DE568232C - Vorrichtung zum Ziehen von konischen Rohren - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Ziehen von konischen Rohren Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausziehen von Rohren in konische Formen auf einem konischen Dorn mittels eine: in einem Ziehf utter arbeitenden Walzkugelsatzes .
• Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen die Walzen zwischen einer innen konischen Hülse und einem konaxial in ihr liegenden Dorn gleicher Konizität gelagert sind und durch Verschiebung der Hülse und dos Dornes relativ zur Hohlwelle unter gleichzeitiger L mdrehuna derselben beständig der Rohrachse genähert oder von ihr entfernt werden, «-ährend das Rohr an der Drehung verhindert, aber axial verschoben «-ird.
• Diese bekannten Vorrichtungen haben erhebliche 'Nachteile. Die Kugeln oder "-alten werden dabei im Umfangssinne des Rohres. das sich selbst nicht dreht. durch die drehbar angetriebene Hohlwelle ihrerseits angetrieben.. Infolgedessen muß die gesamte Kraft zum Antrieb der Kugeln von der Seitenwand der Kugelöffnung in der Hohlwelle auf die Seitenfläche der Kugeln übertragen werden. Dieser Andruck ist äußerst groß und richtet sich radial gegen jede Kugelfläche. Wenn nun die Kugel auf dem Rohr und der es umschließenden Hülse abrollt, muß ihre Fläche an der Seitenwand der Öffnung in der Hohlwelle gleiten, weil sonst .ich die Kugel nicht drehen könnte. Die Seitenwand der Öffnung in der Hohlwelle wirkt dabei als Bremse auf die Kugel, und zwar unter dem vollen, zum Antrieb der Kugel erforderlichen Druck. 'Fenn die Antriebskraft der Kugeln sehr groß ist, so kann die Bremswirkung ihrerseits solche Größe annehmen, daß sich die Kugel nicht mehr dreht und dann auf dem Rohr oder auch auf der innen konischen Hülse gleitet. Besteht in diesem Falle das Rohr nicht aus hinlänglich hartem Material, so «-iird es eingeschnitten, erhält Rillen und kann ganz zerstört werden. Besonders trifft dies zu, wenn außerordentlich Rohre (beispielsweise Stiele für Golfschläger! -ezogen «erden sollen, wie mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung insbesondere beabsichtig: ist.
• Diesem Übelstand abzuhelfen ist Zweck der Erfindung, deren Grundgedanke darin besteht, daß die Kugelhülse, die zur Längsbewegung der Kugeln bei der Verstellung am Futter erforderlich ist, sich selbst, abgesehen von der Reibung, ungehemmt frei drehen kann. Die Kugeln werden nur durch die Relativbewegung zwischen Rohr und Ziehfutter zur Drehung gebracht, d. h. eines der Glieder, auf denen die Kugeln rollen (im L üterschied zum Gleiten), wird angetrieben. Reibung, Abnutzung, Erhitzungund Bes chädigunsmo`lichkeiten werden auf das geringste 'Mali verringert.
• Gemäß der vorliezenden Erfindung ist also die in Längsrichtung gegenüber dem Ziehfutter verschiebbare Hülse gegenüber solcher «"eise angeordnet, daß die Kugeln sich nick, verklemmen oder in das Rohr einschneiden können, weil die Hülse um das Rohr unter der Wirkung der hudeln frei umlaufen kann, ohne die Kugeln in ihrem Lauf zu hindern. Die Hülse treibt die Kugeln in ihrem t mlaw in keiner Weise an, :o daß auch keine störende Rückwirkung auf die Kugeln eintreten kann. Soweit von der Längsverschiebung der Hülse gegenüber dem Ziehfutter abgesehen und nur die Drehbewegung der Teile betrachtet wird, arbeitet die Vorrichtung völlig analog einem Kugeilager, bei dem das Rohr dem inneren Laufirin" das Ziehfutter dem äußeren Laufring und die Hülse dem Kugelkäfig entspricht.
• Anders liegen die Verhältnisse bei der Längsbewegung (Verstellbewegimg) des Käfigs bzw. der Hülse. Bei dieser Bewegung berühren die Kugeln die Hülse zwar unter Druck, jedoch nur am Pol ihrer eigenen Drehbewegung (in der Drehachse), also an einer Stelle, wo praktisch keine Bewegung vorhanden ist. Somit wird auch ':eine Reibung erzeugt, die die Kugeln in ihrer Drehung hindern könnte. Die Walzkugeln arbeiten also in einer Vorrichtung nach der Erfindung unter den günstigsten Bedingungen.
• Auf der Zeichnung ist eine Maschine gemäß der _ tindung in einigen Ausführungsformen veranschaulicht, und zwar ist Abb. i ein teilweiser Längsschnitt der Maschine, Abb.2 ein Längsschritt des Dorns zum Ziehen der Rohre in anderer Ausführun`sform.
