DE4235666A1

DE4235666A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Rohrendes mit reduziertem Durchmesser

Info

Publication number: DE4235666A1
Application number: DE4235666A
Authority: DE
Inventors: Giora Goldman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 1994-04-28
Also published as: FR2696958A1; US5237850A

Description

Die Erfindung betrifft Rollen für Fördermittel, und zwar so wohl für Rollenförderer als auch als Spannrollen für Band förderer. Diese Rollen bestehen im allgemeinen aus einem Rohr, das mit einem in jedes Ende eingesetzten Wälzlager versehen ist.

Es gibt diverse Verfahren zum Herstellen von Förderrollen: Eine Rolle kann aus einem Rohr mit relativ großer Wanddicke hergestellt werden, indem die beiden Rohrenden innenbear beitet werden, um das Einsetzen und Einpassen eines Kugel- oder Wälzlagers zu ermöglichen. Ein weiteres Verfahren ver wendet zwar ein dickwandiges Rohr, dessen Enden erwärmt und in einem Gesenkblock durchmesserverkleinert werden, danach werden jedoch die Innenseiten der Enden auf den Durchmesser der vager maschinell bearbeitet. Eine weitere Möglichkeit zum Verkleinern der Enddurchmesser ist das Drehen auf einer Drehbank unter Verwendung eines Dorns. Und schließlich wer den Förderrollen aus dünnwandigen Rohren hergestellt, wobei kurze Rohrstücke mit kleinerem Durchmesser in die Rohrenden eingeschweißt und dann maschinell auf den erforderlichen Durchmesser bearbeitet werden.

Alle diese Herstellungsverfahren sind teuer und zeitauf wendig, und der Zweck der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Vorbereiten der Enden von dünnwandigen Rohren ohne Erwärmen und maschinelles Bearbeiten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Enden von Roh ren auf solche Weise zu formen, daß Wälzlager in einfacher Weise in die Enden eingeführt und ohne Hilfskomponenten festgelegt werden können. Dabei sollen ferner Werkzeuge zum Umformen der Enden von Förderrollen angegeben werden, die einfach ausgebildet und kostengünstig verfügbar sind. Außerdem soll es möglich sein, Förderrollen jeder gewünsch ten Länge innerhalb kurzer Arbeitszeiten unter Anwendung der obigen Umformwerkzeuge herzustellen.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Reduzieren von Rohrenden auf einen kleineren Durchmesser, während gleichzeitig der Innen durchmesser glatt und exakt dimensioniert ist, so daß ein Wälzlager in ihn einsetzbar ist, besteht darin, daß in das zu reduzierende Ende ein Dorn eingeführt wird, dessen Außendurchmesser umfangsgleich mit demjenigen des einzufü genden Lagers ist, daß das Rohr in einem Preßwerkzeug ange ordnet wird, das aus zwei Werkzeughälften besteht, und daß die Werkzeughälften mittels einer Exzenterpresse oder son stigen Presse aufeinandergepreßt werden, wodurch das Mate rial des Rohrs auf den Dorn gepreßt wird.

Das Werkzeug hat stufenförmigen Innendurchmesser, wobei der eine Teil aus einem Durchmesser besteht, der mit dem ur sprünglichen Außendurchmesser des Rohrs umfangsgleich ist, und der Durchmesser des anderen Teils umfangsgleich mit dem reduzierten Außendurchmesser ist, und wobei die Länge des reduzierten Durchmessers wenigstens umfangsgleich mit der Weite des einzufügenden Lagers ist, während der größere Durchmesser jede geeignete Länge haben kann.

Das geteilte Preßwerkzeug kann aus zwei Werkzeughälften be stehen, wie oben erwähnt, es kann aber auch aus mehreren Teilen, und zwar bevorzugt sektorförmigen Teilen, bestehen, die in Radialrichtung auf die Rohraußenseite mit Hilfe einer geeignet aufgebauten Presse gedrückt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Preßwerkzeugs und des Dorns weist letzterer einen externen Ring auf, und das Preßwerkzeug hat eine entsprechende Vertiefung, in die der Ring einzusetzen ist. Bevor das Rohr in das Preßwerkzeug eingebracht wird, wird der Dorn in das Rohr eingeführt, bis eine Berührung des Rings mit dem Ende des Rohrs hergestellt ist, wobei der Ring die Funktion hat, einen durchmesserredu zierten Bereich einer genau vorgegebenen Länge zu erhalten.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Preßwerk zeugs ist die Grenze zwischen den beiden verschiedenen In nendurchmessern als ein nach innen ragender Ring geformt, der eine Vertiefung in dem Rohr erzeugen soll. Diese Ver tiefung entspricht einem nach innen vorspringenden Ring in der Rohrwand, der als innerer Anschlag für das Lager dient, um so zu verhindern, daß es zu weit in den durchmessergroßen Teil des Rohrs eingesetzt wird.

