DE3605440A1 - Vorrichtung zum einformen von sicken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einformen von Ringsicken in ein dünnwandiges Rohr, bestehend aus einem Dorn und mindestens einem Formkörper, in den die Wandung des Rohres mittels eines Druckes hineindrückbar ist und wobei um den Dorn angeordnete Klemmbacken vorgesehen sind, von denen eines während des Sicken-Einformvorganges axial verschiebbar ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 27 73 538 bekannt. Die bekannte Vorrichtung besteht aus einem als Kolben ausgebildeten Dorn, auf den das zu verformende Rohr aufgeschoben wird. Auf das Rohr werden zwei ringförmige Klemmbacken angeordnet, von denen die eine Klemmbacke das Rohr gegen einen gestellfesten Teil des Kolbendornes drückt, während die zweite Klemmbacke einen zweiten Bereich des Rohres gegen den beweglichen Teil des Kolbendornes drückt. Der bewegliche Teil des Kolbendornes wird zusammen mit der zweiten Klemmbacke axial gegen die erste Klemmbacke bewegt. Dabei und unter Wirkung eines Innendruckes wird das Rohr zur Bildung einer Ringsicke hinaus in einen Formkörper gedrückt, der durch die Klemmbacken im gegeneinander anliegenden Zustand gebildet wird.

Mit einer derartigen Vorrichtung lassen sich relativ schnell Ringsicken in hohlzylindrischen Körpern einformen, bei denen keine hohe Formgenauigkeit gefordert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit der Sicken mit extrem niedrigen Toleranzen herstellbar sind.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.

Hierbei haben die als Schubringe ausgebildeten Backen die ausschließliche Funktion, das Rohrmaterial während des Einformvorganges nachzuschieben, wobei der Formkörper ein getrenntes Bauteil ist und der Verformungsvorgang somit mit getrennten Bauteilen erfolgt. Der Formkörper muß also nicht erst während des Verformungsvorganges gebildet werden, wie beim Stand der Technik.

Bei der bekannten Vorrichtung fließt der Werkstoff nur von einer Seite in die Gesenkform nach. Dabei stellt sich zwangsläufig eine Neigung des Sickenprofiles in Einschubrichtung ein. Exakte symmetrische Sickenprofile sind deshalb mit dem bekannten Verfahren nicht erreichbar.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dagegen wird der Werkstoff der Rohrwandung beidseitig gleichzeitig nachgeschoben, so daß eine exakte Symmetrie des Sickenprofiles erreicht wird.

Es hat sich gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Sicken mit Mehrfachprofilen mit extrem niedrigen Toleranzen herstellbar sind. Darunter sind Sicken zu verstehen, die sowohl mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Ringsicken ausgestattet sind, die entweder nach innen, oder nach außen oder nach innen und außen gerichtete Profile haben.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schubringe mechanisch betätigbar ausgestattet.

Mit der mechanischen Verschiebung der Schubringe können beide Rohrenden im gleichen Maße in Richtung des Sicken- Gesenkspaltes verschoben werden, wobei lediglich darauf zu achten ist, daß sowohl Geometrie als auch die Reibungsverhältnisse zwischen Rohr und Werkzeugteilen auf beiden Seiten weitgehend identisch sind.

Mit dieser Ausgestaltung können bessere Ergebnisse erreicht werden, als es mit hydraulisch betätigten Axialvorschüben möglich ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß infolge des Sprunges zwischen Haft- und Gleitreibung die Rohrseite, die sich zuerst bewegt, die zweite Rohrseite nicht gleichzeitig zum Gleiten kommen läßt, da diese noch unter Haftreibung steht. Dadurch ergeben sich geringfügige Unsymmetrien, die bei vielen Anwendungsfällen durchaus akzeptabel sind. Sehr hohe Genauigkeitsanforderungen lassen sich jedoch mit mechanisch verschiebbaren Schubringen erreichen. Hierbei kann nämlich eine simultane Verschiebung beider Rohrenden exakt durchgeführt werden.

Um eine genau axial verlaufende Verschiebung der Schubringe bzw. der Rohrenden zu gewährleisten, wird ein zentrischer Antrieb für die Schubringe vorgeschlagen, der in einer einfachen Art durch eine in der Werkzeugachse angeordneten Gewindespindel verwirklicht werden kann.