• Abb. 3 bis d stellen weitere Ausführungsformen der Ziehwerkzeuge dar.
• Abb. 6 zeigt im Längsschnitt einen Teil der Maschine hach Abb. i in abgeänderter Ausführung.
• Abb. 7 ist ein Langdorn, der zur Verwendung finit der Maschine nach Abb. 6 geeignet ist.
• Die Maschine nach Abb. i zum Ziehen eines konischen Rohres besteht aus einem Gestell i einer Drehbank mit einem Bett 2, auf dem der konische Dorn mit seinem Rahmen 3 durch eine nach beiden Richtungen antreibbare Leitspindel .f, deren Antrieb nicht dargestellt ist, verstellt und vorgeschoben wird. Auf einem Ende des Gestells ist ortsfest der Zielikopfrahmen 9 am Bett durch Bolzen io und ii angebolzt. Das drehbewegliche Klemmfutter 12 im Gestell 9 dient zum Einspannen des konisch auszuziehenden Rohres 13. Das Rohrende liegt dabei in der Hülse oder Ausbohrung 14 des Futters auf einem konischen Kopf 17 der Stange 16, der an schräg liegende Enden der Klemmbacken 15 angreift und, wenn er nach rechts in Abb. i gezogen wird, die Backen spreizt und das Rohrende gegen die Hülse 1.1 preßt. Bei Verstellung des Kopfes in der anderen Richtung wird der Druck der Futterbacken aufgehoben, und das Rohr kann herausgenommen werden. Die Stange 16 liegt in einer Büchse oder Auskleidung i8 dis I#utters i-, und trägt auf ihrem Gewindeende io eine Mutter mit Handrad 2o, die gegen die Büchse is anliegt, so daß beim Drehen des 1-landrades in einer Richtung die Backen 15 gespreizt und beim Drehen in der anderen Richtung gelöst werden. Auf dem Kleminfutterkörper 12 ist eine Antriebsscheibe 21 aufgekeilt, die mit Zähnen 22 in eine Treibkette greift oder für Riemenantrieb glatt sein kann. Das Kugellager 2,; zwischen der Scheibe 21 und dem Gestell 9 iiinint den infolge des Zuges am Rohr auftretenden Druck am Futter auf. 'Muttern 24 ünd 25 im Gestell c; führen Schrauben 26 bzw. 2;, die bei 28 und a9 drehbeweglich im Rahmen des Zugkopfes gelagert und gegen axiale Verschiebung durch Bunde 3o, 31 bzw. 32, 3 3 gesichert sind. Die freien Enden 34. und 35 der, beiden Schra,iuen 26, :27 tragen auf Gewinde den Einstellkopf 36 für die Walzkugeln.
• In dem Kopf 36 ist auf Kugeln 37 eine Hülse 38 gelagert, die einen Käfig für die "Walzkugeln 39 bildet und mit Löchern für jede einzelne Kugel versehen ist. Jedes dieser Löcher hat beträchtlich größeren Durchmesser als seine Kugel, so daß diese reichlich Spiel hat und ihren Sitz ohne Zwang finden kann. Die Stärke des Käfigs an der Stelle, wo die Kugeln gehalten werden, ist zweckmäßig gleich dem Kugelradius. Die Kugeln sind im Ziehfutter 40 aus gehärtetem Stahl eingeschlossen, das im Gestell 3 durch den eingeschraubten Ring .I1 festgehalten wird. Das Ziehfutter ist mit einem Absatz von Kreisquerschnitt versehen, der in Längsrichtung des Apparates konisch oder sonstwie geformt zur Führung der Kugeln verläuft, um dem Rohre die gewünschte Form zu geben. Wird daher, wie aus Abb. i ersichtlich, Kugelkäfig 33 so längsverschoben, daß die Kugeln über den zylindrischen Teil 42 des Ziehfutters laufen, so erhält das Rohr einen gleichmäßigen Durchmesser, während bei solcher Verschiebung, daß die Kugeln gegen die konische oder geneigte Wand 4.3 des Futters anlaufen, diese einwärts oder auswärts je nach der Verschiebungsrichtung des Käfigs gezwungen werden und dementsprechend den äußeren Rohrdurchmesser verändern.
• In Rohr 13 und den Absatz des Futters ragt Dorn 4..4 hinein, der mit einem Druckflansch .I5 mit längs einstellbarer Schraubenv erbindung versehen ist und in jeder gewünschten 'Stellung mit Hilfe der Gegemnutter .f6 festgestelltwerden kann. Der Druckflansch ist drehbar im Joch .4; gelagert, das an dem Kugeleiustellkopf 36 vorbeiläuft und mit dein Ftitt<@rlcopf 3 verbunden ist, so daß der Dorn nach 1-iii- und Feststellung :eine bestimmte Lage zum Futter einhält. Der Längsdruck auf Dorn 44 wird durch Kugellager .I8 und .I9 zwischen Druckflansch und Joch .I7 aufgenommen. Dieser Dorn erstreckt sich bis unter die htieln und bildet den Gegenhalt für das zu zielende Rohr an der Ziehstelle unter den Kugeln. 1:r bestimmt ferner die Wandstärke des Rohres durch seine bestimmte Lage in bezug auf die Innenwand des Futters, die die Kugeln