Der Außenquerschnitt des Preßwerkzeugs, das aus zwei Hälften besteht, ist entweder viereckig, oder es sind wenigstens die Ober- und die Unterseite jeder Hälfte plan, so daß sie genau in die Presse passen. Das aus sektorförmigen Teilen beste hende Preßwerkzeug hat im allgemeinen eine zylindrische Außenfläche, um dem Innendurchmesser einer kreisförmigen Presse zu entsprechen.

Da die verwendeten Rohre nicht unbedingt identische Wand stärken haben, ist das aus zwei Teilen bestehende Preßwerk zeug für ein Rohr einer Mindestwandstärke ausgelegt, so daß bei einem dickeren Rohr zwischen den Preßwerkzeughälften ein Grat herausgedrückt wird. Daher sind die Preßwerkzeughälften mit scharfen Schneidkanten versehen, um den Grat von der Außenseite des reduzierten Rohrabschnitts abzutrennen. Bei einem Preßwerkzeug, das aus radialen Werkzeugteilen besteht, können diese Teile für ein Rohr mit dem kleinsten Außen durchmesser ausgelegt sein, so daß im Fall von größeren Durchmessern kleine Zwischenräume zwischen den Werkzeug teilen nach jedem Preßvorgang verbleiben.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Rohr, das zu der gewünschten Form zu pressen ist und auf einen Dorn aufgezogen und zwischen den beiden Hälften eines Preßwerkzeugs positioniert ist;

Fig. 2 einen Fig. 1 ähnlichen Längsschnitt, wobei das Preßwerkzeug auf dem fertigen Rohr geschlossen ist;

Fig. 3 einen Querschnitt des Preßwerkzeugs und des ein gesetzten Rohrs entlang der Linie A-A von Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Mehrsektoren-Preßwerkzeug, das in einer hydraulischen Presseneinrichtung positioniert ist; und

Fig. 5 einen Schnitt durch die Preßwerkzeug- und Pressen einrichtung entlang der Linie B-B von Fig. 4.

Fig. 1 zeigt ein Rohr I, das auf einen Dorn II aufgezogen und in ein Preßwerkzeug III eingesetzt ist, wobei letzteres aus einer oberen Werkzeughälfte 3 und einer unteren Werk zeughälfte 3′ besteht, die allgemein austauschbar sind, so daß die obere Werkzeughälfte zur unteren wird und umgekehrt. Die Innenseite des Preßwerkzeugs ist bearbeitet und gehär tet, üblicherweise einsatzgehärtet, und zwar in Form einer durchmessergroßen Bohrung 30, die dem ursprünglichen Außen durchmesser des Rohrs entspricht, und einer durchmesserklei neren Bohrung 31, die mit der größeren konzentrisch ist und dem herzustellenden Durchmesser des Rohrs entspricht. Die Trennung zwischen den beiden Bohrungen hat die Gestalt eines glatten, nach innen verlaufenden Rings 32, während am linken Ende der kleineren Bohrung eine kreisförmige Ausnehmung 33 vorgesehen ist, die dazu dient, den Dorn 11 festzulegen.

