DE2731965C2

DE2731965C2 -

Info

Publication number: DE2731965C2
Application number: DE19772731965
Authority: DE
Inventors: Peter 6835 Bruehl De Loeser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1987-07-02
Also published as: DE2731965A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen von rohrförmigen Werkstücken, bei dem man das Werkstück um seine Längsachse rotieren läßt, erhitzt, im erhitzten Zustand aufweitet und dabei radial von außen mit wenigstens einem Walzvorgang auf die Wandung des Werkstückes arbeitet und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for deforming tubular workpieces, in which you move the workpiece around rotates its longitudinal axis, heated, in the heated state expands and radially from the outside with at least one Rolling process on the wall of the workpiece works and a device for performing the method.

Bei diesem aus der DE-AS 14 52 375 bekannten Verfahren und der ebenfalls danach bekannten Vorrichtung wird die Auf weitung eines Rohres in einem Warmverformungprozeß bei gleichzeitigem axialen Stauchen und Walzen des Rohraußen mantels dadurch bewirkt, daß man das Rohr mit einem hohen, im Rohrinnern wirkenden Gasdruck aufbläht. Bei diesem Ver fahren des Standes der Technik rotiert man das Rohr um seine Längsachse und man erzeugt im Innern des Rohres einen Druck von ca. 70 atm. Durch diesen Druck beginnt sich das Rohr in vorerwärmten Bereichen aufzuweiten und zwar durch den hohen Binnengasdruck. Zwar rotiert beim Aufweiten das Rohr, wobei auch eine Zentrifugalkraft am Rohrmantel angreift. Jedoch wird diese Zentrifugalkraft nicht oder nicht wesentlich zur Formung des Werkstücks verwendet; zu diesem Zweck ist vielmehr eine Druckbeaufschlagung mit einem hohen Innendruck vorgesehen.In this method known from DE-AS 14 52 375 and the device also known thereafter is the on expansion of a pipe in a hot forming process simultaneous axial upsetting and rolling of the outer tube jacket by causing the pipe to have a high, Inflates gas pressure inside the pipe. With this ver Driving the state of the art one rotates the tube around his Longitudinal axis and you create a pressure inside the tube of approx. 70 atm. This pressure starts the pipe in to expand preheated areas by the high Internal gas pressure. The tube rotates when expanding, whereby a centrifugal force also acts on the pipe jacket. However this centrifugal force is not or not significantly for shaping of the workpiece used; for this purpose is rather a Pressurization with a high internal pressure is provided.

Das Einbringen von Druckgas in einen rotierenden, erwärmten Rotorkörper ist nachteiligerweise aufwendig. Es ist eine gute Abdichtung des aufgedornten Rohrkörpers erforderlich; das Druckgas muß in das rotierende Teil geführt werden, was eine aufwendige Leitungs-, Dichtungs- und Anschlußkonfiguration erfordert. Nicht zuletzt muß auch das Druckgas selbst bereit gestellt werden, wie z. B. durch Installation und laufenden Betrieb einer Druckluft-Kompressoranlage. Die Investitions- und Betriebskosten werden dadurch erhöht. Auch stellt sich das Problem, den Gasdruck beim Aufblähen des Rohrkörpers präzise zu regeln.The introduction of compressed gas into a rotating, heated one The disadvantage of the rotor body is that it is complex. It is a good one Sealing of the flared tubular body required; the Compressed gas must be led into the rotating part, which is a elaborate pipe, seal and connection configuration required. Last but not least, the compressed gas itself must also be ready be placed such. B. by installation and ongoing Operation of a compressed air compressor system. The investment and operating costs are increased. It also turns out Problem, the gas pressure when inflating the tube body precisely to regulate.

