DE43010C - Maschine zur Herstellung von Schlangenröhren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf Neuerungen an der unter No. 38334 patentirten Maschine zur Herstellung von gewellten Kopfstücken für Sectionsdampfkessel aus rechtwinkelig geformten schmiedeisernen Röhren; und es ist dieselbe auch zur Herstellung gewellter, massiver, rechtwinkeliger Stangen zu gebrauchen.

In beiliegenden Zeichnungen ist:

Fig. ι ein verticaler Längsschnitt nach der Linie X-X in Fig. 2 eines Matrizenpaares in geschlossener Stellung;

Fig. 2 ein verticaler Querschnitt desselben auf der Linie X^l-X^l in Fig. 1;

Fig. 3 ein Theillängsschnitt, ähnlich dem in Fig. ι , jedoch zeigt derselbe die Matrizen in ihrer offenen Stellung;

Fig. 4 ein Querschnitt in derselben Ebene wie Fig. 2; die Stellung correspondirt mit der in Fig. 3;

Fig. 5 ein verticaler Querschnitt von Fig. 1 nach der Linie X²-X²\

Fig. 6 ein Theilgrundrifs des oberen Matrizentroges B;

Fig. 7 eine Theilaufsenansicht einer der Sectionen der unteren Matrize;

Fig. 8 die Endansicht beider Sectionen der unteren Matrize;

Fig. 9 ein Grundrifs von Fig. 7;

Fig. 10 eine Theilinnenansicht einer der oberen Matrizensectionen;

Fig. 11 ein umgekehrter Grundrifs von Fig. 10.

Ferner ist:

Fig. 12 eine Längsansicht eines Matrizenpaares und Domes mit Arbeitsvorrichtung und Presse, theilweise im Schnitt nach der Linie X¹ -X' in Fig. 14 und theilweise in Vorderansicht, mit Ausnahme der Kappen α³, wie durch die Linie X'²-X- in Fig. 14 angedeutet wird;

Fig. 13 eine Detailendansicht der Matrizenträger oder Tröge;

Fig. 14 ein Grundrifs, theilweise im Schnitt nach der Linie Y- Y in Fig. 12;

Fig. ι 5 eine Endansicht der Dornführungen« m, dargestellt in Bezug auf Fig. 16;

Fig. 16 eine Ansicht der Maschine, ähnlich der in Fig. 12 dargestellten; sie zeigt jedoch die Theile in einer anderen Stellung und ist in etwas kleinerem Mafsstabe gehalten;

Fig. 17 ein Grundrifs, ebenfalls in etwas kleinerem Mafsstabe gezeichnet, ähnlich der Fig. 14, jedoch in Bezug auf die Stellung mit der in Fig. 16 dargestellten correspondirend.

Schliefslich ist Fig. 18 ein vergrößerter Detailgrundrifs von Theilen des Mechanismus, welche zur automatischen Einführung des Dorns zwischen den Matrizen dienen;

Fig. ι g eine Schnittansicht nach der Linie Υ^Ά- Υ^Β in Fig. ι 8;

Fig. 20 ein Querschnitt nach der Linie Y*-Yⁱ in Fig. 18;

Fig. 21 ein Querschnitt der Matrizen und Matrizenträger nach der Linie Y-- Y'² in Fig. 1 2 ;

Fig. 22 eine vergröfserte Seitenansicht des ι Domes selbst;

Fig. 23 ein Grundrifs und

Fig. 24 eine Endansicht von Fig. 22.

Fig. 25 und 26 sind Grundrifs und Seitenansicht der Dornausdehnvorrichtung, in vergröfscrtem Mafsstahe gezeichnet, und

Fig. 27, 28 und 29 vergröfserte End- und Seitenansichten der verschiedenen Theile im Detail, aus denen jeder Dornblock zusammengesetzt ist.

AA¹UnUBB¹, Fig. 1 bis 11, sind Matrizen mit inneren Arbeitsflächen, welche zusammen eine rechtwinklige Form im Querschnitt haben und sowohl einer verticalen wie seitlichen Zusammenziehung fähig sind. Die vertical wirkenden Oberflachen sind in der Längsrichtung von Schlangenform und die verschiedenen vorspringenden Krümmungen eines jeden Matrizensatzes correspondiren in ihrer Stellung mit den vertieften Krümmungen in den entsprechenden Oberflächen des gegenüberstehenden Salzes.