Der Dorn umfaßt einen Endring 20, dessen Breite der Ausneh mung 33 in den Werkzeughälften entspricht, der jedoch ge ringfügig kleineren Außendurchmesser als die Tiefe der Aus nehmung hat, um ein sicheres Schließen der beiden Werkzeug hälften zu gewährleisten. Der Dorn setzt sich in einem zylindrischen Teil 21 fort, dessen Durchmesser identisch ist mit dem Außendurchmesser des Lagers, das in die Förderrolle einzusetzen ist, und dessen Länge umfangsgleich mit der Breite des einzusetzenden Lagers ist. Dieser zylindrische Teil geht über eine abgeschrägte Stufe 23 sanft in einen Endabschnitt 22 mit kleinerem Durchmesser über. Wie Fig. 1 zeigt, ist das Rohr I auf den Dorn so aufgezogen, daß sein Ende den Endring 20 berührt, während dieser Ring teilweise in die Ausnehmung 33 des Preßwerkzeugs eingesetzt ist.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, wird das Werkzeug in eine Pres se (nicht gezeigt) eingebracht und unter Druck geschlossen, so daß das Rohr in die Hohlräume gedrückt wird, die zwischen dem Preßwerkzeug und dem Dorn verblieben sind, wodurch sein Ende auf die gewünschten Durchmesserdimensionen (10) redu ziert wird. Gleichzeitig wird der Ring 32 der Werkzeughälf ten in das Rohr gepreßt und bewirkt die Ausbildung einen In nenrings 11, während der Rest des Rohrs 12 unverändert bleibt. Fig. 3 zeigt das geschlossene Preßwerkzeug im Quer schnitt, wobei der reduzierte Rohrteil zwischen Dorn und Preßwerkzeug zusammengedrückt ist. Diese Figur zeigt auch zwei Ausnehmungen 34, die entlang den Trennflächen der Werk zeughälften verlaufen und in scharfen Schneidkanten 35 en den, die entlang der Bohrung 31 verlaufen. Diese Schneid kanten haben die Funktion, den aus dem Preßwerkzeug gedrück ten Grat abzuschneiden, und die Ausnehmungen dienen der Auf nahme des von den Schneidkanten abgetrennten Materials.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein Rohr I, das in einem Preßwerk zeug geformt ist, das aus sechs radial angeordneten Sektoren 13 besteht und in einer hydraulischen Presse positioniert ist, die die Werkzeugsektoren auf das Rohrende drückt, um es auf den gewünschten kleineren Durchmesser zu reduzieren. Der Dorn gleicht demjenigen der Fig. 1 und 2, und seine Bestand teile sind daher nicht gesondert angegeben; er weist jedoch zusätzlich einen Schaft 25 zur leichteren Handhabung auf.

Der innere Bereich des Mehrsektor-Preßwerkzeugs ist im we sentlichen mit dem des Preßwerkzeugs von Fig. 2 identisch, so daß seine Bestandteile nicht gesondert bezeichnet sind. Die Außenkontur hat jedoch die Form eines Konus, der aus sechs radialen Sektoren 13 besteht, die das Aufbringen von radial wirkendem äußerem Druck auf die sechs Sektoren durch die hydraulische Presse, die in denselben Figuren gezeigt ist, erlauben. Die Presseneinrichtung besteht aus einem Kolben 40, der in einem Hydraulikzylinder 41 bewegbar ist, sowie einer Grundplatte 42, die das Preßwerkzeug trägt. Der Kolben ist als Hohlzylinder ausgebildet, der das Rohr lose umgibt, und sein Unterende weitet sich konisch auf (bei 44) entsprechend der Konizität des Preßwerkzeugs, das er umgibt, und hat einen Umfangsring 45, der an seinem Außenumfang mit einer Druckdichtung 46 versehen ist. Der Zylinder 41 ist als Hohlzylinder ausgebildet, der den zylindrischen Bereich des Kolbens umschließt, und hat einen Druckraum 47, der den Ring 45 des Kolbens enthält. Eine Abdichtung wird durch ringför mige Dichtungen erreicht, die in Ausnehmungen 48 und 48′ an geordnet sind. Der Kolben ist auf- und abbewegbar durch den Druck einer Flüssigkeit, die in den Druckraum 47 des Zylin ders durch Öffnungen 49 und 49′ ein- und daraus austritt. Es ist ersichtlich, daß in der oberen Position des Kolbens das Preßwerkzeug geöffnet ist, so daß das Rohrende eingeführt werden kann, und daß er durch seine Abwärtsbewegung die Werkzeugsektoren auf das Rohrende zu drückt und den redu zierten Durchmesser formt.