  führt. (@ffell:icitt:@it wird der Außendurch- '

  messen des ill1ter den leitelii durch

  diese, sein Iilllirdtlrclimesser durch den Dorn-

  C111rcilIile@,tr in.t(r (feil 1\11`%e12? bedingt, und

  .eine «an(istsrkr wirr gleich deni Abstand vo2: ;

  1111-e1 ilr:(1 Dorn.

  Die @illili'Gitilt (?es Rollres hingt voii der Nei-

  der Z:elifutterw;i:i(fe, denen die Kugeln .

  atll:e,7oIl, 1i2111 der Geschwindigkeit a--, i11It der

  der IiugeIkärg im @'erh'ltnis zum 1#ortscüreiten

  des Rohres 1Ln@s bew#zt wird. '@ugel';ätig-3

  folgt dabei dem Kul-#-leinstelfkopf der die

  Gewindespindeln 3s und 35 umschließt. <Venn

  der Futterkopf durch die Leitspindel na(,li links

  i

  bewegt wird, bewirkt der Zug der Schra uben 26

  und 2; in ihren Muttern im Ziehkopf i-a. daß sie j

  sich drehen lind so auch die Spindeln ,, und 35.

  Diese Spindeln hancn solches CTe«-in(i, daß bei I

  einer Bewe--u ng d,_s Futterkopfes nach links der 1

  Iiugeleinstelikopi ,!i nach recht: läuft (in

  Richtung all' den Futterkopf 3 all.: (i,: Kugeln i

  werden also nach rechts verschobt;-- Die C=e- ii

  winde ,4 und hallen solche @tei@:uriv, daß die

  I_in"sbeweil::z der I-Zuzelii hin @e«'ünschten i

  Gesch«-indig"eitsverh<;itnis zur Fntterkopfbe

  weaung steig. Zur h:#täagung der Maschine

  wird der ZiL-hkonf :1::c11 links vers,-i";aen. So- i

  a

  dann wird eiil Ende des zu ziehendc:i Rohres in

  das Futter unter die Kugeln und Dorn ein-

  geführt und nach links -cschobei,,, Gis sein Ende .

