DE2934963C2

DE2934963C2 - Vorrichtung zur Herstellung von Hohlspindeln

Info

Publication number: DE2934963C2
Application number: DE2934963A
Authority: DE
Inventors: Oldrich Olmütz/Olomouc Langr
Original assignee: Sigma Koncern Olmuetz/olomouc; Sigma Koncern
Current assignee: Sigma Lutin
Priority date: 1978-09-01
Filing date: 1979-08-29
Publication date: 1986-05-15
Also published as: DE2934963A1; IT1122940B; SE7907221L; BR7905640A; IT7925429A0; FR2434663A1; AU533134B2; GB2029739B; SE438797B; AU5041679A; US4379397A; GB2029739A; FR2434663B3

Description

wobei

s die Spindelsteigung im spindelförmigen Hohlraum (62) und

L die Länge der spindelförmigen Mittellinie in einer Spindelsteigung ist.

2. Vorrichtung zur Herstellung von Hohlspindeln mit unrundem Querschnitt, wie Statoren von Einspindelpumpen, aus rohi förmigem Halbzeug, bestehend aus einem Gehäuse und aus mehreren im Gehäuse durch Preßhübe radial beaufschlagbaren Verformungselementen, die einen in einen Verformungsabschnitt und in einen nachfolgenden Kalibrierabschnitt unterteilten spindelförmigen Hohlraum begrenzen,

wobei das Halbzeug unter Drehung um seine Längsachse schrittweise vorgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet,

daß der spindelförmige Hohlraum (62) in einem Einlaufabschnitt (621) einen kreisrunden Querschnitt mit dem Eintrittsdurchmesser d_o aufweist, daß der Verformungsabschnitt (622) des Hohlraums (62) die Form eines kontinuierlichen Übergangs vom kreisrunden Querschnitt mit dem Eintrittsdurchmesser do auf den Querschnitt einer doppelgängigen Spindel hat, und

daß im Kalibrierabschnitt (623) der Querschnitt des Hohlraums die Form dieser doppelgängigen Spindel hat,

wobei für den Eintrittsdurchmesser d_o folgende Beziehung gilt:

. _> 2 (/T χ r χ L + 4 e χ s) ° ~ Jt χ s

r =

e =

s =

Radius eines Kreisbogens im Kalibrierabschnitt (623),

Abstand der Mittelpunkte von Kreisbögen im Kalibrierabschnitt (623), Steigung der Schraubenlinie im Kalibrierabschnitt (623),

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlspindeln mit kreisförmigem und unrundem Querschnitt der im Oberbegriff des f-atentanto Spruchs 1 bzw. 2 angegebenen Gattung.

Aus der DE-OS 17 03 828 ist eine derartige Vorrichtung zum Herstellen von z. B. Hohlspindeln aus rohrförmigen] Halbzeug bekannt, bei welcher das Halbzeug schrittweise durch eine Verformungsvorrichtung hindurchgeführt und in dieser unter radialen Preßhüben umgeformt wird. Die Verformungsvorrichtung enthält mehrere backenförmige Verformungselemente, die im geschlossenen Zustand einen durchgehenden spindelförmigen Hohlraum begrenzen. Dieser Hohlraum ist in einen sich konisch zur Einlaufseite hin öffnenden Vorformabschnitt und in einen nachgeordneten Kalibrierabschnitt unterteilt und hat in jedem dieser Abschnitte kreisrunde Querschnitte. Die Verfonnungselemente sind so ausgebildet, daß sie unter Einwirkung eines axial gerichteten Preßhubes radial zugestellt werden und auf das unter Drehung schrittweise eingeführte Halbzeug eine Klemm- und Umformkraft ausüben. Nach jedem Preßhub erfolgt eine Spreizbewegung der Verformungselemente und damit eine Erweiterung des Hohlraums, in den dann das Halbzeug in einer vorbestimmten Länge unter Drehung schrittweise eingeschoben wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Exzentrizität, d. h. der Abstand der Mittelpunkte der Hohlraumquerschnitte von der Längsachse des Hohlraums über die gesamte Hohlraumlänge konstant, wobei lediglich die Größe der Hohlraumquerschnitte im Vorformabschnitt zur Einlaufseite hin zunimmt. Der Durchmesser des Halbzeugs entspricht dem Durchmesser des Kreisquerschnitts im Kalibrierabschnitu so daß die Querschnitte im Vorformabschnitt größer als die des Halbzeugs sind. Aus diesem Grunde ergibt sich im Vorformabschnitt bei jedem Pressenhub ein schraubenlinienförmiger Kontakt zwischen der Außenwand des Halbzeugs und den Verformungselementen, was außerordentlich hohe konzentrierte Druckbeanspruchungen des Halbzeugmaterials zur Folge hat und zu bleibenden Fehlern der fertigen Spindel führt.