Die verticalen Seitenflächen stellen glatte Oberflächen durch die ganze Länge des Innern hindurch dar und bestehen aus in einander greifenden Platten oder Zungen, welche nahezu so breit sind, wie jede einzelne Welle oder Biegung und abwechselnd von dem oberen und unteren Matrizensatz vorspringen, d. h. i, 2, 3, 4, 5 von dem oberen Satz und 6, 7, 8, 9 von dem unteren.

Die seitliche Zusammenziehbewegung der Matrizen wird durch ihre verticale Unterabtheilung in der Längsrichtung in gleichen Sectionen bewirkt, deren geeignete Rippen λ λ' b b¹, Fig. 4, in die convergirenden Oberflächen der trogähnlichen Widerlager D E eingreifen und ein Zusammenpressen der Hälften der Matrizen an einander verursachen, und zwar in rechtwinkliger Richtung zu der Bewegung der Widerlager während des Wellens.

Die Sectionen A und A¹, B und B^x der oberen und unleren Matrizen werden in ihren den erforderlichen Bewegungen entsprechenden Lagen zu einander vermittelst der Bolzen e e und // gehalten, Fig. 2, 3, 4 und 5, deren Köpfe in versenkten Löchern enthalten sind, Fig. 5, welche genügend versenkt sind, um eine Trennung der Sectionen bis zu der in Fig. 4 dargestellten Ausdehnung zu gestatten, zur Zeit, wo die Matrizen getrennt sind.

Aehnliche Bolzen g, Fig. 4, werden verwendet, um die oberen Matrizensectionen in dem Widerlager D zurückzuhalten, jedoch haben dieselben auch eine Querverlängerung ihrer Löcher in dem genannten Widerlager, wie in Fig. 6 dargestellt, um eine seitliche Bewegung der genannten Sectionen zu gestatten.

In dem vorliegenden Falle hängen die unteren Matrizensectionen nach der Reihe an den oberen vermittelst der Bolzen oder Stangen c, welche durch verticale Schlitzlöcher c¹ hindurchgehen, die in mehreren der geneigten Rippen α α¹ b b^l angebracht sind; diese Schlitzlöcher haben eine genügende verticale Länge, um die erforderliche Bewegung der Matrizen zu gestatten. Die Stangen c werden durch Splinte an ihrem Platz gehalten. Indessen können auch die Sectionen B B¹ unabhängig mit dem Widerlager £ durch ähnliche Bolzen, wie die Bolzen g der Sectionen AA¹ verbunden werden, und demgemäfs kann das untere Matrizenpaar mit geeigneten Federn versehen werden, welche unten zwischen sie und das Widerlager E eingesetzt werden, um sie von der seitlichen Pressung zwischen den Neigungen des Widerlagers E zu befreien, sobald man das Arbeitsstück einsetzen oder herausnehmen will. Die genannten Federn sind nicht dargestellt, da sie von beliebiger bekannter Form sein können, wie z. B. Spiralfedern, die um die Bolzen gewickelt sind oder anstatt derselben eingesetzt werden.

Bei der Ausführung der Erfindung werden die Widerlager D und E auf den Köpfen einer hydraulischen oder sonstigen geeigneten Presse befestigt, welche sie beim Oeffnen von einander trennt.

Ein gerades Rohr mit quadratischem oder, wie in vorliegendem Beispiel, rechtwinkeligem Querschnitt wird in erhitztem Zustande eingeführt und ein geeigneter Dorn in das Rohr eingesetzt, vorzugsweise ein solcher von der weiter unten beschriebenen Construction. Dieser Dorn wird seitlich in dem Rohr derart ausgedehnt, dafs er fest gegen die verticalen Innenseiten drückt.

