DE60016709T2

DE60016709T2 - Verfahren und vorrichtung zum ausweiten eines rohrmaterials

Info

Publication number: DE60016709T2
Application number: DE60016709T
Authority: DE
Inventors: Tohru Nishikamo-gun Irie; Akinobu Nishikamo-gun MORIKAWA; Hisashi Nishikamo-gun HAYAKAWA
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2020-06-22
Also published as: EP1121998A1; EP1121998B1; ATE284765T1; DE60016709D1; JP2001001083A; EP1121998A4; US6530256B1; WO2000078479A1; JP3027581B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 und auf eine Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohres gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 5 (siehe z.B. JP-A-5031547).
STAND DER TECHNIK
Es gibt den Fall, bei dem ein erweiterter Rohrabschnitt mit einer in bezug auf eine Rohrachse eines zylindrischen Rohres (Rohr) geneigten Achse an einem Ende des zylindrischen Rohres (Rohr) aus einem Metall ausgebildet ist.
Zum Beispiel ist bei einem Abgasrohr bei Automobilteilen und ähnlichem zur Sicherstellung eines Weges in einem begrenzten Raum unter einem Fahrzeugboden, wie in 18 dargestellt, ein Rohr 101 mit einem anderen Rohr 102 an einem Abschnitt 103 mit vermindertem Durchmesser so verbunden, dass eine Rohrachse B des anderen Rohres 102 in bezug auf eine Rohrachse A des einen Rohres 101 geneigt ist. Wenn eine derartige Verbindung ausgebildet wird, kann man zum Beispiel, wie in 19 dargestellt, ein derartiges Verbindungsrohr verwenden, bei dem ein sich allmählich ändernder Ab schnitt 105 an einem oberen Ende eines dünnen Rohres 104 eines zylindrischen Rohrmaterials eines Metallrohres durch Erweitern des Rohrmaterials ausgebildet wird, und ein erweiterter Rohrabschnitt 106 zur Verbindung kontinuierlich an dem oberen Ende des sich allmählich ändernden Abschnitts 105 ausgebildet wird, wobei die Achsen C, D des sich allmählich ändernden Abschnitts 105 und des erweiterten Rohrabschnitts 106 in bezug auf die Rohrachse A des dünnen Rohres 104 geneigt sind.
Weiter kann ein sich allmählich ändernder Abschnitt 107 einstückig vorher an einer dem erweiterten Rohrabschnitt 106 gegenüberliegenden Seite in dem dünnen Rohr 104 ausgebildet werden, wie in 18 dargestellt.
Weiter ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein üblicher Stempel zum Formen des sich allmählich ändernden Abschnitts 105 und des erweiterten Rohrabschnitts 106 mit den geneigten Rohrachsen an dem oberen Ende des dünnen Rohres 104 verwendet wird. Wie in 20 dargestellt, umfaßt das Verfahren das vorherige Formen eines Abschnitts 105a mit vergrößertem Durchmesser konzentrisch zu der Rohrachse A des dünnen Rohres 104 an dem Ende des dünnen Rohres 104, das Halten und Festlegen eines Werkstücks W des dünnen Rohres 104 und des Abschnitts 105a mit vergrößertem Durchmesser mittels eines Formkörpers 108 derart, dass die Rohrachse A in bezug auf eine vertikale Linie B geneigt ist, wie in 20 gezeigt, das einfache Absenken eines Stempels 110 mit einer inneren Formfläche 109 an seiner Unterseite nur in einer vertikalen Richtung zum Ein setzen des Stempels in den Abschnitt 105a mit vergrößertem Durchmesser und Verwenden der inneren Formfläche 109 und einer äußeren Formfläche 111 des – Formkörpers 108 zum Druckverformen des Abschnitts 105a mit vergrößertem Durchmesser an dem sich allmählich ändernden Abschnitt 105 und dem erweiterten Rohrabschnitt 106, der in bezug auf die Rohrachse A geneigt ist.