Es ist also nicht möglich, auf die Anwendung von Druckgas zum Aufblähen des Rohrkörpers zu verzichten, um eine verfahrens technische und apparative Vereinfachung zu ermöglichen.It is therefore not possible to apply compressed gas Inflate the tube body to forego a process to enable technical and equipment simplification.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß auf das technisch umständliche Einbringen von Druckgas in einen rotierenden und erwärmten Rohrkörper mit den Nachteilen der Schaffung einer guten Abdichtung des aufgedornten Rohrkörpers völlig verzichtet werden kann, mit anderen Worten, es soll ein druckgasfreies Verfahren zum Verformen von rohrförmigen Werk stücken geschaffen werden, das technisch einfach und auch kostengünstiger als das Verfahren des Standes der Technik durch zuführen ist. The invention is therefore based on the object of the method of initially mentioned genus so that on the technically cumbersome introduction of compressed gas in a rotating and heated tubular body with the disadvantages of Creation of a good seal of the thickened tubular body can be completely dispensed with, in other words, it should Pressurized gas-free process for deforming tubular work pieces are created that are technically simple and also cheaper than the prior art method is to be fed.

Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen.Furthermore, the invention is based on the object Device for performing the method according to the invention to accomplish.

Die Lösung der oben genannten Gesamtaufgabe besteht erfindungs gemäß in dem, was in den Kennzeichen der Ansprüche 1 und 4 er faßt ist.The solution to the above-mentioned overall problem is fiction in accordance with what is stated in the characteristics of claims 1 and 4 is grasped.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen erfaßt.Advantageous embodiments of the invention are in the Unteran sayings captured.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den hervorstechenden Vor teil, daß mit ihm rohrförmige Werkstücke praktisch beliebig ver formt werden können. Insbesondere lassen sich gemäß der bevor zugten Ausgestaltung der Erfindung kegelförmige Rohre herstellen, wie sie bei Rollgängen Verwendung finden. Dabei ist das Verfahren höchst einfach und dementsprechend billig durchzuführen.The method according to the invention has the prominent advantage part that ver with him tubular workpieces practically any can be shaped. In particular, according to the before produce preferred embodiment of the invention conical tubes, as they are used on roller tables. Here is the procedure extremely simple and therefore inexpensive to carry out.

Es lassen sich auch in vorteilhafter Weise beliebig geformte, rotationssymmetrische Rohre herstellen, die in anderer Weise nicht herzustellen bzw. nicht zu walzen sind. Es lassen sich auf diese Weise selbst Hinterschneidungen innerhalb eines Rohr mantels ausformen. Derartig spezielle Werkstücke waren bisher nur durch Schweißen herstellbar. Any shape, manufacture rotationally symmetrical pipes in a different way cannot be manufactured or rolled. It can be this way even undercuts within a pipe shape the jacket. Such special workpieces were previously can only be produced by welding.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is described in the following description of embodiments shown in the figures explained. It shows

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf eine Verform maschine, in deren Futter ein Formgebungsteil und ein Werkstück eingespannt ist, Fig. 1 is a schematic side view of a machine to warp, is clamped in the chuck, a shaping part and a workpiece,

Fig. 2 und Fig. 3 je ein Werkstück, welche auf der Einrichtung gemäß Fig. 1 hergestellt worden sind, Fig. 2 and Fig. 3 are each a workpiece, which have been produced on the apparatus of FIG. 1,

Fig. 4 und Fig. 5 je ein Werkstück, welche auf der Einrichtung gemäß der Fig. 1 hergestellt worden sind, FIGS. 4 and Fig. 5 depending on a workpiece, which have been produced on the apparatus of the Fig. 1,

Fig. 6 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zum Verformen von Werkstücken, Fig. 6 is a front view of the device according to FIG. 1, for deforming workpieces,

Fig. 7 eine schematische Vorderansicht eines Aufbausatzes zur Fliehkraftverformung von rohrförmigen Werk stücken auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 7 is a schematic front view of a construction set for centrifugal deformation of tubular workpieces to the apparatus according to Fig. 1,

Fig. 8 ein Werkstück, welches auf der Einrichtung gemäß Fig. 7 hergestellt ist, Fig. 8 is a workpiece that is produced in the apparatus of FIG. 7,

Fig. 9 eine Seitenansicht zur Fliehkraftverformung zum Aufbausatz gemäß Fig. 7, Fig. 9 is a side view for centrifugal deformation for building set according to Fig. 7,

Fig. 10 Steuer- und Leitlineale zur Vorrichtung gemäß Fig. 1. Diese können auch durch eine servo-hydraulische Abtasteinheit ersetzt sein. Fig. 10 control and guidelines for the device according to Fig. 1. These can also be replaced by a servo-hydraulic scanning unit.