Durch die Schliefsbewegung der Presse werden die Widerlager D und E veranlafst, sich zu nähern, und sobald das Arbeitsstück mit den thäligen Schlangenfla'chen h i der Matrizen in Berührung kommt, werden die letzteren zwischen die convergirenden Flächen der Widerlager gezwängt und vermittelst der geneigten Rippen α a^l b b^l seitlich zusammengeprefst, und zwar gleichzeitig bei dem verticalen Zusammenpressen der Aufsenseiten des Arbeitsstückes.

Durch Auseinandertreiben des inneren Sectionsdornes nach aufsen gegen die verticalen Seiten des Rohres und das Pressen der in einander greifenden Zungen 1, 2, 3 u. s. w. der Matrizen nach innen, wird das Metall fest zwischen die beiden Oberflächen geklemmt und verhindert, sich zu krümmen, sobald die Operation beendet ist, indem die Sectionsflächen mit jeder einzelnen Welle correspondiren und sich im Einklänge mit einander bewegen, wodurch sie die anliegenden Theile des Metalles, welche von ihnen getragen und zwischen ihnen zusammengedrückt werden, in die Richtungen gebracht werden, die mit den Wellbewegungen correspondiren.

FF¹ in Fig. 12 und 16 sind die feststehenden und beweglichen Köpfe einer hydraulischen Presse, auf deren Flächen die Tröge oder Matrizenträger D und E befestigt sind. Der bewegliche Kopf F¹ mit einem hydraulischen Kolben H wird in seiner Verticalbewegung nach und von dem Kopf F von den Rahmenstützstangen G geführt.

Der Sectionsdorn, welcher auf dem Rahmen I ruht, besteht, sobald er aufser Thätigkeit ist (s. die Detailfiguren 22 bis 29), aus einer Reihe von Blöcken LL, welche zusammengezogen in Fig. 22, 23, 24 und 26 zum Einsetzen in die Röhre J fertig dargestellt sind; in Fig. 12 sind sie, schlangenförmig ausgedehnt, nach erfolgtem Zusammenpressen der Matrizen dargestellt.

Die Blöcke L sind auf ihren Arbeitsflächen abgerundet, um mit der Krümmung der Vertiefungen in den Matrizen AA¹BB¹ zu correspondiren, und sind fähig, eine gleichzeitige Bewegung in abwechselnd entgegengesetzten Richtungen in einer verticalen Ebene zu machen, welche Bewegung durch das Zusammenpressen der Matrizen verursacht wird; dieselbe geschieht in der Richtung der abgerundeten Flächen der Blöcke, wie durch Pfeile angedeutet, Fig. 12, 16 und 22.

Ein jeder der Blöcke L besteht aus vier besonderen Theilen /Z¹ und /² /³, um ihre Entfernung nach geschehener Arbeit zu erleichtern. Die geneigten Nebenflächen I* der Haupttheile II¹ und Π P der Blöcke L, Fig. 27, 28 und 29, bezwecken, den Theilen I und Z², Fig. 24, eine Expansionsneigung durch Stofs der genannten Flächen mitzutheilen, sobald ein Druck auf die Blöcke L ausgeübt wird.

Die einzelnen Theile der Dornblöcke werden auf die beiden Seiten einer Dehnvorrichtung aufgesetzt und vorläufig vermittelst der Stangen m zusammengehalten, Fig. 23, welche durch Löcher Mt¹, Fig. 27, 28 und 29, in den verschiedenen Sectionen hindurchgehen. Diese Stangen werden entfernt, sobald der Dorn in das Rohr eingesetzt ist. Im Fall jedoch der Dorn zwischen die Matrizen vermittelst des in den Fig. 12 bis 20 dargestellten Mechanismus eingesetzt werden soll, so werden die Stangen nicht benutzt, sondern die Sectionen werden vorläufig durch die Dornführungen (Coulissen) nn, Fig. 15, zusammengehalten, deren untere in Fig. 12 theilweise im Schnitt dargestellt ist, und beide theilweise in Vorderansicht in Fig. 16. Die untere Coulisse ist auch im Grundrifs in Fig. 14 dargestellt.