Bei diesem Verfahren ist jedoch, wie in 21 gezeigt, die innere Formfläche 109 des Stempels 110 mit einem Abschnitt 109a versehen, der eine offene Endfläche 105 des Abschnitts 105a mit vergrößertem Durchmesser stört und den Abschnitt 105a mit vergrößertem Durchmesser verbiegt, wodurch das Problem entsteht, dass das Verfahren zum Aufweiten des Rohres nicht durchgeführt werden kann.
Um die oben erwähnte Störung zu verhindern, wurde ebenfalls vorgeschlagen, eine bekannte schräge Schneidform zu verwenden, wie in 22 dargestellt. Dieses Verfahren umfaßt die Schritte des Ausbildens einer schrägen Öffnung 202 in einer Stempelführung 201, das gleitbare Anordnen eines Stempels 203 in der schrägen Öffnung 202 und ebenfalls das Anordnen einer Rückführfeder 204, das Anschlagen eines Kopfes des Stempels 103 gegen einen Nockenblock 205 zur Bewegung des Stempels 203 in einer schrägen nach unten gerichteten Richtung und das Durchstoßen eines geneigt angeordneten Werkstücks 206.
Wenn dieses Verfahren bei einem Verfahren zum Erweitern des sich allmählich ändernden Abschnitts 105 und des erweiterten Rohrabschnitts 106 angewandt wird, tritt keine Störung, wie unter Bezugnahme auf 21 beschrieben, auf. Es ist jedoch eine große Stempelführung 201 erforderlich, die nicht wirtschaftlich ist. Weiter muss jedesmal, wenn Unterschiede bei einem Rohrachsenwinkel und einer erweitern Rohrform zwischen dem sich allmählich ändernden Abschnitt 105 und dem erweiterten Rohrabschnitt 106 auftreten, eine neue Stempelführung 201 vorgesehen werden, wodurch sich die Installationskosten ebenfalls erhöhen.
Wenn die oben beschriebene bekannte Vorrichtung verwendet wird, um den sich allmählich ändernden Abschnitt und den in bezug auf die Rohrachse des dünnen Rohres geneigten erweiterten Rohrabschnitt auszubilden, treten die entsprechenden oben beschriebenen Probleme auf. Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials an einer Vorrichtung, bei der der geneigte sich allmählich ändernde Abschnitt und der erweiterte Rohrabschnitt des erweiterten Rohrmaterials auf einfache Weise erreicht werden können.
Ein Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials und eine Vorrichtung für ein zylindrisches Rohr ist aus der JP-A-5031547 oder der JP-U-58185336 bekannt. Ein Stempel ist an einer Seite eines offenen Endes eines Werkstücks aus dem zylindrischen Metallrohr angeordnet. Der Stempel wird vom offenen Ende des Werkstücks zum Vergrößern des Durchmessers eines Endes des Werkstücks eingesetzt. Ein Formkörper hält das Werkstück. Antriebseinrichtungen bewegen den Stempel und/oder das Werkstück in eine Richtung eines Einsetzweges.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials und eine Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials zu schaffen, bei dem ein erweiterter Rohrabschnitt mit einer winkligen Rohrachse in bezug auf eine Rohrachse eines dünnen Rohres mit guter Genauigkeit bearbeitet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials eines zylindrischen Rohres gelöst, bei dem ein Stempel auf der Seite eines offenen Endes eines Werkstücks aus dem zylindrischen Metallrohr angeordnet ist, und von dem offenen Ende des Werkstücks zum Vergrößern des Durchmessers eines Endes des Werkstücks eingesetzt wird, umfassend die Schritte: Einsetzen des Stempels vom offenen Ende des Werkstücks bei einem vorbestimmten Winkel in bezug auf eine Rohrachse des Werkstücks und Bewegen des Stempels und/oder des Werkstücks während des Einsetzens des Stempels in einer Richtung, die einen Einsetzweg des Stempels im Wesentlichen rechtwinklig kreuzt, um das Aufweiten des Rohrmaterials durchzuführen.
Bei dem Verfahren zum Aufweiten des Rohrmaterials gemäss der Erfindung kann auch eine Endfläche der Werkstücköffnung an der Einsetzseite des Stempels im Wesentlichen rechtwinklig zum Einsetzweg des Stempels ausgebildet sein.