Gemäß der Fig. 1 besteht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer Drehmaschine 1, die ein Drehbankfutter 2 aufweist. In dieses Futter 2 ist eine kegelförmige, gestreckte Walze eingespannt und zwar mit ihrem dickeren Ende. Auf diese Walze 3 ist ein rohr förmiges Werkstück 4 aufgezogen, welches ebenfalls im Futter 2 festgehaltert ist. Bei Drehen des Futters 2 dreht sich also die Walze 3 mitsamt dem Werkstück 4. Des weiteren ist an der Drehmaschine 1 ein Schlitten 7 vorgesehen, der einer Transportspindel 8 entlang läuft. Der Schlitten trägt ein Druckstück 41, welches zum Anpressen des Mantels des Werkstücks 4 an die Walze 3 dient. Eine Halterung 6 ist auf dem Schlitten 7 angeordnet, die z. B. einen Brenner 5 trägt, der ein normaler Propangasbrenner sein kann. Handräder dienen zur manuellen Anstellung für das Druckteil 41; der Vorschub des Schlittens 7 wird durch die Spindel 8 ausgeführt. Natürlich kann die Bewegung des Schlittens 7, sowie die senk recht dazu verlaufende Bewegung des Druckstücks 41 auch selbsttätig von Hand über Getriebesteuerungen oder mit Hydraulik bewerkstelligt werden. Des weiteren ist es möglich, mehrere Brenner vorzusehen, die dann längs des Drehbankbettes über dem Werkstück angeordnet sind. According to FIG. 1, a device for carrying out the method according to the invention consists of a lathe 1 which has a lathe chuck 2 . In this chuck 2 a conical, stretched roller is clamped, with its thicker end. On this roller 3 , a tubular workpiece 4 is mounted, which is also held in the chuck 2 . When the chuck 2 is rotated, the roller 3 rotates together with the workpiece 4 . Furthermore, a slide 7 is provided on the lathe 1 , which runs along a transport spindle 8 . The carriage carries a pressure piece 41 , which is used to press the jacket of the workpiece 4 against the roller 3 . A bracket 6 is arranged on the carriage 7 , the z. B. carries a burner 5 , which can be a normal propane gas burner. Handwheels are used for manual adjustment for the pressure part 41 ; the feed of the carriage 7 is carried out by the spindle 8 . Of course, the movement of the carriage 7 , as well as the perpendicular movement of the pressure piece 41, can also be accomplished automatically by hand via transmission controls or with hydraulics. Furthermore, it is possible to provide several torches, which are then arranged along the lathe bed above the workpiece.

Die Doppelpfeile in Fig. 1 deuten die Bewegungsmöglich keiten des Schlittens und des Druckstücks an.The double arrows in Fig. 1 indicate the possibilities of movement of the carriage and the pressure piece.

Teile 39/40 sind das Steuer- und Leitlineal, das durch eine servo-hydraulische Steuerung ersetzt sein kann.Parts 39/40 are the control and guidance ruler, which can be replaced by a servo-hydraulic control.

In den Fig. 2 und 3 ist je ein Werkstück abgebildet, welches auf der Einrichtung der Fig. 1 hergestellt worden ist. Das Werkstück 9 ist ein zylindrisches Rohr mit einer abfallenden Schulter, an die sich ein verjüngtes, ebenfalls zylindrisches Rohrstück anschließt. Das Werkstück 10 ist ein kegelstumpfförmiges Rohr.In FIGS. 2 and 3, a workpiece is displayed depending which has been prepared in the apparatus of Fig. 1,. The workpiece 9 is a cylindrical tube with a sloping shoulder, which is followed by a tapered, also cylindrical tube piece. The workpiece 10 is a frustoconical tube.