  in Hülse i-; des Kiemm;liedes einzosetzt und

  festgeklemmt :-erden kann. Der Ziei,fiitterkopf

  wird nahe a :? das hIeinnlftitter nach rechts ;

  herange_choben uns: in LIIigrlfi 111i, der Leit-

  spindel gebracat. @@-Ci::? nun die Maschine in

  Gang gesetzt wird, s-, wird der Klemmkopf mit

  Hilfe de: Ra(les =T gedreht und der Futterkopf

  durch die L,#asr-indel nach: links verschoben.,

  während der @sligeieinste'.l:.opi 3i, gegen den

  Futterkopf hin be@:-et wir._'. @@J@all@i die Kugeln

  innerhalb der Fläche -2 bleiben, ändert sich der i

  Durchmesser des Rohre: nicht. 'Sobald aber ,

  die Kugeln in die gereute oder 1;c@21ische Fläche

  4.; cintretei7, werden sie nach iiii?--?i ;ezwungen,

  wodurch sie den Rohrdurchmessr< v-rringern.

  und dies hiilt 4n. bis (fas Ende de> -@r@@eits Banges

  für den li@na@llfll Teil erreicht iss. iXährend C

  dieser ganzen Zt-it ist das Rohr im II:II@rn durch

  den Dorn --stützt, der die Wandstärke des 1

  Rohres bestimmt und es gegen f tisanimen

  quetschen schützt. Da, zu ziehende itohr wird

  durch die Drehung des Islemmfuttei#,. finit dem

  es verbunden ist. Iilit@t(Irtht. Dies zwingt die

  Kugeln 3#i ebe zfall: zur Drehung und zum _lb- !

  rollen auf dem Ro r ui:(i gegen die Fläche des

  I#utters. Wenn die hul-eln am 1#utter rciti_2r@,n

  nehmen sie d,-i? Isu;eikärig ,;,#, mit, der sic:i auf

  seinem Iiugei:a_@_-r ,;- l@_icht drehen kann. Auch ;

  der drehbar zelszerte Dorn kann sich zusaiiinieii

  mit dein Rohr ;o drehen. (iah keine Hemmung !

  oder Reibung au:tr:".

  Das Rohr i,; ist i11 der llsischine nach ebb. x

  zwischen Ziehkopf und Futterkopf dem Dreh-

  mollleiit unterworfen, welches notwendig ist,

  um es selbst. slic hugowa tisw. in denl Futterkopf

  zu drehen. Plus kann li(ailslü'Llclillll@@ei1 1111d

  Spannungen hervorrufen, die gewissen Ge-

  brauchszwecken des Rohres schädlich sind. Uni

  s s <ann man das

  olche Spannungen zu entfernen, 1,

  I,1,oilr eileer we:terell I@ehandlung unterm'CrfC-Il,

  dadurch, daß inan es, nachdem es i21 der Ma-

  schine nach Abb. i unter starker Formverände-

  rung konisch geformt wurde, in eine= Maschine

  gleicher Art einsetzt, in der jedoch innerhalb des

  rollre: ein Dorn Anwendung findet, der sich

  ühf@r die Länge des Rohres erstreckt. Auf diesem

  wir(1 da; Metall beim Herunterwalzen so zii-

  silinir#engeprelst, daß die Spannungen und Be-

  ausgetrieben werden. Der Dorn

  @cliützt dabei das Rohr gegen Drehbean-

  si:nichungen. Demgemäß ist in Abb. 2 das der

  =-ischiiie der Abb. i entnommene Rohr in eine

  :;:,fiere Maschnie, die der ersten in allen Teilen

  ;i(-icht, eingesetzt, bei der jedoch Dorn 51 am

  I -lemmfutterkopf i; befestigt ist und sich über

  k- ganze Län- des Rohres unter den Kug In 39

  I -i. e e

  e: streckt. l@ollr i.--> ist in dem Klemmglied 12,

  früher beschrieben, befestigt, so daß bei

  (:essen Drehung Dorn 51 und Rohr 13 zusammen

  initgedreht werden. Die gewünschte Rohrform

  und deren @N'aildstärke. ;gleichgültig, ob diese

  konstant erhalten. wird oder- veränderlich ist,

  ergibt sich jeweils aus der Form der Futterstücke

  und der Dorne sowie der Größe der axialen

  Z-erschiebungsgeschwindigkei ten.

