DE3301853A1

DE3301853A1 - Vorrichtung zur konusartigen verformung und streckung von nahtlosen metallrohren

Info

Publication number: DE3301853A1
Application number: DE19833301853
Authority: DE
Inventors: Jo&zcaron;e Jakl; &Scaron;tefan Sredi&scaron;&ccaron;e ob Dravi Sever
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-01-20
Filing date: 1983-01-20
Publication date: 1984-07-26

Description

Joze JAKL
Stefan SEVER

VORRICHTUNG ZUR KONUSARTIGEN VERFORMUNG UND STRECKUNG VON NAHTLOSEN METALLROHREN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur konusartigen Verformung und Streckung von nahtlosen Metallrohren.

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von konischen nahtlosen Rohren aus Rohlingen, bestehend aus herkömmlichen nahtlosen Rohren mit Kreisring-Querschnitt könnte man in folgende zwei Hauptgruppen einordnen:

Die Herstellung von konusartigen nahtlosen Rohren aus herkömmlichen kreisrunden nahtlosen Rohren erfolgt durch Walzen, wobei die als Verformungselemente dienenden, mit konischer Rille versehenen Walzen einen Umfang aufweisen, der gleich der Länge des fertig verformten nahtlosen Rohres entspricht.

Die Herstellung von konusartigen nahtlosen Rohren aus kreisrunden nahtlosen Rohren durch Schmieden erfordert verhältnismässig grosse Schlagkräfte, die sich in zeitlichen Intervallen wiederholen, wobei das zu verformende Rohr gleichzeitig einen Vorschub in axialem Sinne sowie eine Rotation um seine eigene Achse erfährt.

In diese Gruppe derartiger Maschinen gehört die Maschine zur Herstellung konischer Rohre aus nahtlosen runden Rohren der italienischen Firma IBP, und zwar die Type Nuova IARISTON 35. Diese bekannte Ausführung besteht aus einem Elektromotor, der die Rotationsbewegung mit Keilriemen auf ein Schwungrad überträgt, das unmittelbar auf der die Matrizen und die Hämmer samt Hammerrollen mitschleifenden Welle festgekeilt ist. Die Welle ist mit einem Längsschlitz versehen, der mit einer Axialbohrung symmetrisch in Verbindung steht. Hinter dem Schlitz ist ein Matrizenpaar, dessen Inneres ein negatives Abbild der dem Rohr

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zu gebenden Form darstellt, sowie ein Paar Hämmer angeordnet, die auf der Aussenseite der Matrizen aufliegen und an der eige" nen Aussenseite in einer besonderen Bohrung die Hammerrollen tragen. In derselben Achse wie die oben beschriebene Gruppe, bestehend aus Welle, Matrizen und Hämmern samt Hammerrollen, ist ein grosses büchsenförmiges Gebilde montiert, in dessen Innerem ähnlich wie in einem grossen Rollenlager ein Satz Rollen angeordnet ist. Diese werden durch einen Käfig gehalten. Bei Drehung der Welle werden die Matrizen und'Hämmer samt Hammerrollen mitgenommen und infolge der Fliehkraft nach aussei geschleudert. Die Hammerrollen müssen während ihrer Umlaufbewegung am stehenden Rollenkranz vorbeirollen und werden beim Passieren der jeweiligen Rolle wieder samt den Hämmern in Richtung der Rotationsachse abgedrängt., um aufgrund der Flieh-.· kraft alsbald wieder nach aussen getrieben zu werden. Diese nach aussen und nach innen gerichtete Bewegung der Hämmer und deren Hammerrollen wird auf die Matrizen übertragen, da die Hammer ja auf den Aussenseiten der Matrizen sitzen, und bewirkt die Hammerwirkung, welche die Matrizen auf das Rohr ausüben.

Der Nachteil der oben zuerst.beschriebenen Vorrichtung liegt darin, dass diese bekannte Vorrichtung zur konusartigen Verformung nahtloser Rohre, die mit den mit Verformungsrille verse» nen Rollen ausgestattet ist, welche nur für eine gewisse Länge, des fertigen konusartigen Rohres geeignet sind, für die jeweilige gewünschte Länge des fertigen konusartigen Rohres mit verschiedenen Rollensätzen ausgestattet werden muss. Dies ist einerseits verhältnismassig teuer, andererseits aber auch zeitraubend, da die Auswechselung der Arbeitsrollen, die auf Wellen besonders sicher und fest befestigt sind, viel Zeit erfordert·. '

Der Nachteil der an zweiter-Stelle-beschriebenen Art der Vorrichtungen zur konusartigen Verformung von nahtlosen Rohren besteht darin, dass 'diese durch Anforderung von starken Schlägen,die auf das zu verformende Rohr auszuüben sind, das Vorhandensein eines Schwungrades sowie eine verhältnismässige starke Konstruktion verlanger¹-, wodurch das Gewicht und somit

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auch der Kostenaufwand in die Höhe getrieften werden. Ein weiterer Nachteil derartiger Vorrichtungen liegt auch darin, dass ihre Konstruktion kompliziert ist und eine grosse Zahl mit grosser Präzision angefertigter Elemente aufweist.