Zur Herstellung von Spindeln mit größerer Exzentrizität und/oder kleiner Steigung, wie sie bei Rotoren für

so Spindelpumpen verlangt werden, ist es daher notwendig, die Umformvorgänge in entsprechenden Werkzeugen mit jeweils vergrößerter konstanter Exzentrizität zu wiederholen, was jedoch mit einem erheblichen technischen Aufwand an Werkzeugsätzen, Pressen und auch an Produktionszeit verbunden ist. Ein weiterer Nachteil der linienförmigen Druckberührung im Vorformabschnitt der Verformungselemente ist der relativ große Verschleiß und damit die geringe Lebensdauer dieser backenförmigen Verformungselemente. Darüber hinaus können doppelgängige Hohlspindeln, wie sie als Gehäuse für Spindelpumpen verwendet werden, mit dieser bekannten Vorrichtung nicht hergestellt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der

angegebenen Gattung zu schaffen, die bei verringertem Verschleiß ihrer Verformungselemente die Herstellung von Hohlspindeln mit relativ großer Exzentrizität und rundem sowie unrundem Querschnitt mit jeweils nur einem Satz an Verformungselementen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 2 angegebene Erfindung gelöst

Da sich bei der Vorrichtung zur Herstellung von Hohlspindeln mit kreisförmigem Querschnitt die Exzentrizität e im Verformungsabschnitt von Null an seinem Eingang bis auf den Sollwert bei seinem Obergang in den Kalibrierabschnitt vergrößert, hat ein dem Verformungsabschnitt vorgeschalteter Einlaufabschnitt die Exzentrizität Null, d. h. dieser Einlaufabschnitt mit dem Eintrittsdurchmesser d_o verläuft ohne Exzentrizität seiner Querschnitte gleichachsig zur Längsachse des durchgehenden Hohlraums. Die allmähliche Vergrößerung der Exzentrizität e im Verformungsabschnitt bewirkt einen Flächenkontakt zwischen den Verforauf dem eine Tragplatte 4 aufliegt. Zwischen dieser Tragplatte 4 und dem Boden der Aussparung 21 besteht ein Spiel 5.
Mehrere Verformungselemente 6 sind im kegelförmigen Innenraum 22 des Gehäuses 2 eingesetzt und liegen auf der Tragplatte 4 mit ihren kleineren Stirnflächen 61 auf. Diese Verformungselemente 6 umschließen einen durchgehenden Hohlraum 62, der aus einem Einlaufabschnitt 621 an der Eintrittsseite, einem Verformungsabschnitt 622 und einem Kalibrierabschnitt 623 besteht. Bei der Ausführung nach F i g. 3 hat der Hohlraum 62 in der ganzen Länge einen kreisrunden Querschnitt und einen spindelförmigen Verlauf. Die Größe des Hohlraum-Querschnitts ändert sich vom Einlaufabschnitt 621

mungselementen und dem nachgeschobenen Teil des 15 bis zum Kalibrierabschnitt 623, wobei die Größe des

Halbzeuges, so daß ein Linienkontakt und damit übermäßige Konzentrationen der Umformkräfte vermieden werden. Als Ergebnis können Hohlspindeln mit relativ kleiner Steigung und/oder großer Exzentrizität in einem Satz von Verformungselementen hergestellt werden, und zwar ohne daß übermäßig große lokale Druckkonzentrationen und dadurch hervorgerufene lViaterialfeh-Ier auftreten.

Das wesentliche Merkmal der Vorrichtung zur Her- s stellung von Hohlspindeln mit unrundem Querschnitt, 25 L insbesondere von Einspindelpumpen-Gehäusen, besteht in der gleichmäßigen Änderung der Hohlraumquerschnitte im Verformungsabschnitt, der an seinem Eingang am Ende des geradlinig zylindrischen Einlaufab-Eintrittsdurchmessers d_o und des Kalibrierdurchmessers ddurch die folgende Beziehung beschrieben wird:

wobei die Spindelsteigung des Hohlraums 62 und die Länge der Schraubenlinie einer Spindelsteigung

sind.

Die Exzentrizität e des Hohlraums 62 vergrößert sich kontinuierlich von Null bis zum Esidwert, wobei die

beschrieben wird:

wobei

der Winkel der Spindelsteigung der Schraubenlinie ist.

Schnitts einen kreisförmigen Querschnitt mit dem 30 Größe der Exzentrizität e durch die folgende Beziehung Durchmesser d_o und an seinem Ausgang zum Kalibrier- ' ' ' " abschnitt einen Querschnitt in Form einer doppelgängigen Spindel hat. Erst durch diese gleichmäßige Änderung der Querschnitte von kreisrunder zur doppelgängigen Form wird erstmals die Möglichkeit geschaffen, 35 Gehäuse von Einspindelpumpen, deren spindelförmiger Rotor die Exzentrizität e hat, aus geradlinig hohlzylindrischem Halbzeug herzustellen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die Umformung vom Halbzeug zum doppelgängigen Gehäuse in nur einem Arbeitsgang, 40 d. h. mit nur einem Satz an Verformungselementen, erfolgen kann.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung im Axialschnitt,

Fig.2 einen Teil-Querschnitt A-A der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig.3 einen Teil-Längsschnitt der Verformungselemente mit dem durchgehenden Hohlraum zur Herstellung einer Hohlspindel mit kreisrundem Querschnitt,

Fi g. 4 Querschnitte I-I, H-II, III-III des spindelförmigen Hohlraums nach F i g. 3,

F i g. 5 einen Längsschnitt des von den Verformungselementen eingeschlossenen Hohlraums in Form einer doppelgängigen Spindel,

F i g. 6 eine einlaufseitige Vorderansicht der Verformungselemente und des Hohlraums nach F i g. 5,

Fig. 7 Querschnitte I-I, H-II und III-III des Hohlraums nach Fig. 5.

