DE3030978A1

DE3030978A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von rohren mit polygonalem querschnitt

Info

Publication number: DE3030978A1
Application number: DE19803030978
Authority: DE
Inventors: Andrè Soissons Madiot
Original assignee: BSL Bignier Schmidt Laurent SA
Current assignee: BSL Bignier Schmidt Laurent SA
Priority date: 1980-08-16
Filing date: 1980-08-16
Publication date: 1982-04-01
Also published as: DE3030978C2

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohren
mit polygonalem Querschnitt" Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Rohres mit polygonalem Querschnitt durch Aufweitung eines zylindrischrohrförmigen Rohlings mit Kreisquerscilnitt, gegebenenfalls auch eines bereits vorgeformten Rohlinges mit einer angenähert polygonalen Form.
Ziel der Erfindung ist es, einfache Verfahren und Vorrichtungen aufzuzeigen, welche die Herstellung verschiedener Profile mit engen geometrischen Toleranzen erlauben un, ausgehend von Rohlingen mit kreisförmigem oder polygonalem Querschnitt, bei der Ausführung aller polygonalen Profile anwendbar sind.
Bekannt ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines nicht kreisförmigen Rohres durch Aufweitung eines kreisförmigen Rohlinges (Schweizer Patentanmeldung 407 926); bei diesem bekannten Verfahren wiru auf die Wände des Rohlinges ein parallel zu den Seitenflachen des herzustellenden Rohres ausgerichteter Druck ausgeübt, dazu dienen T-förmige Druckstücke. Folge dieses Verfahrens sind unterschiedliche Spannungen auf den Wänden des Rohres.
Aufhabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche regelmäßige pla#tiScIiL' Verformungen auf allen Seiten des Rohres zu erreichen gestatten, so daß präzise Maße und die Geradheit der Seitenflächen gewährleistet sind.
Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiger und polygonaler Rohling in radialer Richtwlg aufgeweitet wird, bis die gewünschte Querschnittsform erreicht ist.
Der ausgebildete rechte Querschnitt des Rohlings entspricht dem ausgebildeten rechten Querschnitt des zu erreichenden Profils, abgesehen von einer Längung bzw. Dehnung, welche variieren und entsprechend den Eigenschaften des Metalles auch bis zu einer plastischen Verformung gehen kann.
Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung benutzt, die erfindungsgemäß einen langgestreckten Dorn aufweist, an dem longitudinal verlaufende Rillen angeordnet sind, in denen radial verschiebbare Radialdruckstücke geführt gleiten.
Der Dorn wird in den Rohling eingeführt, und dann werden die Druckstücke radial verschoben, um die Aufweitung des Rohlings zu bewirken.
Dorne und gleitend geführte Druckstücke berühren einander am Boden der Rillen mittels einer Vielzahl lollgitudinal unterteilter identi :#e1 er Schrägflächen, dergestalt, daß eine longitudinale Relativverschiebung zvJischen Dorn und Druckstücken auf der ges£rrten Linge derselben gleich große und zur gleichen Zeit erfolgende radiale Schubkräfte bewirkt.
Um die erforderlichen Genauigkeiten zu erreichen und um jegliche Verwindung unter dem Eigengewicht des Werkzeuges oder jede Überlastung aufgrund des Gewichtes des Rohlings auszuschalten, arbeitet der Dorn vorzugsweise in vertikaler Stellung innerhalb des Rohlings.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die radiale Aufweitung des Rohlings durch einen entsprechenden Vorschub der Druckstücke erreicht, wobei dieser Vorschub durch eine in Längsrichtung erfolgende Druckbeaufschlagung bewirkt wird, welche auf die Gesamtheit der Druckstücke gleichzeitig oder auf den Dorn ausgeübt wird.
Die radiale Resultierende der Druckbeaufschlagungen bewirkt die Radialverschiebung der Schieber und die Dehnungsbeanspruchung der Wand des rohrförmigen Rohlings, die zu dessen plastischer Verformung notwendig ist, um das Viereckprofil oder das gewünschte Profil zu erhalten.
Die anliegende Zeichnung zeigt erfindungsgemäfic Vorrichtungen zur Formung eines Viereck-Rohres aus einem rohrförmig()n> zylindrischen Rohling.
Dabei zeigen Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Dorn, welcher vier gleitend in Rillen des Dornes geführte Druckstücke zur Aufweitung und Umformung eines kreisförmigen Rohres in ein Viereck-Rohr trägt, und zwar vor der Aufweitung; Fig. 2 ein der Fig. 1 entsprechendes Schnittbild nach der Aufweitung; Fig. 5 einen Längsschnitt einer vertikal angeordneten Vorrichtung mit Dorn und Druckstücken entsprechend der Erfindung, wobei eine Bildflche den Zustand vor der Aufweitung und eine Bildhälfte den Zustand nach der Aufweitung zeigen; Fig 4 ein der Fig. 3 entsprechendes Schnittbild für eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen langgestreckten, massiven, aus einem Stück hergeste#lten Dorn 1 Dieser Dorn kann als Kern in das Innere eines Rohling 2 eingeführt werden und besitzt vier Rillen 3,4,5 und 6 in denen jeweils ein flaches Druckstück 7 aufgenemmen ist Die Rillen sind longitudinal angeordnet und jeweils gegen einander um einen Winkel von 900 versetzt Die dem Boden der zugehörigen Rille zugewandte Kante 9 eines jeden Druckstückes besitzt ein Sägezahnprofil; und der Boden 10 jeder Rille weist ein komplementäres Sägezahnprofil auf, welches vorzugsweise zusammen mit dem Dorn oder durch entsprechende Bearbeitung in dem Dorn Dargestellt wird (welches aber auch in den Rillen ange@ @ückt sein kann), wie am besten in den Fig. 5 und 4 zu erkennen ist.
Die Druckstücke haben eine Länge, die zumindest gleich der L-rlge des Rohlings ist. Die nutzbare Länge des Dorns mi#f?.
zumindest gleich der Summe der Länge der Druckstücke und der longitudinalen Relativverschiebung zwischen Dorn und Druckstücken sein.
Die longitudinale Relativvers chieturiyr dein Druckstücke und des Domes erfolgt mittels einer bydrrau# isc?tiCii Zwei-Weg- IIubvorrichtung bzw. -Wiiide 11 mit Mehrfachgestänge oder mittels mehrerer Hubvorrichtungen bzw. Winden, um die Aufweitung auszuführen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der Dorn fest und vertikal angeordnet. Der Rohling 2 wird auf den Dorn aufgeschoben, und die Druekstüeke werden gleichzeitig längs der Rillen mittels einer Druckplatte 12 vorgeschoben, welehe durch die Jlubvorri eh tun oder die TIut,vorrichtungen 11 verschoben wird. Die longitudinale Verschiebung der Druckstücke bewirkt gleichzeitig aufgrund des Zusammenwirkens der Sägezahnprofile 10 und 9 eine Radialverschiebung der Druekstücke. Nach Herstellung des Rohres 13 werden die Druckstücke durch Zurückziehen der Stangen 14 der Hubvorrichtung zurückgezogen, und zwar mittels eines auf der Druckplatte 12 angeordneten Rüekholkranzes 15, der zu diesem Zweck mittels der Zähne 16, welche in Kerben 17 der Druckstücke angreifen, die Verbindung der Druckstücke und der Platte während des Rüekhubes der Hubvorrichtung bewirkt.
Ein starker, massiver und fester Dorn, welcher eine einwandfreie Stabilität für das Werkzeug gewahrleistet, und die vertikale Anordnung, welche jegliche Verwindung verhindert, sind eine Kombination, die insbesondere zur Herstellung von Rohren mit großer Länge und hoher Präzision geeignet ist. (Ein Rohr mit polygonalem Querschnitt, im allgemeinen quadratisch oder rechteckig, kann bis zu 6 m lang sein.) Bei der schematisch in Fig. 4 dargestellten abgewandelten Ausführungsform ist der Dorn horizontal und i;eweglich a1;-geordnet, wahrend die Druckstücke in longitlloinaler Ptichtung unverschiebbar und nur in RadialrichtunG beweglich angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungsform drückt die Hubvorrichtung 11 auf ein Organ 20, um die Aufweitung auszuführen. Eine Druckplatte 18 dient bei der Radialverschiebung der Druckstücke als Gegendruckplatte für die Hubvorrichtung und als Anschlag für die Druckstücke. Die Verbindung zwischen dem Organ 20 und der Hubvorrichtung ist schematisch mittels Stange 19 dargestellt.
Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Der Fachmann kann Abwandlungen vorsehen, indem er Einzelheiten ändert bzw. hinzufügt oder die beschriebenen Merkmale durch äquivalente Mittel ersetzt.

