Abrollen in den von der Stirnseite des Rohlings entfernt
liegenden Abschnitten. Ferner erlaubt sie nicht, gleichzeitig mehrere Werkstückprofile
zu erzeugen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zum Abrollen
von rohrförmigen Rohlingen mit einer Spindel zu schaffen, die das Abrollen sowohl
von von der Stirnseite von rohrförmigen Rohlingen entfernt liegenden Abschnitten
sowie auch der Enden von rohrförmigen Rohlingen bei ortsfest gehaltenem Werkstück
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung
gelöst.
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Zweckmäßige Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands ergeben sich
aus den übrigen Ansprüchen.
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Vorzugsweise sind dabei die Haupthülse und die zusätzliche Hülse mit
dem Spindelantrieb mittels Zahnradgetrieben verbunden, die Zahnkränze, welche auf
die jeweilige Hülse aufgesetzt sind, besitzen, und die mit den Zahnkränzen im Eingriff
stehenden
Zahnräder sind vorzugsweise auf einer gemeinsamen Antriebswelle angebracht, die
mit dem Spindelantrieb verbunden ist.
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Zweckmäßigerweise ist eine Heizvorrichtung vorgesehen, die auf dem
Gestell in einem Abstand von der Abrollzone ortsfest angeordnet ist, welcher der
Länge des zu erzeugenden Teiles entspricht.
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Vorzugsweise ist die Spannvorrichtung durch elektrisch isolierte Backen
gebildet, an die die durch den Leistungstransformator gebildete Heizvorrichtung
angeschlossen ist.
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Da die Spindel erfindungsgemäß als Hülse gestaltet ist, ist es möglich,
den rohrförmigen Rohling in den von der Stirnseite desselben entfernt liegenden
Abschnitten abzurollen.
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Da ferner im Innern der Haupthülse exzentrisch eine zusätzliche Hülse
angebracht ist, wobei die Achse der Bohrung in der Haupthülse bezüglich der Längsachse
der Haupthülse exzentrisch verläuft und mit der Längsachse der zusätzlichen Hülse
zusammenfällt, während im Innern der zusätzlichen Hülse das Formwerkzeug befestigt
ist, ist es möglich, einen ortsfest gehaltenen Rohling abzurollen.
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Die Haupthülse und die zusätzliche Hülse sind mit dem Antrieb mittels
Zahnradgetrieben verbunden, wobei die Drehgeschwindigkeiten dieser Getriebe voneinander
geringfügig verschieden sind. Dies erlaubt es, den rohrförmigen Rohling über die
diametrale Oberfläche desselben abzurollen.
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Die Spannvorrichtung ist auf dem Gestell in einem Abstand vom Formwerkzeug
montiert, was die Durchführung des Erhitzens und Abrollens des rohrförmigen Rohlings
gleichzeitig in verschiedenen Zonen mit nachfolgender Zuführung des erhitzten Abschnittes
zur Bearbeitungszone ermöglicht und eine Abkühlung des Rohlings verhindert.
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Die Ausführung der Spannvorrichtung in Form von isolierten Backen,
an die eine Heizvorrichtung angeschlossen ist, für die ein Transformator verwendet
ist, erlaubt es, die Heiz-und die Spannvorrichtung zu vereinigen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
und der Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamtansicht der Maschine zum Abrollen von
rohrförmigen Rohlingen, Fig. 2 eine Planansicht der Maschine, Fig. 3 eine Ansicht
der Spindel gemäß der Pfeilrichtung M von Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt nach der
Schnittlinie IV-IV durch die Spindel gemäß Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der
Schnittlinie V-V von Fig. 1, und Fig. 6 eine Heizvorrichtung.
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Die Maschine gemäß der Erfindung umfaßt ein Gestell 1 (Fig. 1, 2),
auf dem eine Spindel 2 montiert ist. Vor und hinter der Spindel 2 sind auf dem Gestell
1 Spannvorrichtungen 3 und 4 zum Einspannen eines feststehenden Rohlings 5 angebracht.
Vor der Spannvorrichtung 3 ist auf dem Gestell 1 ferner ein Mechanismus 6 zur Zuführung
eines rohrförmigen Rohlings angeordnet. Im Innern des Gestelles 1 ist ein Elektromotor
7 montiert, der seine Drehbewegung über einen Riemenantrieb 8 auf die Spindel 2
überträgt.