Bei dem Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials gemäss der Erfindung kann weiter das Werkstück geneigt zu einer vertikalen Richtung gehalten werden, der Einsetzweg des Stempels vertikal verlaufen, und eine Bewegung des Stempels und/oder des Werkstücks in der den Einsetzweg des Stempels im Wesentlichen rechtwinklig kreuzenden Richtung eine Bewegung in horizontaler Richtung ist.
Bei dem Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials gemäss der Erfindung kann weiter die den Einsetzweg des Stempels und/oder des Werkstücks im Wesentlichen rechtwinklig kreuzende Bewegung der Richtung in mindestens zwei Richtungen erfolgen.
Zur Lösung der obigen Aufgabe wird erfindungsgemäss weiter eine Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials eines zylindrischen Rohres geschaffen, bei der ein Stempel auf der Seite eines offenen Endes eines Werkstücks aus dem zylindrischen Metallrohr angeordnet ist und von dem offenen Ende des Werkstücks zum Vergrößern des Durchmessers eines Endes des Werkstücks eingesetzt wird, umfassend einen Formkörper zum Halten des Werkstücks in einem geneigten Zusand in bezug auf einen Stempeleinsetzweg, eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Stempels in einer Richtung des Einsetzwegs, und ein Lager zum Lagern des Stempels und/oder des Werkstücks in einer im Wesentlichen den Einsetzweg des Werkstücks rechtwinklig kreuzenden Richtung, sodass eine schwimmende Lagerung ermöglicht wird.
Bei der Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials gemäss der Erfindung ist weiter der Formkörper des Werkstücks ausgebildet, um das Werkstück geneigt in bezug auf eine vertikale Richtung zu halten, wobei der Einsetzweg des Stempels vertikal verläuft und eine Schwimmrichtung des Stempels und/oder des Werkstücks eine horizontale Richtung ist.
Bei der Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials gemäss der Erfindung umfaßt die Schwimmrichtung des Stempels und/oder des Werkstücks mindestens zwei Richtungen.
Die Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials gemäss der vorliegenden Erfindung kann weiter Rückführeinrichtungen zum Rückführungen des Stempels und/oder des Werkstücks zu einer Ausgangspositionsseite, an der die Aufweitung des Rohres in der Schwimmrichtung beginnt, umfassen.
Bei der Vorrichtung zur Aufweitung eines Rohrmaterials gemäss der Erfindung können die Rückführeinrichtungen Spanneinrichtungen zum konstanten Spannen des Stempels und/oder des Werkstücks zur Ausgangspositionsseite umfassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung, die eine Frontansicht gesehen von der Seite einer Trennfläche eines festen Formkörpers darstellt;
2 eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform gemäss 1;
3 eine Hauptteilansicht der ersten Ausführungsform gemäss 1;
4 eine Hauptteilansicht zur Darstellung eines mittleren Zustands, bei der ein Stempel von dem Zustand von 3 eingesetzt ist,
5 eine Hauptteilansicht zur Darstellung eines erweiterten Rohres, bei dem der Stempel weiter von dem Zustand gemäss 4 eingesetzt ist;
6 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine teilweise geschnittene Ansicht von der Trennfläche eines festen Formkörpers darstellt;
7 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine teilweise geschnittene Ansicht von der Trennfläche eines festen Formkörpers darstellt;
8 eine Seitenansicht der dritten Ausführungsform gemäss 7, teilweise geschnitten;
9 eine Hauptteilansicht der dritten Ausführungsform gemäss 7, zur Darstellung des mittleren Einsetzens des Stempels;
10 eine Hauptteilansicht zur Darstellung der erweiterten Rohres, in das der Stempel von dem in 9 dargestellten Zustand eingesetzt ist;
11 eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine teilweise geschnittene Ansicht von der Trennfläche eines festen Formkörpers darstellt;
12 eine Seitenansicht der vierten Ausführungsform gemäss 11;
13 eine Hauptteilansicht der vierten Ausführungsform gemäss 11 zur Darstellung des mittleren Einsetzzustandes des Stempels;