Claims

"Verfahren und Vorrichtung zur Her's tci lunt von Rohren mit polygonalem Quersehnitt" Ansprüche @ Verfahren zum Herstellen von Rohren mit polygonalem, insbesondere rechtwinklig polygonalem Querschnitt durch plastische Verformung eines rohrförmigen Rohlinges, wobei der Rohling bis zum Erreichen des richtigen gewünschten Querschnittes aufgeweitet wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Rohling (2) radial aufgeweitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (2) durch vier Druckbeaufschlagungen in Radialrichtung aufgeweitet wird, wobei die Druckbeaufsehlagungen auf den Rohling in vier gegeneinander jeweils um 900 versetzte Druckrichtungen ausgeübt werden.
3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach eine.

der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestreckter Dorn (1) vorgesehen ist, an dem longitudinale Rillen (3,4,5,6) angeordnet sind, in denen radial ausgerichtete, radial verschiebbare Druckstücke (7) gleitfähig geführt sind, daß Vorrichtungen für eine longitudinale Relativverschiebung des Dorns (1) und der Radialdruckstücke (7) vorhanden sind, und daß der Boden (10) einer jeden Rille (#,4,5,6) und die dem Boden zugewandte Kante (9) des jeweiligen Druckstückes (7) komplementäre Sägezahnprofile aufweisen, dergestalt, daß die genannte longitudinale Relativverschiebung eine Radialverschiebung des jeweiliges Druekstückes (7) in der Rille (3,4,5,6) bewirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 5, didureh gekennzeichnet, daß der Dorn (1) feststehend angeordnet ist, und daß die Druckstücke (7) in den Rillen (5,4,#,6) mittels einer Hubvorrichtung (11) längsverschiebbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (11) auf Druck arbeitet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1) vertika]. angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (7) während der Expansionsbewegung gegen eine Longitudinalbewegung gesperrt sind und der Dorn (1) mittels einer Hubvorrichtung (11) längs der Druckstücke (7) längsverschiebbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (11) auf Zug arbeitet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (I) horizontal angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1) als Block ausgebildet ist, welcher vier radiale Längsrillen (5,4,5>6) aufweist, die gegeneinander Jeweils um einen Winkel von 900 versetzt angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (7) Flachprofilstücke sind.