Dabei können entweder die axial verschiebbaren Schubringe so ausgestaltet werden, daß sie direkt auf die Gewindespindel aufgeschraubt oder gegenüber dem Werkzeugträger drehsicher führbar angeordnet werden. Beim Drehen der Gewindespindel werden dabei die Schubringe unmittelbar über das Gewinde axial verschoben.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen der Gewindespindel und den axial verschiebbaren Schubringen je eine Mutter vorgesehen, die gegenüber dem Werkzeugträger verdrehsicher angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung lassen sich für den jeweiligen Anwendungsfall optimale Verbindungen einbauen, mit denen die zur Entnahme bzw. Einführung der Rohre abzunehmenden Bauteile des Werkzeuges einfach montiert werden können.

Die Muttern können gleichzeitig so ausgebildet werden, daß sie am Außenumfang den Formkörper bzw. einen Träger für den Formkörper aufnehmen und axial führen.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

An einem Werkzeugträger (10) ist eine Gewindespindel (11) mittels eines Lagers (12) drehbeweglich angeordnet. Die Spindel (12) bildet die Achse einer Vorrichtung zum Einformen von Ringsicken in hohlzylindrischen Körpern. An einem Ende weist die Spindel (11) einen Bereich (13) mit beispielsweise einem Rechtsgewinde und am anderen Ende einen Bereich (14) mit Linksgewinde auf. Auf den beiden Gewinden (13 und 14) der Gewindespindel (11) ist je eine Mutter (15 bzw. 16) aufgeschraubt. Die Muttern (15 und 16) dienen zur Halterung und axialen Verschiebung von Schubringen (17, 18). Der Schubring (18) ist auf einen Flansch (19) der Mutter (16) aufgeschraubt und mittels eines Stiftes oder einer Schraube (20) arretiert. Der zweite Schubring (17) ist über einen Bajonettverschluß (22) mit der Mutter (15) verbunden. Zum Spielausgleich der Mutter (15) ist eine Vorspanneinrichtung (48) vorgesehen. Über den Bajonettverschluß (22) kann der zweite Schubring (17) schnell vom Werkzeug abgenommen bzw. anmontiert werden.

Der Außenmantel (25) der Muttern (15 und 16) dient zur führenden Aufnahme eines Trägers (27) für einen als Gesenk zweiteilig ausgebildeten Formkörper (28, 46), der eine Ringnut (29) für die Bildung einer Sicke hat. Das Gesenk (28, 46) ist über den zugehörigen Träger (27) mittels einer oder mehrerer Schrauben (35), die in der Werkzeughalterung (10) eingeschraubt sind, gestellfest verankert.

Das Werkzeug ist ferner mit einer geringfügigen Druckkammer (30) ausgestattet, die das zu verformende Rohr (31) umgibt.

Zur Herstellung einer Sicke wird der am freien Ende der Spindel (30) befindliche Schubring (17) durch Lösen des Bajonettverschlusses (22) entnommen und das die Druckkammer (30) bildende Bauteil (37) auf den unteren Schubring (18) aufgeschoben. Dabei bleibt die Druckkammer (30) ständig geschlossen, was den Vorteil hat, daß beim Werkstückwechsel keine Entlüftung vorgenommen werden muß. Nun kann das zu verformende Rohr (31) auf das Gesenk (28, 46) aufgeschoben werden bis es auf einen Bund des Schubringes (18) zum aufliegen kommt.

Anschließend wird das Bauteil (37) für die Druckkammer (30) über das Rohr (31) geschoben und der abgenommene Schubring wieder aufgesetzt. Über ein dargestelltes Leitungssystem wird ein Druck in der Druckkammer (30) aufgebaut. Nach Aufbringen des Druckes wird die Gewindespindel (11) gedreht. Dabei wird die auf den Bereich (14) der Gewindespindel aufgeschraubte Mutter (16) axial in Richtung Spindelmitte verschoben. Ein Mitdrehen wird durch die Schraube (35) verhindert, die zusammen mit einer Gleitbuchse (40) durch den Flansch (19) der Mutter (16) geführt ist und die Mutter damit mit der Werkzeughalterung (10) verdrehsicher verbindet. Die Gleitbuchse (40) dient gleichzeitig als Distanzstück für den Gesenkträger (27) derart, daß für die Axialbewegung der Mutter (16) der erforderliche Spalt (41 und 42) bleibt. Der Außenmantel (25) der Mutter (16) gleitet dabei entlang des Innenmantels des Gesenkträgers 27.