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Die Spindel 2 (Fig. 3, 4) ist in Form einer Haupthülse 9 ausgeführt,
bei der die Achse B der Innenbohrung bezüglich der Längsachse A der Hülse 9 exzentrisch
liegt. In dieser Bohrung der Haupthülse 9 ist mit Hilfe eines Gleitlagers 10 eine
zusätzliche Hülse 11 achsgleich zur Innenbohrung der Haupthülsen 9 angeordnet. Hierbei
liegt die Achse der zusätzlichen Hülse 11 bezüglich der Längsachse A der Haupthülse
9 exzentrisch. An der zusätzlichen Hülse 11 ist ein Formwerkzeug 20 starr befestigt.
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Die Haupthülse 9 stützt sich an einem Lager 12 ab, das mit seinem
Außenring im Gehäuse 13 der Spindel 2 befestigt ist.
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An der zusätzlichen Hülse 11 ist ein Zahnkranz 14 ausgebildet, der
mit einer Antriebswelle 15, die im Gehäuse 13 der Spindel 3 untergebracht ist, über
einen Zahnradblock 16 und ein Zahnrad 17 verbunden ist.
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Auf die Antriebswelle 15 ist ein Zahnrad 18 aufgesetzt, das mit einem
Zahnkranz 19 in Eingriff steht, der an der Haupthülse 9 befestigt ist.Die Zahnräder
17 und 18 besitzen die gleiche Zähnezahl, wogegen der Zahnkranz 19 und der Zahnkranz
des Zahnradblockes 16 eine unterschiedliche Zähnezahl aufweisen. Diese Differenz
ist zur Erzielung von verschiedenen
Drehgeschwindigkeiten der Haupthülse
9 und der zusätzlichen Hülse 11 erforderlich, was wiederum aus den Bedingungen des
Abrollvorganges eines feststehenden rohrförmigen Rohlings 5 resultiert. Die Differenz
der Drehgeschwindigkeiten der Haupthülse 9 und der zusätzlichen Hülse 11 sowie die
exzentrische Anordnung derselben bieten demnach die Möglichkeit, das Abrollen eines
feststehenden rohrförmigen Rohlings 5 auszuführen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Drehgeschwindigkeit
der Haupthülse 312 U/min, die der zusätzlichen Hülse 300 U/min. Damit beträgt die
resultierende Umlaufgeschwindigkeit des Werkzeuges um die Rohlingsachse 3 U/min.
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Die Ausbildung der Spindel 2 in Form von Hülsen ermöglicht das Abrollen
von langen rohrförmigen Rohlingen sowohl an den Rohlingsenden als auch in den von
den Stirnseiten der rohrförmigen Rohlinge im Abstand liegenden Abschnitten.
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Die Spannvorrichtung 3 (Fig. 1, 2) wird durch zwei Paaren von Spannbacken,
nämlich festen Backen 21 (Fig. 5) und beweglichen Backen 22, die von einem Druckluftzylinder
23 betätigt werden, gebildet. Die Spannbacken 21, 22 sind elektrisch isoliert ausgeführt
und an die festen Backen 21 ist mit Hilfe von Schienen die Spannung eines Leistungstransformators
24 (Fig. 6) angelegt Die Ausführung der Spannvorrichtung 3 (Fig. 1, 2) in Form von
Backen, an die die Heizvorrichtung in Form des Leistungstransformators 24 (Fig.
6> angeschlossen ist, gestattet es, die Spannvorrichtung mit der Heizvorrichtung
zu vereinigen.
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Die mit der Spannvorrichtung 3 (Fig. 1) vereinigte Heizvorrichtung
ist auf dem Gestell 1 in einem Abstand t (Fig. 6) von der Abrollzone angeordnet,
welcher der Länge des zu erzeugenden Teiles entspricht. Dadurch können gleichzeitig
zwei Abschnitte des rohrförmigen Rohlings abgerollt und beheizt werden. Außerdem
verhindert die Anordnung der Heizvorrichtung neben der Abrollzone eine Abkühlung
des erwärmten Abschnitts des rohrförmigen Rohlings, bis dieser in die Abrollzone
gelangt.
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Die Spannvorrichtung 3 ist auf einem Tragkörper 25 (Fig. 1) angeordnet,
der auf dem Gestell 1 angebracht ist, in dem ein Druckluftzylinder 26 zum Antrieb
des Zuführungsmechanismus 6 montiert ist.
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Der Zuführungsmechanismus 6 umfaßt eine Planscheibe 27 mit einer Bohrung
für den rohrförmigen Rohling 5. An der Planscheibe 27 sind um den rohrförmigen Rohling
5 herum abgefederte Nocken 28 zum Einspannen des rohrförmigen Rohlings 5 beim Zuführen
desselben zur Abrollzone angebracht.
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Die beschriebene Maschine arbeitet folgenderweise. Der Druckluftzylinder
26 (Fig. 1) verschiebt den Zuführungsmechanismus 6 in Richtung auf die Spindel 2.