Es versteht sich, daß das Preßwerkzeug, der Dorn und die Presseneinrichtung, die in den Zeichnungen gezeigt sind, nur beispielhaft für die Vorrichtungen sind, die zum Reduzieren des Rohrdurchmessers auf die gewünschten Dimensionen geeig net sind, und daß Änderungen und Modifikationen der Vorrich tungen vom Fachmann vorgenommen werden können.

Der Ring am Ende des Dorns ist beispielsweise nicht obliga torisch und kann durch irgendeine andere Art von Anschlag und Festlegung des Dorns in dem äußeren Preßwerkzeug ersetzt werden.

Der Ring 11 im Inneren des Rohrs braucht nicht in jedem Fall notwendig zu sein und kann bei dem Preßwerkzeug und dem Dorn entfallen, wodurch der Umformvorgang aufgrund der Anwendung geringerer Kräfte vereinfacht wird.

Die beiden Hälften des Preßwerkzeugs in den Fig. 1-3 wurden vorstehend als obere und untere Werkzeughälfte bezeichnet, aber im Fall einer horizontalen Presse werden sie natürlich als vordere und hintere Werkzeughälfte bezeichnet.

Das umzuformende Rohrende wird im allgemeinen im kalten Zu stand eingesetzt, es kann aber im Fall von sehr dicken Roh ren oder im Fall einer starken Durchmesserreduzierung vorge wärmt werden.

Claims

1. Verfahren zum Reduzieren eines Rohrendes von einem ur sprünglichen Rohraußendurchmesser auf einen vorbestimmten kleineren reduzierten Außendurchmesser mit einem kleineren gleichmäßigen Innendurchmesser von exakten Dimensionen, um darin ein Wälzlager mit einem umfangsgleichen Außendurch messer einsetzen zu können, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einsetzen eines Dorns mit einem Außendurchmesser, der gleich dem Außendurchmesser des Wälzlagers ist, in das Rohr ende, das den zu reduzierenden Durchmesser aufweist,
Einbringen des Rohrendes und des Dorns in ein geteiltes Preßwerkzeug, das eine Stufenbohrung mit einem durchmesser größeren Bereich, dessen Innendurchmesser gleich dem ur sprünglichen Rohraußendurchmesser ist, und einem durchmes serkleineren Bereich, dessen Innendurchmesser gleich dem vorbestimmten reduzierten Außendurchmesser des Rohrs ist, aufweist,
Pressen des Preßwerkzeugs auf das Rohrende und den darin befindlichen Dorn zum Umformen des Rohrendes in dem durch messerkleineren Bereich der Bohrung auf den vorbestimmten reduzierten Außendurchmesser, und
Entnehmen des Rohrs aus dem geteilten Preßwerkzeug und des Dorns aus dem Rohrende.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager eine Länge hat und der durchmesserklei nere Bereich der Bohrung eine Länge hat, die wenigstens gleich der Länge des einzusetzenden Wälzlagers ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:
Formen eines nach innen verlaufenden Rings an einem Ende des kleineren Innendurchmessers des Rohrs durch Ausbilden von zwei Hälften des geteilten Preßwerkzeugs mit einem ent sprechenden nach innen verlaufenden Ring an der Grenze zwi schen dem durchmessergrößeren und dem durchmesserkleineren Bereich, und Pressen des nach innen verlaufenden Rings des geteilten Preßwerkzeugs in das Rohr.