Der expandirende Kern des Domes besteht aus drei parallelen Theilen; zwei derselben, NN¹, sind einander entgegengesetzt auf den beiden Seiten des dritten Theiles O befindlich, Fig. 23 und 25, welch letzterer eine Längsbewegung zwischen N und JV¹ zu machen im Stande ist und durch einen Kolben u in einem Druckcylinder U, Fig. 23, in Bewegung gesetzt wird, oder, wie in den Fig. 12, 14, 16, 17, 18, 19 und 20 dargestellt ist, durch die Doppelkolben u des Cylinderpaares U, die mit dem entgegengesetzten Ende des Theiles O durch die Verbindungskolbenstangen u² und den Kreuzkopf K verbunden sind.

Auf den Seiten des Theiles O, Fig. 25, ist eine Reihe von Daumen oder Keilen d befindlich, welche in die geneigten Flächen e in den Vertiefungen der Theile NN¹ greifen, um den Kern durch die Längsbewegung des Theiles O auszudehnen.

Die Vorrichtungen, welche dazu dienen, das Einsetzen und Herausnehmen des Domes zu erleichtern , sind automatisch in ihren Bewegungen durch folgende Construction: Der Centraltheil O des Kernes, Fig. 14, ist mit einem Kreuzkopf K durch einen geeigneten T-Kopf verbunden, der in die verticale Coulisse b⁶ pafst, Fig. 18, und die anliegenden Theile NN¹ stofsen an die vorspringenden Stangen N^ des kleinen Kolbens m¹; die genannten Stangen sind mit dem Kolben durch das Querstück t verbunden (5. Fig. 18) und in punktirten Linien in Fig. 14 und 17, sowie im Schnitt in Fig. 12, 16 und 19 gezeichnet.

Der Kreuzkopf K wird in der Längsrichtung durch die Kolben u in dem Cylinderpaare U bewegt, wie in den Fig. 18, 19 und 20 dargestellt. Die Cylinder U sind durch die Bänder d^l befestigt, welche an den Seiten des Matrizenträgers D des feststehenden Prefskopfes F verbolzt sind.

Die Kolben u haben hohle Stangen w, durch welche Wasser von der Kammer der Cylinder U in die Kolbenstangenseite der genannten Kolben durch die Oeffnungen u' und Kanäle u² in den Kolbenstangen nach den Röhren χ getrieben wird, zum Zwecke, den Kolben m¹ gleichzeitig mit der Bewegung der Kolben u während des Einsetzens des Domes zu treiben.

Der Dorn wird während des Einsetzens durch die beweglichen Führungen η geleitet, zwischen denen er zusammengesetzt wird. Diese Führungen werden aus ihrer in der Zeichnung dargestellten Stellung durch die Hebel ρ hinunter geschoben , sobald der Kreuzkopf seine Bahn durchlaufen hat, so dafs er mit seinen vorspringenden Stiften k² auf der Platte ο des Rahmens / ruht. Während dieser Niederbewegung steigt die T-Verbindung des Theiles O in der Coulisse b^s des Kreuzkopfes K aus der Büchse heraus.

Die Hebelarme p, welche an den Enden der oscillirenden Querstangen p² verbolzt sind, werden durch den Handhebel q, die Hebel ^¹ und die Verbindungsstange r in Bewegung gesetzt, während die oberen Seiten der oscillirenden Stangen ρ unter dem unteren Führungs-

rahmen η auf- und niedergehen, welch letzterer einer Verticalbewegung fähig ist und bis zu der durch punktirte Linien in Fig. ι 2 angedeuteten Stellung herabgesetzt werden kann, sobald der Hebel q gehoben wird. Der Führungsrahmen η wird quer in seiner Lage auf den oscillirenden Stangen p² durch geeignete Ansätze S festgehalten. Die Stangen können an diesem Theil mit Frictionsrollen versehen sein, um den Rahmen mit verringerter Reibung zu tragen.

Der Betrieb des Apparates geschieht in folgender Weise:

Nachdem der Dorn zwischen dem unteren Führungsrahmen η zusammengestellt worden, wird das Rohr bei Schmiedehitze zwischen die Matrizen FF¹ geschoben, während der Dorn in seiner unteren Stellung ist; der letztere wird alsdann durch den Handhebel q in eine Linie mit dem Rohr gehoben. Diese Bewegung bringt den Kern ONN¹ in thäiige Verbindung mit dem Kreuzkopf K, indem der T-Kopf des Theiles O in die Coulisse ϋ'^λ tritt.