Die dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von Hohlspindeln besteht aus einer Grundplatte 1, auf der ein Gehäuse 2 mit kegelförmigem Innenraum durch Schrauben befestigt ist. Das Gehäuse 2 weist auf seiner Bei Spindelgehäusen mit unrundem Querschnitt nach Fig.5 hat der Einlaufabschnitt 621 einen kreisrunden Querschnitt mit einem Durchmesser d_a der dem Durchmesser des rohrförmigen Halbzeugs entspricht und durch die folgende Beziehung beschrieben wird:

d > ²Cft"*rxL + 4exs)

° ~ it χ 5

Radius eines Kreisbogens im Kalibrierabschnitt (623),

der Abstand der Mittelpunkte von Kreisbögen im Kalibrierabschnitt (623),

die Steigung der Schraubenlinie im Kalibrierabschnitt (623),

die Länge der Schraubenlinie in einer Spindelsteigung im Kalibrierteil (623) sind.

Wie die Fig.6, 7 erkennen lassen, ändert sich der kreisrunde Querschnitt mit dem Durchmesser d_ö im Verformungsabschnitt 622 des durchgehenden Hohlraums 62 in die Form einer doppelgängigen Spindel.

Eine Druckplatte 7 liegt an der Seite des Einlaufabschniits 621 auf den Verformungselementen 6 auf und der Grundplatte i zugewandten Seite eine zylindrische 65 wird von dem Druck einer Presse beaufschlagt. Diese Aussparung 21 auf, an die sich ein kegelförmiger Innen- Druckplatte 7 weist eine Einlauföffnung 71 auf, die mit raum 22 anschließt. In der Aussparung 21 ist ein als dem Einlaufabschnitt 621 des durchgehenden Hohl-Ringkörper ausgebildetes Federelement 3 angeordnet, raums 62 verbunden ist.

Die backenförmigen Verformungselemente 6 weisen in den Teilebenen 63 Blindbohrungen 64 zur Aufnahme von Schraubenfedern 8 auf, welche die Verformungselemente 6 nach jedem Preßvorgang spreizen.

Zur Herstellung eines spindelförmigen Gehäuses 2 wird das rohrförmige Halbzeug unter Drehung um seine Längsachse bei schrittweisem Vorschub zwischen aufeinanderfolgenden Preßhüben in Richtung des Pfeiles fin Fig. 5 bei aufgespreizten Verformungselementen 6 in den Hohlraum 62 eingeführt. Die Verformungselemente 6 werden durch die Wirkung der Presse axial verschoben und radial festgeklemmt. Das Federelement 3 bewirkt die axiale Rückbewegung der Verformungselemente 6 gegenüber der Tragplatte 4 in den Rückhubphasen der Presse. Bei dieser Rückbewegung gleiten die Verformungselemente 6 an der Fläche des sich kegelförmig nach oben erweiternden Innenraums 22 des Gehäuses 2, wobei sie gleichzeitig durch die Schraubenfedern 8 gespreizt werden. Dabei wird das verformte rohrförmige Bauteil freigegeben. Beim folgenden Preßhub wird das um einen Schritt weiter vorgeschobene Halbzeug wieder festgeklemmt und zugleich radial verformt. Aufgrund des kontinuierlichen Übergangs der Exzentrizität beim Spindelgehäuse 2 mit kreisrundem Querschnitt von Null bis Endwert und des kontinuierlieher: Übergangs des kreisrunden Hohlraums auf den Querschnitt der Form einer doppelgängigen Spindel beim Spindelgehäuse 2 mit unrundem Querschnitt wird das rohrförmige Halbzeug auf die gewünschte Form in einem Arbeitsgang verformt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

35

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Hohlspindeln mit kreisrundem Querschnitt, bestehend aus einem Gehäuse und aus mehreren im Gehäuse durch Preßhübe radial beaufschlagbaren Verformungselementen, die einen in einen Verformungsabschnitt und in einen nachfolgenden Kalibrierabschnitt unterteilten spindelförmigen Hohlraum mit kreisrundem Querschnitt begrenzen,

daß sich im Verformungsabschnitt (622) des spindelförmigen Hohlraums (62) die Exzentrizität e von Null kontinuierlich bis zum Sollwert vergrößert und daß sich der Durchmesser d„ des Einlaufabschnitts (621) zum Durchmesser d des Kalibrierabschnitts (623) entsprechend der Beziehung ändert:

L =

Länge der Schraubenlinie in einer Spindelsteigung im Kalibrierteil (623).