Fig. 6 zeigt die Vorderansicht der Vorrichtung zur Druckverformung von rohrförmigen Werkstücken. Ein Maschinen bett 13 weist ein Haltegestell 16 auf, in dem zwei Druck walzen 14, 15 drehbar gelagert sind. Die Druckwalzen 14, 15 liegen sich z. B. waagrecht gegenüber und sind radial be züglich zwischen den Druckwalzen 14, 15 angeordneten Werk stückes 19 verschieblich. Die radiale Verschieblichkeit der Druckwalzen wird durch die beiden Doppelpfeile in Fig. 6 angedeutet. An dem Haltegestell 16 ist eine Halterung 17 befestigt, die einen Brenner 18 zur Erhitzung des Werkstückes 19 trägt. Das Werkstück 19 kann um seine Längsachse gedreht werden, was wiederum vorteilhafter weise mit einer Drehmaschine bewerkstelligt wird. In diesem Falle können die Walzen 14, 15 auch links und rechts des Werkstückes am Drehbankbett befestigt sein. Bei einer stationären Verformung der Wandung des Werkstücks aufgrund einer Vielzahl von Rollen 14, 15 entfällt hier ein beweg licher Schlitten für die Verformung des Werkstücks. Fig. 6 shows the front view of the device for compression molding tubular workpieces. A machine bed 13 has a support frame 16 in which two pressure rollers 14, 15 are rotatably mounted. The pressure rollers 14, 15 are z. B. horizontally opposite and are radially displaceable relative to the pressure rollers 14, 15 arranged piece 19 displaceable. The radial displaceability of the pressure rollers is indicated by the two double arrows in FIG. 6. A holder 17 is attached to the holding frame 16 and carries a burner 18 for heating the workpiece 19 . The workpiece 19 can be rotated about its longitudinal axis, which in turn is advantageously accomplished with a lathe. In this case, the rollers 14, 15 can also be attached to the lathe bed to the left and right of the workpiece. In the case of a stationary deformation of the wall of the workpiece due to a multiplicity of rollers 14, 15 , a movable slide for the deformation of the workpiece is omitted here.

In den Fig. 4 und 5 ist je ein Werkstück 11, 12 gezeigt, die auf der Walzeneinrichtung 13 gemäß der Fig. 1 oder 6 hergestellt worden sind. Das Werkstück 11 der Fig. 4 ist doppelkegelstumpfförmig ausgebildet, wobei die dickeren Enden jeweils außen liegen. Das Werkstück 12 der Fig. 5 besitzt zwei Einschnitte 42, 43 von verschiedener Tiefe und Gestalt.Have been shown in FIGS. 4 and 5, depending on a workpiece 11, 12, on the rolling device 13 according to the Fig. 1 or 6 manufactured. The workpiece 11 of FIG. 4 is shaped like a truncated cone, the thicker ends being on the outside. The workpiece 12 of FIG. 5 has two incisions 42, 43 of different depth and shape.

In den Fig. 7 und 9 ist je eine Einrichtung zur Flieh kraftverformung eines rohrförmigen Werkstücks dargestellt.In Figs. 7 and 9 each have a device for centrifugal force-deformation of a tubular work piece shown.

Fig. 7 zeigt in schematischer Ansicht eine Walzeinrichtung 20 für Fliehkraftverformung. Ein zu verformendes, rohrförmiges Werkstück 24 ist wiederum drehbar gelagert. Diese Walzein richtung weist des weiteren verschiedene Brenner 25, 26 und 27 auf, mit denen das Werkstück 24 erhitzt werden kann. Um den Umfang des Werkstücks 24 symmetrisch verteilt, sind drehbar drei Begrenzungswalzen 21, 22 und 23 angeordnet, die geeignet in der Walzeinrichtung gehaltert sind. Die Begrenzungswalzen 21, 22 und 23 können ebenfalls radial in bezug auf das Werkstück 24 verschieblich sein. Fig. 7 shows a schematic view of a rolling device 20 for centrifugal deformation. A tubular workpiece 24 to be deformed is in turn rotatably supported. This Walzein direction also has various burners 25, 26 and 27 with which the workpiece 24 can be heated. Distributed symmetrically around the circumference of the workpiece 24 , three limiting rollers 21, 22 and 23 are rotatably arranged, which are suitably held in the rolling device. The limiting rollers 21, 22 and 23 can also be displaceable radially with respect to the workpiece 24 .

