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Werkzeug zum Erzeugen von Formstücken aus Rohrabschnitten
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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Erzeugen von Formstücken aus
Rohrabschnitten durch Formen in einem elastischen Medium, bestehend aus einem oberen
und unteren Formteil, dessen auf Festigkeit beanspruchter unterer Teil einen Formungsraum
und einen Behälter für das Formungsmedium enthält, bei dem im unteren Formteil des
Werkzeuges zwei zylindrische Führungen für Formung dorne und wenigstens eine zylindrische
Führung für Bremsdorne vorgesehen sind, an welche der Formungsrauin für das Formstück
anschließt, wobei für das Abdichten der beiden zylindrischen Führungen im unteren
Formteil des werkzeuges Nuten ausgeführt sind.
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Ein solchesbekanntes Werkzeug wird zum Herstellen von Forinstücken
aus Rohrabschnitten aus Metall, z.B. Kupfer oder Stahl, benutzt. Solche Formstücke
finden z ß.
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als T-Stücke beim Bau von Wasserleitungen Verwendung.
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Bekannte Werkzeuge dieser Art sind in einem geschlossenen Raum untergebracht,
der mit dem Formungsmedium gefüllt ist. Das zu verformende Rohrstück wird mit dem
Formungsmedium,
meist Oel oder eine Emulsion, gefüllt.
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Das Oel wird unter Druck gesetzt und weitet nun einen Teil der Rohrwandung
derart aus, daß ein Abzweig an dies Stelle entsteht. Die Qualität der Rundung an
dieser Stelle entspricht aber oftmals nicht den zu stellenden Forderungen. Denn
gerade am Übergang vom Rohr in den Abzweig sollte die Materialstärke keine Sprünge
aufweisen, sondern sich allmählich und kontinuierlich änder möglichst aber gleichbleibend
sein.
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Problematisch ist bei der bekannten Vorrichtung auch das Sichern eines
mechanisierten oder automatisierten Betriebes mit Rücksicht auf Möglichkeiten eines
Herausnehmens des gepreßten Formstückes. Die Möglichkeit eines automatisierten Wechselns
eines Werkzeuges, dessen Einspannen inbegriffen, ist gleichfalls nicht gesichert.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Es ist die Aufgabe der Erfindung,
das Werkzeug so zu gestalten, daß der Materialfluß beim Ziehen einwandfrei wird
und die Materialstärke im Bereich der Abzweigung den oben genannten Forderungen
entspricht.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Formungsraum wenigstens über
einen Kanal mit dem Behälter des Sormungsmediums verbunden ist.
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Durch die Anordnung dieses Kanales wird erreicht#, daß der Formungsvorgang
zu einer erheblichen verbesserten Oberflächenqualität führt. Bisher vorhandene Materialungleichmäßigkeiten
sind nun nicht mehr vorhanden. Auch Riefen, wellenförmige Materialanhäufungen, sind
nicht mehr feststellbar. Die Oberfläche des Materiales ist vielmehr völlig glatt
und einwandfrei entsprechend der Form gerundet.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Formungsraum des Formstückes wenigstens
über einen Abfallkanal mit dem Arbeitsraum verbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht,
daß die durch das sich beim Ziehen aufweitende Material im mittleren Teil des zu
verformenden Rohrabschnittes aus dem Ziehraum verdrängte Öl ohne Schwierigkeiten
in den Arbeit£ raum abfließen kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn im unteren Formteil des Werkzeuges ein Zufuhrkanal
und ein Abfallkanal für das Sormungsmedi.um vorgesehen sind. Durch diesen Zufuhrkanal
wird das Sormungsmedium unter einem Druck, der niedriger ist als der Druck des Formungsmediums
im Inneren des zu verformenden Rohrabschnittes, der Aussenseite des zu verformenden
Rohrabschnittes zugeführt, so daß die Aussenseite des zu verformenden Rohrabschnittes
während des Verformungsvorganges immer einwandfrei geschmiert ist.