  Abb.3 und @4 geben beispielsweise die ein-

  ander zugehörigen Teile wieder für das Walzen

  einer bestimmten anderen Rohrform mit frei

  drehbarem Dorn und für das Nachwalzen mit

  einem Dorn, der zusammen mit dem Rohr ein-

  gespannt und drehbar ist. Das Futter .Io' be-

  @itzt die geneigte Fläche 92 und die zvlindriche

  :BIäche 53; Dorn .1T' ist finit entsprechend ge-

  i, eigter Fläche 54. und zylindrischem Teil 55 ver-

  :;ehen. Dies ergibt ein Rohr niit hin wesentlichen

  gleichmäßiger Wandstärke und Konizität über

  cif größeren Teii seiner Länge, jedoch finit einem

  kurzen Endstück von gleichmäßigem Durch-

  niesser. Der Dorn (Abb. 4.; für das Walzen zur

  Entfernung der Spannungen hat den konischen

  Teil 50 und den Teils; finit gleichmäßigem

  Durchmesser. Da: Futter, in dem die Kugeln

  beine 'Nachwalzen angeordnet sind, hat Kugel-

  laufflächen mit \eizung g#; passender Iionizität

  und eine Zylinderfläche 58', mit deren Hille die

  Kugeln das Ruhrstück (1z auf den Dorn herunter-

  -,v'alzen.

  I:in anders `eiorintes Rohr kann heispiels-

  weise auch ein Futter gemäß Abb. 5 bedingen,

  (las eine Kegelflüche (ig und eine Gegenkegel-

  fhiche 7o besitzt.

  Für gewisse Zwecke, besonders uni Ruhre zu

  ziehen, die von einem bestimmten Punkt ihrer Länge aus na-,-h beiden Enden sich keglig erweitern, 'cann eine andere Art der Futterführung empfehlenswert sein. Bei der Maschine nach Abb. ti sind die Stangen ; und in dein Futterkopf drehbar gelagert und mit Gewinden und ;5' versehen, die in gleicher Meise wie bei der 'Maschine nach Abb. i i n Einggriff mit dem Futterkopf 36 stehen. Sie besitzen die parallelen schraubenförmigen 'Nuten @5 geringer Steigung. Die -Nuten sind um i, -o - um den Stab versetzt. Sie gehen in ein zweites Paar paralleler -Nuten 86 mit steilerer Steigung als die 'Nuten 85 über, und zwar 'le;innend am Punkt S;. In jeder dieser -Ntit@n 1 ruft eine Rolle SS. die an einem Bolzen 1;ü drehbar in der 'Mutter oder Hülse 9o befesti;t ist, die ihrerseits wieder einstellbar im Gestell o befestigt ist. Wenn nun der Futterkopf .3 durch die Leitspindel in bezug auf den @ielikor: :, bewegt wird. so werden die drehbaren Stangen 83 und 84 durch die Muttern im Ziehkopf gezo;en, und die Bolzen So mit den Rollen SS werden dadurch, daß sie in das -Nutpaar S6 einareiien. während eines Teils der Bewegung des Futterkopfes die Stangen S3 und 8.M so drehen, daß der Kugeleinstellkopf 36 in einer bestimmten Richtung längs verschoben wird. Die Nuten und die Teile sind so proportioniert, daß die Kugeln nach rechts gegen. die konische Fläche des Ziehfutters bewegt werden und dadurch den Konus über den Teil ; e des Rohres 13 formen. Sobald Punkt ;9 des Rohres mit geringstem Durchmesser erreicht ist. haben auch die Bolzen S9 die Punkte 87 erreicht. Wenn sie nun in die Nuten 86 eintreten, «-erden die Stangen 83 und 84 in entgegengesetzter Richtung gedreht. Dabei kehren sie die Drehrichtung der Schraubengewinde 34 und 35' um und bewegen den Kugeleinstellkopf in umgekehrter Richtung, d. h. nach links gemäß Abb. 6. Die Innenfläche des Futters vergrößert sich nun. während die Kugeln nach links gezogen «erden, so daß sich der Rohrdurchmesser vergrößert und ein umgekehrt konischer Teil 8o gebildet wird. Wie man jedoch sieht, soll der Konus So seinen Durchmesser über eine viel kürzere Rohrlänge als Teil ;8 ändern. Die Steigung der 'Nuten 36 ist deshalb wesentlich steiler als die der 'Nuten 85, so daß der Kugeleinstellkopf viel schneller nach links gezogen wird als die Kugeln nach rechts während der Herstellung des Konus von Teil ;8. Sobald der zvlindrische Teil oi der Futterfläche erreicht ist, bewegen :ich die Kugeln schnell nach links und stellen (iabei einen im wesentlichen gleichge in * U, n Rolirdurchinesser im Rohrende her. Das Rohr kann nun noch mit dem langen Dorn nach Abb. ; fertiggestellt werden. Der konische Dorn i02 in dieser Abbildung ist an (lein lilemniglied befestigt und erstreckt sich bis zu dem schwächsten Durchmesser -(i des Rohres. In sein Ende ist ein umgekehrt konischer Zapfen io,; eingeschraubt, der im wesentlichen dem konischen Teil 8o des Rohres entspricht. Dieser Zapfen besitzt ein Gewindestück 94. das in das 'Muttergewinde im Dorn 102 eingreift. Er besitzt ferner eine Kerbe 96 an seinem Ende, wodurch er aus cem Dornende herausgeschraubt «-erden kann. damit sich das Rohr auf den Dorn aufsetzen und wieder entfernen läßt. Die Gewinde der Teile 9.1 und io2 müssen solche Richtung haben, daß :ich der Zapfen während der Bearbeitung des Rohres nicht lösen kann.
• Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß durch entsprechende Gestaltung und Bemessung von Futter und Dorn jeder nach Grad und Richtung beliebige Konus am Rohr über jede gewünschte L3rge hin erreicht werden kann, und zwar entweder bezii;lich des Rohrdurchmessers oder der Wandstärke oder beider zugleich.
• Der Vorteil in der Anwendung einer Vorrichtung, Anordnung und Konstruktion eines Dornes nach Abb. i mit darauffolgender Fertigstellung auf einer 'Maschine mit langem Dorn nach Abb. 2 besteht darin, daß mit dem ersten Dorn eine größere Formänderung je Ziehgang bewerkstelligt «-erden kann, während mit dem zweiten die Eigenschaften des Rohres verbessert werden können. MVo sich jedoch die Eigenschaften des Rohres, wie sie sich bei Benutzung des ersten Dornes ergeben. für den beab4ichtig ten Zweck nicht schädlich erweisen, kann das Rohr unter Fortfall der -Nacharbeit auf der zweiten Maschine auf der ersten fertiggestellt werden. Wenn anderseits die starke Formänderung mit der ersten Maschine unerwünscht ist, kann der ganze arbeitsbang zur Erzeugung der Konen auf der zweiten -Maschine durchgeführt «-erden.