4. Vorrichtung zum Herstellen eines Rohrendes mit redu ziertem Durchmesser, gekennzeichnet durch
einen Dorn (II) zum Begrenzen der Kompression des Rohrs (I) auf einen vorbestimmten reduzierten Innendurchmesser, der einem Außendurchmesser eines Wälzlagers entspricht, das in das Rohrende einzusetzen ist, wobei der Dorn folgendes aufweist: einen ersten Bereich in Form eines Rings (20) mit größerem Durchmesser als ein ursprünglicher Außendurchmesser des Rohrs, einen zweiten Bereich (21) mit einem Durchmesser, der gleich dem vorbestimmten reduzierten Innendurchmesser ist und eine Länge hat, die gleich einer vorbestimmten Länge des zu reduzierenden Rohrs ist, und einen dritten Bereich (22) mit kleinerem Durchmesser als der zweite Bereich (21), wobei der Dorn (III) in das Rohr einzuführen ist, bis der Ring (20) das Ende des Rohrs berührt, und
ein geteiltes Preßwerkzeug (III) zum Reduzieren eines Endbereichs des Rohrs von einem ursprünglichen Rohraußen durchmesser auf einen kleineren vorbestimmten reduzierten Außendurchmesser durch Pressen des geteilten Preßwerkzeugs auf das Rohr, wenn das Rohr um den Dorn (II) herum posi tioniert ist, wobei das geteilte Preßwerkzeug zwei Hälften (3, 3′) hat und eine Stufenbohrung aufweist mit einem ersten Bereich (31), dessen Durchmesser dem vorbestimmten reduzier ten Außendurchmesser des Rohrendes entspricht, und einem zweiten Bereich (30), der dem ursprünglichen Außendurchmes ser des Rohrendes entspricht, wobei das geteilte Preßwerk zeug entlang einer Ebene geteilt ist, die durch eine Mittel linie der Bohrung geht, und ebene Ober- und Unterseiten parallel zu der Teilungsebene hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (II) mit einem gleichmäßigen Übergang in Form einer abgeschrägten Stufe (23) zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich (20 und 21) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (20) des Dorns an dem Ende des ersten Be reichs vorgesehen ist und in Umfangsrichtung mit größerem Durchmesser als dem des zweiten Bereichs (21) verläuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das geteilte Preßwerkzeug (3, 3′) zur Aufnahme des Rohrs gemeinsam mit dem Dorn mit einer inneren, um den Um fang verlaufenden Ausnehmung (33) an einem Ende des durch messerkleineren Bereichs versehen ist, wobei die Ausnehmung zur Aufnahme des Rings (20) an dem Dorn geeignet bemessen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das geteilte Preßwerkzeug einen nach innen vorsprin genden Ring (32) aufweist, der zwischen dem ersten (31) und dem zweiten (30) Bereich positioniert ist, um eine entspre chende umfangsmäßige Ausnehmung mit Ring als Anschlag für das einzusetzende Wälzlager in das Rohr zu pressen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das geteilte Preßwerkzeug mit einer Aussparung (34) auf jeder Seite der Teilungslinie und mit einer Schneidkante (35) nahe dem ersten Bereich der Stufenbohrung versehen ist, um einen Preßgrat abzuschneiden und in der Aussparung auf zunehmen.

10. Vorrichtung zum Herstellen eines Rohrendes mit reduzier tem Durchmesser, gekennzeichnet durch
einen Dorn (II) zum Begrenzen der Kompression des Rohrs (I) auf einen vorbestimmten reduzierten Innendurch messer, der einem Außendurchmesser eines Wälzlagers ent spricht, das in das Rohrende einzusetzen ist, wobei der Dorn folgendes aufweist: einen ersten Bereich in Form eines Rings (20) mit größerem Durchmesser als ein ursprünglicher Außen durchmesser des Rohrs, einen zweiten Bereich (21) mit einem Durchmesser, der gleich dem vorbestimmten reduzierten Innen durchmesser ist und eine Länge hat, die gleich einer vorbe stimmten Länge des zu reduzierenden Rohrs ist, und einen dritten Bereich (22) mit kleinerem Durchmesser als der zwei te Bereich (21), wobei der Dorn (III) in das Rohr einzufüh ren ist, bis der Ring (20) das Ende des Rohrs berührt, und
ein geteiltes Preßwerkzeug (III) zum Reduzieren eines Endbereichs des Rohrs von einem ursprünglichen Rohraußen durchmesser auf einen kleineren vorbestimmten reduzierten Außendurchmesser durch Pressen des geteilten Preßwerkzeugs auf das Rohr, wenn das Rohr um den Dorn (II) herum positio niert ist, wobei das geteilte Preßwerkzeug mehrere radiale Sektoren (13) aufweist und eine Stufenbohrung mit einem ersten Bereich, dessen Durchmesser dem vorbestimmten redu zierten Außendurchmesser des Rohrendes entspricht, und mit einem zweiten Bereich, der dem ursprünglichen Außendurch messer des Rohrendes entspricht, aufweist, wobei das ge teilte Preßwerkzeug entlang Radiallinien geteilt ist, die durch eine Mittellinie der Bohrung gehen.