Gewöhnlich berühren die Begrenzungswalzen das Werkstück im nichtverformten Zustand nicht. Wenn das Werkstück erhitzt ist, und in Rotation gebracht wird, beginnt die Wandung des Werkstücks aufgrund der Fliehkräfte sich auszudehnen, bis die Wandung an die Begrenzungswalzen anläuft. Bei weiterer Rotation und Erhitzung des Werkstücks wird nun die Wandung desselben in die Form der Begrenzungswalzen einge drückt und die Form derselben an das Werkstück abgeformt. Bei entsprechenden Wandstärken werden die Begrenzungswalzen nach innen zur Anlage an das Werkstück gefahren und beim Erhitzen langsam nach außen gesteuert, um keinen unrunden Querschnitt zu erhalten.The limit rollers usually touch the workpiece in the undeformed condition not. When the workpiece is heated and is brought into rotation, the wall begins the workpiece expand due to the centrifugal forces, until the wall touches the boundary rollers. At further rotation and heating of the workpiece Wall of the same in the shape of the boundary rollers presses and molded the shape of the same on the workpiece. With appropriate wall thicknesses, the limiting rollers moved inwards to the workpiece and at Heating slowly controlled to the outside so as not to make any out of round Get cross section.

Fig. 8 zeigt ein Werkstück 28, welches in einer Walzenein richtung gemäß der Fig. 7 hergestellt worden ist. Das rohrförmige Werkstück 28 besitzt hier eine Tonnenform, was mit anderen Verfahren nur unter sehr viel aufwendigeren Mitteln herzustellen ist. Fig. 8 shows a workpiece 28 which has been produced in a Walzenein direction according to FIG. 7. The tubular workpiece 28 has a barrel shape here, which can only be produced with other methods using much more complex means.

Fig. 9 zeigt die Seitenansicht der Vorrichtung zur Heiß verformung von rohrförmigen Werkstücken mittels Fliehkraft. In ein Futter 30 einer Drehbank 29 ist ein Werkstück 31 eingespannt, wobei längs des Werkstückes 31 eine Begrenzungs walze 32 mit dem entsprechenden Profil in einer Halterung 33, 34 geeignet gehaltert drehbar ist. Über dem Werkstück 31 sind Brenner 35, 36 und 37 angeordnet. Nach Erhitzen des Werkstückes 31 und Rotation desselben baucht sich das Werk stück entsprechend den Fliehkräften auf und wird gegen die lose mitlaufende oder angetriebene Begrenzungsrolle 32 gedrückt. Auf diese Weise wird das Profil der Begrenzungs rolle auf die Wandung des Werkstücks 31 übertragen. Fig. 9 shows the side view of the device for hot deformation of tubular workpieces by centrifugal force. In a chuck 30 of a lathe 29 , a workpiece 31 is clamped, along the workpiece 31 a limiting roller 32 with the corresponding profile in a holder 33, 34 is suitably rotated. Burners 35, 36 and 37 are arranged above the workpiece 31 . After heating the workpiece 31 and rotating the same, the workpiece bulges in accordance with the centrifugal forces and is pressed against the loosely moving or driven limiting roller 32 . In this way, the profile of the limiting role is transferred to the wall of the workpiece 31 .

Die Begrenzungsrollen 32 sind in ihrer Halterung 33 und 34 verschiebbar gelagert, um bei entsprechenden Wandstärken nach innen zur Anlage an das Werkstück zu gelangen.The limiting rollers 32 are slidably mounted in their holders 33 and 34 in order to come into contact with the workpiece with appropriate wall thicknesses.

Claims

1. A method for deforming tubular workpieces, in which the workpiece is rotated about its longitudinal axis, heated, expanded in the heated state and thereby working radially from the outside with at least one rolling process on the wall of the workpiece, characterized in that the workpiece ( 24 , 31 ) receives a rotational speed at which a deformation of its wall occurs in the heated state solely due to the action of centrifugal force.

2. The method according to claim 1, characterized in that the rolling process takes place without touching the workpiece ( 24, 31 ) in the undeformed state and only started during the deformation of the wall of the workpiece ( 24, 31 ) and is thereby activated.

3. The method according to claim 1, characterized, that the rolling process immediately at the beginning on the still undeformed Workpiece begins and slowly radially outwards when heated is controlled remotely.

4. Apparatus for carrying out the method according to one of claims 1 to 3, with a plurality of outer rollers distributed over the length and the circumference of the workpiece, which are in particular transversely or radially deliverable to the workpiece, characterized by a preferably over the full length of the Workpiece ( 24, 31 ) extending profile roller ( 32 ), the surface line of which speaks ent of the workpiece to be created.