14 eine Hauptteilansicht zur Darstellung des erweiterten Rohres, in das der Stempel vom Zustand in 13 eingesetzt ist;
15 eine fünfte Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung, die eine teilweise geschnittene Ansicht von der Trennfläche eines festen Formkörpers darstellt;
16 eine Seitenansicht der fünften Ausführungsform gemäss 15;
17A bis 17F Diagramme zur Darstellung von Beispielen einer Endfläche eines expandierten Rohres, das dem Rohrerweitern gemäss der Erfindung unterworfen wurde;
18 ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels des zylindrischen Rohres, das der Rohrerweiterung gemäss der vorliegenden Erfindung unterworfen wurde;
19 eine Schnittansicht zur Darstellung eines erweiterten Rohrabschnitts, der gemäss der Erfindung geformt wurde;
20 eine Erläuterungsansicht zur Darstellung, wie ein bekannter Stempel nur in einer Richtung zur Erweiterung des Rohres eingesetzt wird
21 ein Diagramm zur Darstellung der Störung, die während des Rohrerweiterns gemäss 20 auftritt
22 eine Schnittansicht zur Darstellung eines bekannten Stempels.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in 1 bis 17F dargestellt und werden im Folgenden beschrieben.
1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 und 2 ist eine Schiene an einer Basis 1 in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung (im Folgenden als X₁-X₂-Richtung bezeichnet) angeordnet, eine Form 2a ist auf der Basis 1 an einer Endseite der Schiene 4 befestigt, und auf der Schiene 4 ist eine bewegbare Form 3a längs der Schiene 4 angeordnet, d.h. gegenüberliegend der Form 2a und in der X₁-X₂-Richtung bewegbar. Die bewegbare Form 3a ist in der X₁-X₂-Richtung mittels eines hydraulischen Zylinders 5 als Antriebseinrichtung hin- und herbewegbar.
Ein fester Formkörper 2 ist an einem oberen Teil der Form 2a an einer der bewegbaren Form 3a gegenüberliegenden Seite befestigt, und ein bewegbarer Formkörper 3 ist am oberen Teil in der bewegbaren Form 3a an der der Form 2a gegenüberliegenden Seite befestigt.
In den gegenüberliegenden Flächen des festen Formkörpers 2 und des bewegbaren Formkörpers 3 sind entsprechend Haltenuten 7, 8 ausgebildet, die mit einer Halbfläche in Umfangsrichtung eines dünnen Rohrabschnitts 6a eines Werkstücks 6 des zylindrischen Metallrohres in Eingriff stehen. Weiter sind in den oberen Abschnitten der Haltenuten 7, 8 sich allmählich verändernde Bearbeitungsformkörperflächen 9, 10, deren Durchmesser von den Enden der Haltenuten 7, 8 in schräger Weise zunehmen, und Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 größeren Durchmessers an den oberen Enden der allmählich sich ändernden Bearbeitungsformkörperflächen 9, 10 mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet.
Weiter weisen die Flächen an einer Seite in Y₁-Richtung in den sich allmählich ändernden Bearbeitungsformkörperflächen 9, 10 in bezug auf eine vertikale Linie einen großen Neigungswinkel auf, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, und die Flächen an einer Seite in Y₂-Richtung weisen einen kleinen Neigungswinkel in bezug auf die vertikale Linie auf.
Die Haltenuten 7, 8 sind so ausgebildet, dass, wie in 1 und 3 dargestellt, ihre Achse A um einen bestimmten Winkel θ in bezug auf die vertikale Linie B in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung geneigt ist (im Folgenden als Y₁-Y₂-Richtung bezeichnet), die die Richtung X₁-X₂ rechtwinklig kreuzt. Weiter sind die sich allmählich ändernden Bearbeitungsformkörperflächen 9, 10 so ausgebildet, dass, wie in 3 gezeigt, ihre Achse C um einen bestimmten Winkel in der Y₁-Richtung in bezug auf die Achse A der Haltenuten 7, 8 geneigt ist. Weiter sind die Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 mit größerem Durchmesser so ausgebildet, dass ihre Achse D vertikal verläuft, wie in 3 gezeigt. Die oberen Enden der Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 größeren Durchmessers erweitern sich mit einer konischen Oberfläche 13, wie in 3 gezeigt.