Alsdann wird Wasser zu den Cylindern gelassen, und zwar durch das Wasserdruckzuführungsrohr 7°, durch den Hahn I³ und die Röhren /' hindurch (dasselbe dringt auch in die Oeffnungen ii^l der Kolbenstangen w) und durch die Verbindungen χ in die Höhlung oder den Cylinder des Kolbens m^l im Mittelpunkt des Kreuzkopfes K. Der in dieser Weise ausgeübte Druck hält die beweglichen Theile NN' des Domes vor dem Centraltheil O während seines Eindringens voraus, bis die entgegengesetzten Enden der Theile Af JV¹ den Punkty treffen, welcher ihre Bewegung gleichzeitig mit der der Blöcke aufhält. Auf den Stillstand der Theile N N ' und des Kolbens m' erfolgt die fortgesetzte Bewegung des Kreuzkopfes K und des Ccntrahheiles O infolge des Drucküberschusses auf die gröfseren Kolben u, welche, indem sie die Neigungen e auf die Neigungen d aufsetzen, den Kern expandiren, indem sie die Seiten des Domes gegen die Innenseite des Rohres fest andrücken und während der Operation die verticalen Seiten des Rohres zwischen dem Dorn und den in einander greifenden Seiten der Matrizen AA¹B B¹ zusammenpressen.

Die Matrizen werden nun auf die Aufsenseite des Rohres vorgerückt, indem die vorspringenden Theile der Arbeitsflächen den Druck durch das Metall des Rohres hindurch an den den Rücken k der correspondirenden Blöcke L entgegengesetzten Punkten übertragen, was die entgegengesetzten Seiten des Rohres in die entgegengesetzten correspondirenden Vertiefungen in den Matrizen zwängt und dem Kopfstück die Schlangenform giebt.

Nachdem der Procefs vollendet, werden die Matrizen zurückgezogen und Wasser wird zugelassen von dem Rohr I^s durch den Hahn i⁴ und die Röhren I- des Cylinders f/, indem der Druck auf die entgegensetzten Seiten der Kolben 11 ausgeübt wird, während der Hahn /³ geschlossen ist und das zuerst eingelassene Wasser während der Umsteuerung durch zu dem Zwecke v'orgesehene Hähne abgelassen wird. Der Centraltheil O, welcher die Theile NN' mit sich führt, wird alsdann durch die Bewegung des Kreuzkopfes K nach aufsen zurückgezogen, die verschiedenen Theile der Blöcke werden dadurch befreit und aus dem Kopfstück herausgenommen.

Claims (2)

P A T E N T - A N S P R O C H E :

1. An Stelle des im Haupt-Patent No. 38334 geschützten Domes H in Verbindung mit den Prefsmatrizen BB, um viereckige Röhren in Schlangenform zu pressen, der in Fig. 22, 23, 24, 27, 28 und 29 dargestellte Dorn, bestehend aus den aus vier Theilen / Z¹ I² Γ³ mit schrägen Flächen Z⁴ zusammengesetzten Blöcken L mit expandirendem Kern, Fig. 23, 25 und 26, sowie der in Fig. 1 bis 1 1 dargestellten Prefsmatrizen mit Widerlagern DE die Prefsmatrizen, bestehend aus den Theilen AA¹ und BB' mit schrägen Rippen a a¹ und b b', welche Theile durch Bolzen ef und g und Stangen C C¹ derart mit einander verbunden sind, dafs sie durch die Wirkung der Widerlager gleichzeitig einer verticalen wie seitlichen Zusammenziehung fähig sind.

2. Die Anwendung von beweglichen Führungsträgern η für den unter 1. gekennzeichneten Dorn zum leichteren Zusammensetzen sowie Einsetzen desselben bei Nichtbenutzung der Stange in.

Hierzu ^ Blatt Zeichnungen.