Hierbei erfassen die abgefederten Nocken 28 den rohrförmigen Rohling 5 und verschieben
denselben in die Heizzone, wonach der Druckluftzylinder 23 (Fig. 5) in Tätigkeit
tritt. Die beweglichen Backen 22 (Fig. 5) spannen den rohrförmigen Rohling in der
Spannvorrichtung 3 (Fig. 1, 2) ein. Da an die festen Backen 21 (Fig. 5) Spannung
angelegt ist, wird der in der Spannvorrichtung 3 (Fig. 1, 2) befindliche Abschnitt
des rohrförmigen Rohlings erwärmt. Die Kolbenstange des Druckluftzylinders 26 kehrt
zu dieser Zeit in die Ausgangsstellung zurück und zieht
den Mechanismus
6 zur Zuführung des rohrförmigen Rohlings nach. Der Druckluftzylinder 23 (Fig. 5)
spannt den Rohling aus. Danach führt der Druckluftzylinder 26 den rohrförmigen Rohling
5 mit seinem erwärmten Abschnitt der Spindel 2 zu.
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Der Druckluftzylinder 26 spannt den rohrförmigen Rohling 5 ein. Ein
nächster Abschnitt des rohrförmigen Rohlings 5 wird in der Spannvorrichtung 3 erwärmt.
Gleichzeitig erfolgt das Abrollen des vorher erwärmten Abschnittes des rohrförmigen
Rohlings 5. Hierzu wird der Elektromotor 7 zugeschaltet, dessen Drehbewegung auf
die Antriebswelle 15 über den Riementrieb 8 übertragen wird. Von der Antriebswelle
15 (Fig. 9) wird die Drehbewegung mit Hilfe des Zahnrades 17 und des Zahnradblocks
16 auf die zusätzliche Hülse 11 mit dem an ihr befestigten Formwerkzeug 20 und ferner
über das Zahnrad 18 und den Zahnkranz 19 auf die Haupthülse 9 übertragen. Der Abrollvorgang
erfolgt aufgrund der zusammengesetzten Bewegung des Werkzeuges 20, nämlich seines
Umlaufs um die Achse des feststehenden Rohlings 5, und des gleichzeitigen Drehens
desselben um die eigene Achse. Diese zusammengesetzte Bewegung wird dadurch erreicht,
daß die Achse B der Innenbohrung der Haupthülse 9 bezüglich der Längsachse A der
Haupthülse 9 exzentrisch liegt und um diese Bohrung herum die zusätzliche Hülse
11 achsgleich zur Längsachse B der Bohrung der Haupthülse 9 angeordnet ist. Das
Werkzeug 20 ist im Innern der zusätzlichen Hülse 11 befestigt. Die Drehbewegung
des Werkzeuges 20 um die eigene Längsachse, die mit der Achse der zusätzlichen Hülse
11 zusammenfällt, erfolgt mittels der Zahnräder 17-16, während der Umlauf des Werkzeuges
20 um die Rohlingsachse mit Hilfe der Zahnräder 18-19 erreicht wird.
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Jedoch ist es, um den feststehenden rohrförmigen Rohling auf dem ganzen
Durchmesser abrollen zu können, erforderlich, daß
sich die Umlaufgeschwindigkeiten
des Werkzeuges 20 um die eigene Achse und um die Rohlingsachse voneinander etwas
unterscheiden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Zahl der Zähne an den Zahnrädern
18 und 17 gleich ist, während die Zähnezahl am Zahnkranz 19 und an den Zahnrädern
des Zahnradblockes 16 um mehrere Zähne verschieden ist.
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Das Profil des Werkzeuges 20 ist derart ausgebildet, daß seine Erzeugenden
dem allmählichen Ubergang der Oberfläche des Rohlings von der Ausgangsform zur vorgegebenen
Erzeugnisform entspricht.
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Die Ausführung der Spindel 2 in Form von Hülsen und die zusammengesetzte
Bewegung des Formwerkzeuges 20 mit einem besonderen Profil gestattet es, den feststehenden
rohrförmigen Rohling 5 in den von den Stirnseiten desselben in Abstand liegenden
Abschnitten abzurollen.
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Nach der Beendigung des Abrollvorganges wird der Elektromotor 7 abgeschaltet
und der Druckluftzylinder 23 (Fig. 5) löst und führt die Backen 22 vom rohrförmigen
Rohling 5 ab, wonach der Abrollzone mit Hilfe des Druckluftzylinders 26 (Fig. 1)
der nächstfolgende, erwärmte Abschnitt des rohrförmigen Rohlings zugeführt wird.
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