3 zeigt den festen Formkörper 2, gesehen von einer Trennflächenseite, wobei der andere bewegbare Formkörper 3 ähnlich wie der feste Formkörper 2 ausgebildet ist.
Oberhalb des festen Formkörpers 2 ist vertikal unbeweglich ein hydraulischer Zylinder 14 als Antriebseinrichtung angeordnet, und eine Achse E einer Stange 14a ist an einer Trennfläche 2b des festen Formkörpers 2 in bezug auf die X₁-X₂-Richtung angeordnet und in einer Mitte der Bearbeitungsformkörperfläche 11 großen Durchmessers in bezug auf die Y₁-Y₂-Richtung angeordnet, die die X₁-X₂-Richtung rechtwinklig kreuzt, wie in 1 und 3 dargestellt, d.h., sie ist längs der Achse D der Bearbeitungsformkörperfläche 11 großen Durchmessers angeordnet.
Ein unteres Ende der Stange 14a ist mit einem Führungsteil 15 in einer umgekehrt T-förmigen Form vorge sehen, sodass ihre Führungsfläche im Wesentlichen horizontal in der Y₁-Y₂-Richtung verläuft. In dem Führungsteil 15 ist ein schienenförmiges Stempellager 16 mit einem umgekehrt T-förmigen Schlitz 16a in der Y₁-Y₂-Richtung vorgesehen, und ein Stempel 18 ist an seiner unteren Fläche angeordnet, sodass das Führungsteil 15 gleitbar in dem umgekehrt T-förmigen Schlitz 16a aufgenommen ist. Weiter ermöglicht ein Gleitlagermechanismus 17, bestehend aus dem T-förmigen Schlitzaufbau, dass sich der Stempel 18 frei in der Y₁-Y₂-Richtung bewegen kann, sodass eine schwimmende Bewegung ermöglicht wird.
Wenn sich die Stange 14a mittels des Hydraulikzylinders 14 vorwärts und rückwärts bewegt, wird der Stempel 18 in einer Z₁-Z₂-Richtung angetrieben. Die Z₁-Z₂-Richtung bezeichnet einen Einsetzweg des Stempels 18.
Der Stempel 18 ist, wie in 3 gezeigt, mit einer schrägen Formfläche 18a entsprechend den sich allmählich ändernden Bearbeitungsformkörperflächen 9, 10 in dem festen Formkörper 2, 3, einer Bodenfläche 18b mit einer in Y₂-Richtung an einer Unterseite der Formfläche 18a ansteigenden geneigten Fläche und einer vertikalen Formfläche 18c, entsprechend den Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 an einem oberen Abschnitt der Formfläche 18a ausgebildet, und ein unterer Abschnitt des Stempels 18 ist schräg ausgebildet.
Im Folgenden soll das Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials beschrieben werden.
Vor der Bearbeitung mittels des Stempels 18 wird zuerst ein Ende des dünnen Rohrabschnitts 6a des zu bearbeitenden Werkstücks mittels Formen oder ähnlichem in seinem Durchmesser vergrößert, wie dies in 1 bis 3 dargestellt ist, wobei ein sich allmählich ändernder Abschnitt 6b und ein Abschnitt 6c mit einem vergrößertem Durchmesser koaxial zu der Achse A des dünnen Rohrabschnitts 6a geformt werden. Zusätzlich wird eine Fläche 6d eines offenen Endes des Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 6c geformt, wie in 3 gezeigt, die in bezug auf die Achse A des dünnen Rohrabschnitts 6a so geneigt ist, dass die Fläche im Wesentlichen horizontal verläuft, wenn das Werkstück 6 in den Formkörper eingesetzt wird. Insbesondere ist die Fläche des offenen Endes im Wesentlichen rechtwinklig zum Einsetzweg Z₁-Z₂ des Stempels 18 ausgebildet.