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Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt
einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug zum Bilden von Formstücken durch
Formen in einem elastischen Medium.
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Das Werkzeug besitzt einen oberen Formteil 1 und einen unteren Formteil
2. Im unteren Formteil 2 sind zylindrische Führungen 3,4 für Formungsdorne 5 und
einen Bremsdorn 6 vorgesehen. Die Dorne werden durch Dichtungen 7 abgedichtet, die
sich im unteren formteil 2 des Werkzeug ges befinden. Der untere Formteil 2 bildet
einen Behälter, der mit einem Formungsmedium 13 gefüllt ist.
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Der eigentliche Formungsraum 8, in dem aus einem Rohrabschnitt ein
Fitting, z.B. ein T-Stück für eine Rohrleitung geformt wird,befindet sich gleichfalls
im unteren
Teil 2 des Werkzeuges. Hier wird das Formstück geformt.
In diesen Formungsraum 8 mündet ein Kanal 9, der mit dem Behälter 13 in Verbindung
steht, evtl.
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noch ein Abfallkanal 10. Im Behälter ist noch ein Zufuhrkanal 11 und
ein Ablaßkanal 12 für das Formungsmedium 13 vorgesehen. Das ganze Werkzeug befindet
sich im Arbeitsraum 14 einer Herstellungsvorrichtung für Formstücke.
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Uber den Zufuhrkanal 11 wird entweder mittels ein zelner Dosen oder
kontinuierlich der untere Teil 2 des Werkzeuges gefüllt. Die Dichtungen 7 verhüten
ein Entweichen des Formungsmediums entlang der Formungsdorne 5, die in zylindrischen~Fuhrungen
3 gelagert sind und entlang der Bremsdorne 6 in den zylindrischen Führungen 4.
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Das Formen wird folgendermaßen ausgeführt: Der Behälter der durch
den unteren Formteil 2 des Werkzeuges gebildet wird, wird mit einem Formungsmedium
13, z.B. mit 01, einer Emulsion oder dergleichen gefüllt.
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In den Behälter wird ein rohrförmiges Halbfabrikat aus festem Material,
z.B. aus Stahl, Kupfer oder dergleiche eingelegt, das mit dem Formungsmedium 13
gefüllt wird.
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Gleichzeitig wird dessen ganze Oberfläche dabei geschmiert und dessen
Innenraum entlüftet. Der obere Teil 1 des Werkzeuges sitzt an dem unteren Teil 2
des Werkzeuges und klemmt das Halbfabrikat ein.
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Die Formungsdorne 5 stützen sich gegen die Stirnflächet des Halbfabrikates
und sichern ein Abdichten des Innenraumes.
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Über die inneren Kanäle der Formungsdorne 5 wird im Halbfabrikat der
nötige Druck des Formungsmediums 13 erzeugt bei gleichzeitigem sichern einerseits
des Kontaktes zwischen Stirnflächen des
Halbfabrikates und den Formungsdornen
5, andererseits das Klemmen zwischen dem oberen Teil 1 und dem unteren Teil 2 des
Werkzeuges.
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Durch Erhöhen der Formungskraft derFormungsdorne 5 kommt es zu einer
plastischen Deformation des Materiales im Formungsraum 8 des Formstückes unter gleichzeitigem
Unterhalten des nötigen Druckes innerhalb des Halbfabrikates und einem Erzeugen
der nötigen Bremskraft durch die Bremsdorne 6.
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Das Beenden des Formungsvorganges ist auf ein Erzielen der geforderten
Lage der Formungsdorne 5 gebunden.
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Das Heben des Formstückes zum Zerausnehmen aus dem Formungsraum wird
durch Bremsdorne 6 nach vorheriger Dekompression des Formungsmediums 13 im Formungsraum
und Heben des oberen Teiles 1 des Werk#euges ausgeführt.