Claims (1)

1. P_1TE\T--# \SPRÜCIIIr: i. Vorrichtung zum Ziehen von konischen Rohren auf einem konischen Dorn mittels eines in einem Ziehfutter arbeitenden Walzkugelsatzes, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3S), welche die -Falzkugeln (",c» zwischen der kegligen Innenfläche (.M3) des Ziehfutters c401 und dem zweckmäßig durch einen axial verschiebbaren Dorn (44) gestützten Rohr (i3) aufnimmt, frei drehbar und.gegenüber dem Ziehfutter (4o) zur Veränderung der von den Kugeln (,;(i) freigegebenen Ziehöffnung in Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist und (iaß die Drehung der Kugeln (391 d:irch Relativdrehung von Rohr (i3) und Zieit:tuter (4o) erreicht wird. =. Vorrici:tung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (44. bzw. 51) kraftschlüssig votn Rohr (i,;) durch Reibung oder zn-an -sl:iuhg vom Ziehkopf (i=l gedreht wird. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und dadurch gekennzeichnet, daß das Ziehfutter (_1o) bzw. sein Tr;i-er (3) durch eine Leits@indel (.4) verschoben wird und eine oder mehrere in ihm axial unver:chiebbare, aber drehbare Spindeln (=@, 2ti-!# Besitzt. die mit t einem Gewinde (=ö. z,-) in den feststehenden Ziehkopf (9) und mit einem anderen Gewinde (34, ;,5) in den axial verschiebbaren Halter (@6) der Hülse für die Walzkugeln (39) eingreifen.