Darauf wird, wie in 2 gezeigt, wenn die bewegbare Form 3a rückwärts bewegt und mittels des hydraulischen Zylinders 5 als Antriebseinrichtung geöffnet wird, das Werkstück 6 in den festen Formkörper 2 eingesetzt, wie in 1 bis 3 gezeigt. Insbesondere sind der dünne in die Haltenut 7 eingesetzte Rohrabschnitt 6a und der sich allmählich ändernde Abschnitt 6b und der Abschnitt 6c mit vergrößertem Durchmesser in der sich allmählich ändernden Bearbeitungsformkörperfläche 9 und der Bearbeitungsformkörperfläche 11 mit vergrößertem Durchmesser angeordnet. Darauf wird der Hydraulikzylinder 5 vorwärts bewegt, um die bewegbare Form 3a in Richtung eines Pfeils X₁ zu bewegen, und der bewegbare Formkörper 3 wird gegen den festen Formkörper 2 gebracht, und das Werkstück 6 wird zwischen den beiden Formkörpern 2, 3 eingeklemmt und gehalten.
Hierbei ist das Werkstück, wie in den 1 und 3 dargestellt, um einen bestimmten Winkel θ in bezug auf die vertikale Linie in der Y₁-Y₂-Richtung geneigt, und die Fläche 6d des offenen Endes ist in der Richtung angeordnet und festgelegt, die im Wesentlichen die vertikale Richtung (Einsetzweg des Stempels 18) rechtwinklig schneidet.
Darauf wird der Stempel 18 manuell in der Y₁-Y₂-Richtung bewegt, wie in 3 gezeigt, und der Stempel 18 wird so angeordnet, dass eine Achse F des Stempels 18 ein wenig in der Y₁-Y₂-Richtung von der Achse D der Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 mit größerem Durchmesser versetzt ist. Insbesondere ist der Stempel so angeordnet, dass die schräge Bodenfläche 18b des Stempels 18 nicht mit einem Ende 6e der Fläche 6d des offenen Endes in der Y₂-Richtung zusammentrifft. Dies wird als Ausgangsposition angesehen.
Darauf wird der Hydraulikzylinder 14 als Hub/Absenkantrieb abgesenkt, und der Stempel wird im Wesentlichen vertikal in der Z₂-Richtung durch die Stange 14a und den Schwimmlagermechanismus 17 abgesenkt. Durch das Absenken tritt der Stempel 18, wie in 4 gezeigt, zuerst in den Abschnitt 6c größeren Durchmessers des Werkstücks 6 ein, ohne mit dem Ende 6e der Fläche 6d des offenen Endes des Werkstücks 6 in Eingriff zu treten, und das Ende 6e stößt gegen die Formfläche 18a des Stempels 18 an.
Da die Fläche 6d des offenen Endes des Werkstücks in der die Fortbewegungsrichtung des Stempels 18 rechtwinklig kreuzenden Richtung ausgebildet ist, d.h. die Fläche 6d des offenen Endes ist entsprechend der Fortbewegungsrichtung des Stempels 18 geöffnet, wird der Stempel 18 leicht eingesetzt.
Durch weiteres Absenken des Stempels 18 aus dem Zustand in 4 wird der Abschnitt 6c größeren Durchmessers des Werkstücks 6 mittels der Formfläche 18a mit einem kleinen Neigungswinkel zur vertikalen Linie erweitert. Da das Ende 6e des Werkstücks 6 in diesem Fall aus dem Anlagezustand der Formfläche 18a des Stempels 18 nach außen erweitert wird, wird die Rohrerweiterung des Endes 6e zufriedenstellend durchgeführt.