Ziel der Erfindung ist es, ei&fi Vorrichtung zur konusartigen Verformung und Streckung von nahtlosen Metallrohren zu schaffen, die mit keinen Nachteilen oben beschriebener bekannnter Vorrichtungen behaftet sein wird und die in ihrem Aufbau einfach und demzufolge preiswert sein wird.

Das gesetzte Ziel wird durch die erfindungsgemässe Vorrichtung zur konusartigen Verformung von nahtlosen Metallrohren erzielt.

Im Folgenden wird die erfindungsgemässe Vorrichtung aufgrund eines Ausführungsbeispiels und aufgrund beigefügter Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen:

Pig. 1 eine Vorrichtung zur konusartigen Verformung und Streckung von nahtlosen Metallrohren in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Verformungswalze in Ansicht und im Schnitt.

Wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, besteht die erfindungsgemässe Vorrichtung aus einem Traggerüst 1a, welches auf oberem Teil zwei U-Träger 1 mit nach aussen gekehrten Flanschen aufweist, wobei die Enden beider U-Träger mit je einer Querplatte verbunden sind (die Stirn-Querplatte sowie ein Teil des rechten U-Trägers sind in Fig. 2 entfernt zur besseren Anschauung des Getriebemechanismus der Vorrichtung). Zur Erzielung der erforderlichen Arbeitshöhe können die oberen U-^Träger nach unten in Stützfüsse übergehen oder aber direkt auf ein erhöhtes Betonfundament befestigt werden, was. aber in Fig. 1 nicht dargestellt ist.

Auf jeder der inneren Flächen der beiden vertikal verlaufenden Stege der U-Träger ist je eine längsverlaufende Führung 2, 2a

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mit rundem Kreisquerschnitt befestigt, die zur Aufnahme der "beiden Joche 5i welche die hydraulischen Arbeitszylinder 6, der Vorrichtung tragen, sowie zur Aufnahme des Tragrahmens 4 des Verformungsmechanismus 4a vorgesehen ist. Die Joche 5 undder Tragrahmen 4 sind auf Führungen 2, 2a gleitend und längs- '· verschiebbar angeordnet. Im Tragrahmen 4 sind zwei Vertikalwellen 11, 11a gelagert, auf welchen die Verformungswalzen 14, 14a fest angeordnet sind, wobei die beiden Verformungswalzen 14, 14a zwischen den beiden Horizontalplatten des Tragrahmens angeordnet sind und in der Symmetrale der Breite der Verformungswalze der Umfangsfläche mit einer halbkreisartigen Rille, die sich längs des Umfanges linear verkleinert vom Anfangsradius r bis zum Endradius r . , ausgestattet sind (Fig. 2, 3).

Die Welle 11a und die Welle 11 ragen mit ihren oberen Enden aus oberer horizontaler Platte des Tragrahmens 4 und haben an diesen Enden je ein Zahnrad 12 bzw. 12a befestigt, wobei die Zahnräder 12, 12a die gleiche Zähnezahl aufweisen und untereinander im Eingriff stehen, wodurch eine entgegengesetzte Rotation beider Verformungswalzen 14, 14a erzielt wird. Zu diesem Zweck ist die Welle 11 herausragend aus der unteren Platte des Tragrahmens ausgeführt, und an diesem herausragenden Ende der.Welle 11 ist ein Zahnrad 13 befestigt, das seinerseits mit austauschbarem Zahnradvorgelege 13,· bestehend aus einem grossen Zahrad und einem Ritzel, im Eingriff steht. Dabei steht das Ritzel des Zahnradvorgeleges mit dem auf der Welle befestigten Zahnrad 13a im Einfriff, während das grosse Zahnrad des Zahnradvorgeleges 13a in eine Zahnstange 3 eingreift, die auf der inneren Seite des Steges von einem beider U-Träger 1 unter der Führung 2 befestigt ist. Für die Längsverschiebung des den Verformungsmechanismus 4a tragenden Tragrahmens 4 sind die beiden hydraulischen Arbeitszylinder 6, 9 vorgesehen, die wie bereits erwähnt - von beiden Jochen 5 getragen auf den Führungen 2 als eine Einheit verschiebbar angeordnet sind. Die Kolbenstange 9* des beidseitig arbeitenden hydraulischen Ar-

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beitszylinders 9 ist auf dem Tragrahmen 4 "befestigt. Die Kolbenstange 7 °^es hydraulischen ArbeitsZylinders 6 ist auf die hintere, die beiden U-Träger 1 verbindende Platte mittels eines Flansches 8 befestigt.

Zur Einspannung des Werkstückes 16 in Form eines nahtlosen Rohres mit kreisrundem Querschnitt an die hintere Querplatte des Traggerüsts 1a ist eine Einspannvorrichtung 17 vorgesehen.