Mittels Gleitsteinen (45), die in Nuten der beiden Muttern (15, 16) angeordnet sind, ist die zweite Mutter (15) gegenüber der ersten Mutter (16) ebenfalls gegen Verdrehung gesichert. Folglich wird über das entgegengesetzte Gewinde des oberen Spindelbereiches (13) die obere Mutter (15) und damit der zugehörige Schubring (17) zum anderen Schubring (18) hin bewegt. Die gegenläufige axiale Bewegung der Schubringe (17 und 18) wird von einem nicht dargestellten Antrieb und von einem nicht dargestellten stark untersetzenden Planeten- oder Schneckengetriebe bestimmt. Dabei und unter Wirkung des Druckes in der Druckkammer (30) wird das Wandungsmaterial des Rohres (31) in das ringförmige Sickengesenk (29) des Gesenkkörpers (28, 46) gedrückt. Durch das beiderseitig und über die Spindel exakt gleichzeitig, gleichförmig erfolgende Nachdrücken des Rohrmaterials in Sickenrichtung wird sich eine genau symmetrische Sicke bilden, deren Konturen durch das Sickengesenk (29) des Gesenkkörpers (28 und 46) vorgegeben ist.

Zum Herausnehmen des verformten Rohres (31) wird der obere Schubring (17) mit dem Bajonettverschluß (22) sowie das obere Teil (46) des Gesenkes (28, 46) abgenommen und das Bauteil (37) der Druckkammer (33) heruntergeschoben.

Das vertikal angeordnete in der Zeichnung dargestellte Werkzeug kann selbstverständlich auch horizontal hergestellt und verwendet werden. Die Vorrichtung ist auch geeignet, um nach außen gerichtete Sicken sowie Mehrprofilsicken verschiedenster Art herzustellen. Für die jeweilige Sickenform wird ein entsprechender Gesenkkörper bzw. zueinander angeordnete Formkörper vorgesehen werden, wobei der hydraulische Druck entweder von innen oder außen oder von innen und außen das zu verformende Rohr beaufschlägt. Unabhängig von dem Sickenprofil erfolgt das Nachschieben des Rohrmaterials mittels zwei simultan gegenläufig verschiebbaren Backen, wobei die Anordnung bzw. der Antrieb derselben, wie in der Zeichnung dargestellt, oder auch in jeder anderen Form erfolgen kann.

Wenn den Toleranzen nicht allzu enge Grenzen gesetzt werden, können die Backen (17, 19) hydraulisch betätigt werden. Hierbei kann es passieren, daß der Vorschub einer Backe verzögert wird und dadurch eine geringfügige Asymmetrie im Sickenprofil entsteht. Bei einem mechanischen Antrieb der Backen (17, 18) kann dieses vermieden werden. Es ist dabei lediglich darauf zu achten, daß an beiden Bereichen des Rohres (31) die geometrischen und Reibungsverhältnisse an den Druckkammerdichtungen (47), am Gesenkkörper (28, 46) und am Rohr (31) weitgehend identisch sind.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Einformen von Ringsicken in ein dünnwandiges Rohr, bestehend aus einem Dorn und mindestens einem Formkörper, in den die Wandung des Rohres mittels eines Druckes hineindrückbar ist und wobei um den Dorn angeordnete Backen vorgesehen sind, von denen mindestens eine während des Sicken- Einformvorganges axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen als Schubringe (17, 18) ausgebildet und so angeordnet sind, daß sie jeweils an die Stirnseiten des zu verformenden Rohres (31) anlegbar und beide während des Sicken-Einformvorganges axial gegenläufig verschiebbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren Schubringe (17, 18) mechanisch betätigbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrisch angeordnete Gewindespindel (11) mit gegenläufigen Gewindeteilen (13, 14) zur Betätigung der Schubringe (17, 18) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren Schubringe unmittelbar auf die Gewindespindel aufschraubbar und gegenüber einer Werkzeughalterung verdrehsicher angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren Schubringe (17, 18) über Muttern (15, 16), die auf die Gewindespindel (11) aufgeschraubt sind, mit der Gewindespindel in Verbindung stehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außenmantelbereich der Gewindespindel zur führenden Aufnahme des Formkörpers oder eines Formkörperträgers dient.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Außenmantels (25) der Muttern (15, 16) zur führenden Aufnahme des Formkörpers (28, 46) oder eines Formkörperträgers (27) dient.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Mutter (15 bzw. 16) eine Vorspanneinrichtung (48) zugeordnet ist, mit der ein Spiel der Mutter ausgleichbar ist.