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Während des Formens, bei dem der obere, Formteil 1 des Werkzeuges
arbeitet, wird das überflüssige Sormungsmediun 13 aus dem Raum, wo die Abrundung
des Formstückes ausgeführt wird, entweder über den Kanal 9 oder den Abfallkanal
10 abgeführt.
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Uber die Größe des Kanals 9 des Behälters bzw. des Abfallkanals 10
entscheidet die Größe des Werkzeuges, die Größe und Gliederung des Preßstückes und
das damit susammenhängende Erwärmen des Formungsmediums 13. Der Ablaßkanal 12 dient
zum Entleeren des unteren Teiles 2 des Werkzeuges, allfällig für ein Sichern eines
Wechselns des Formungsmediums, gegeben wurd Wärmeverhältnisse im Werkzeug. Der Arbeitsraum
des Werkzeuges wird durch direkte Zufuhr gefüllt. Bei manchen Anordnungen können
gleichzeitig Behälterkanäle 9 als auch Ablaßkanäle 10 vorgesehen sein.
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Der Kanal 9 und lo ist alternativ, wenigstens einer von ihnen ist
nötig. Dieser Kanal ist wegen der Abführung des Formungsmediums aus dem Raum nötig,
damit es nicht zum Schließen des Mediums in diesen Raum und dadurch zur unerwünschten
Deformation des geformten Materials kommen könnte.
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Im Raum 8 kann nicht die Flüssigkeit unter Druck sein, der richtige
Druck des Formstücks könnte nicht gebildet werden. Der Bremsdorn sitst am Anfang
der Operation an dem Halbfabrikat an und im Verlaufe des Ziehens tritt er vor dem
sich bildenden Abzweig des Formstücks zurück.
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Er wird durch die Kraft gedrückt, welche das Druckmedium im Inneren
des Halbfabrikats entfaltet, wobei die Größe des Widerstandes des Bremsdornes 6
einstellbar ist. Außerdem fungiert der Bremsdorn 6 nach Beendigung der Formungst
operation auch als ein Auswerfer.
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Durch den Zufuhrkanal 11 wird noch vor dem Einlegen des Halbfabrikats
der Raum 13 mit dem Formungsmedium gefüllt, In dieses Medium wird dann das Halbfabrikat
eingelegt, das auf diese Weise mit der nötigen Flüssigkeit gefüllt und gleichzeitig
auch entlüftet wird. Über die inneren Kanäle der Formungsdorne 5 wird der Druck
nur im Inneren des im voraus gefüllten Halbfabrikats hervorgerufen.
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Durch diese wird nicht die primäre Füllung des Halbfabrikats mit der
Flüssigkeit durchgeführt.
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Der Abfallkanal 12 dient zur Entleerung des unteren Teiles 2 des Werkzeuges,
eventuell zur Sicherung des Austausches des Formungsmediums 13. Es ist in ihm das
Absperrventil untergebracht.
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Die Frage des automatisierten Betriebs bei der Herausnahme des Formstückes
und dem Austausch des Werkzeugs wird dadurch
gelöst, daß das Werkzeug
gemäß der Erfindung eine kompakte Ausführung einschließlich des Raumes für das,
Formungsmedium aufweist. Es ist möglich, mit ihm als mit einem Ganzen zu manipulieren.
Es wird nicht in den Behälter eingeschoben und der, Für den automatisierten Austausch
der Werkzeuge werden bekannte Mechanisierungsmittel angewendet, zum Beispiel in
unserem Fall sind es die hydraulischen Zylinder und Spannpratzen. Dasselbe gilt
für den automatisierten Austausch von Halb~fabrikaten und Formstücken, wo die Lösung
des Werkzeuges die Anwendung der Industrieroboter für die Manipulation mit Halbfabrikaten
und Formstücken ermöglicht, was auch in unserem Fall ausgenutzt wird.