Die erfindungsgemasse Vorrichtung zur konusartigen Verformung und Streckung von nahtlosen Rohren arbeitet wie folgt:

Ein Ende des zu bearbeitenden Werkstückes 16 wird in die kreisförmige Eintrittsmündung D , die in Längsrichtung konvergie-

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rend verläuft, zwischen beiden Verformungswalzen 14, 14a des in seiner Ausgangsstellung stehenden Verformungsmechanismus 4a eingeführt und bis in die Einspannvorrichtung 17 durchgeschoben, wo das Ende eingespannt wird.

Die Verformung des aus den Verformungswalzen 14, 14a hinausragenden längeren Teiles des Werkstückes 16 erfolgt dann, durch die Beaufschlagung der hydraulischen Arbeitszylinder 6, 9 mit Druckflüssigkeit, wobei der Tragrahmen 4 des Verformungsmechanismus 4a in Richtung des Pfeiles V (Fig. 1) bewegt wird. Durch diese Vorschubbewegung des .Verformungsmechanismus 4a gegenüber dem im Traggerüst 1 mittels Einspannvorrichtung 17 fest eingespannten Werkstückes 16 werden die beiden Verformungswalzen 14, 14a durch das Kämmen des grossen Zahnrades des Zahnradvorgeleges 13 mit der Zahnstange 3 mittels seines Ritzels und mittels Zahnräder 13a, 12, 12a in Drehung versetzt.

Diese Drehung der beiden Verformungswalzen 14, 14a in entgegengesetzter Richtung verursacht eine ständige Verkleinerung der konisch als Matrizenöffnung ausgebildeten Lücke zwischen beiden Verformungswalzen 14, 14a, durch welche das eingespannte Werkstück 16 relativ "hindurchgezogen wird" und somit eine ständige konische Verformung durch gleichzeitiges Strecken erfährt. Die ganze Verformung des Werkstückes 16 in ein konisch verlaufendes

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Rohr auf einer bestimmten Länge erfolgt in einem Zug, wobei die Lücke zwischen beiden Verformungswalzen 14-, 14-a von grösstem Hass kontinuierlich bis zum kleinsten Mass verändert wird. Diese kontinuierliche Veränderung der Lücke wird für verschiedene, d.h, verlangte, Längen L. der konischen Strecken des Endprodukts mit entsprechender Auswechselung des Zahnradvorgeleges 13 ¹^d- eventuell des Zahnrades 13a erzielt.

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Claims

-=κχικκ -KUiNRKH · sa LMITT- NlLSON · 3HRSCH IATE3\TAN^ÄLT?J ΪΛΤΕΝΤATTORNEY"' PATENTANSPRÜCHE

1.;Vorrichtung zur konusartigen Verformung und Streckung von nahtlosen Metallrohren, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Paar Verformungswalzen (14, 14a) besteht, die auf Wellen (11, 11a) befestigt sind, wleche in oberer und unterer Platte des Tragrahmens (4) gelagert und an oberenj aus dem Tragrahmen (4) herausragenden Wellenenden mit miteinander im Eingriff stehenden Zahnrädern (12 bzw. 12a) versehen sind; aus einem Zahnrad (I3^a)> das an dem aus unterer Platte des Tragrahmens (4) ragenden Ende angeordnet ist und mit dem Ritzel des austauschbaren Zahnradvorgeleges (13) i^m Eingriff steht, dessen grosses Zahnrad seinerseits eine an innerer Segseite des U-Trägers (1) befestigte Zahnstange (3) kämmt, wobei der Tragrahmen (4) auf zwei Führungen (2, 2a), die auf der inneren Segseite der beiden U-Träger (1) oberhalb der Zahnstange (3) befestigt sind, längsverschiebbar angeordnet ist, und aus zwei hydraulischen Arbeitszylindern (9, 6) besteht, die von zwei Jochen (5) getragen werden, welche ihrerseits auf . Seitenführungen (2, 2a) verschiebbar geführt werden, wobei die Kolbenstange (9') des hydraulischen Arbeitszylinders (9) am Tragrahmen (4) des Verformungsmechanismus (4a) befestigt ist, während die Kolbenstange (7) des hydraulischen Arbeitszylinders/mittels eines Plansches (8) an die rückwärtige Querwand des Traggerüsts (1a) angeschlossen ist; und aus einer für das Werkstück (16) vorgesehenen Einspannvorrichtung (17) besteht^ die an der rückwärtigen Querwand des Traggerüsts (1a) angeordnet ist.

'2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede von Verformungswalzen (14, 14a) in der Symmetrale der Breite der Verformungswalze der Umfangsflache mit einer halbkr eis art igen Rille (15-_T 15a) _T die sich längs des Umfanges linear verkleinert vom Anfangsradius (r ) bis zum Endradius (r . ), ausgestattet ist.

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