Entsprechend einer Rohrerweiterung durch Eintritt des Stempels 18 wird der Stempel 18 durch die Y₁-Seitenfläche der Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 großen Durchmessers begrenzt und es wirkt eine Reaktionskraft in der Y₂-Richtung. Der Stempel 18 wird daher in die Y₂-Richtung mittels des Schwimmlagermechanismus 17 aus der Ausgangsposition bewegt und abgesenkt, um den Zustand in 5 zu erreichen. Der sich allmählich ändernde Abschnitt 6b und der Abschnitt 6c größere Durchmesser des Werkstücks 6 werden, wie in 5 gezeigt, in einem sich allmählich ändernden Abschnitt 6f, der in bezug auf den dünnen Rohrabschnitt 6a geneigte Achse C mittels der Formfläche 18a des Stempels 18 und den sich allmählich ändernden Bearbeitungsformkörperflächen 9, 10 geformt, und weiter in einen Abschnitt 6g des erweiterten Rohres mit der vertikalen Achse D mittels der vertikalen Formfläche 18c des Stempels 18 und den Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 größeren Durchmessers geformt, woraufhin danach der sich allmähliche Abschnitt 6f und der Abschnitt 6g des erweiterten Rohres einstückig geformt werden.
Nach dem Formen wird der Stempel 18 angehoben und aus dem erweiterten Rohrabschnitt 6g des Werkstückes 6 durch Anheben des Hydraulikzylinders 14 entfernt, und die bewegbare Form 3a wird mittels des Hydraulikzylinders 5 zum Öffnen der beiden Formen 2,3 und zum Herausnehmen des Werkstücks 6 zurückbewegt.
Weiter wird das Vergrößern des Durchmessers der expandierten Rohrseite des Werkstücks 6 vor dem Erweitern des Rohres, wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt, wodurch eine Rohrerweiterung zufriedenstellend durchgeführt wird.
6 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der zweiten Ausführungsform ist zusätzlich zu dem Schwimmlager 17 mit der T-Schlitzkonstruktion der oben beschriebenen ersten Ausführungsform in Y₁-Y₂-Richtung ein zweites Schwimmlager 20 angeordnet, in dem der Stempel 18 sich ebenfalls frei in der X₁-X₂-Richtung bewegen kann. Insbesondere ist eine Schiene 21 mit einem umgekehrt T-förmigen Schlitz 21a in der X₁-X₂-Richtung ausgebildet und an dem Führungsteil 15 des Schwimmlagers 17 in der Y₁-Y₂-Richtung befestigt, und ein umgekehrt T-förmiges Führungsteil 22 mit einer Führungsfläche in der X₁-X₂-Richtung ist gleitbar in den Schlitz 21a der Schiene 21 eingesetzt, und das Führungsteil 22 ist an der Stange 14a des Hydraulikzylinders 14 als Hub/Absenkantrieb befestigt.
Da die weitere Konstruktion ähnlich der ersten Ausführungsform ist, sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen wie die obigen Bezugszeichen versehen, und ihr Beschreibung entfällt.
Auch in der zweiten Ausführungsform kann, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, durch Absenken des Stempels 18 das Werkstück 6 in ähnlicher Weise wie oben bearbeitet werden. Da das Schwimmlager 20 in der X₁-X₂-Richtung in der zweiten Ausführungsform getrennt von dem Schwimmlager 17 der Y₁-Y₂-Richtung hinzugefügt wurde, ist es nicht erforderlich, genau die Bewegungsrichtung der Y₁-Y₂-Richtung des Stempels 18 zu treffen, d.h. die Y₁-Y₂-Richtung des Schlitzes 16a des Führungsteils 15 und die Richtung, in der die Achse A des Werkstücks 6 geneigt ist.
In dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des Stempels 18, Y₁-Y₂, und die Neigungsrichtung der Achse A des Werkstücks 6 voneinander abweichen, wenn sich der Stempel 18 in der Y₂-Richtung bewegt, wird auf den Stempel 18 eine Kraft in der X₁-X₂-Richtung aufgebracht, um zu verhindern, dass der Stempel 18 eingesetzt wird. Durch Vorsehen des Schwimmlagers 20 in der X₁-X₂-Richtung bewegt sich jedoch in der zweiten Ausführungsform der Stempel 18 ebenfalls in der X₁-X₂-Richtung in angetriebener Weise, und das Erweitern des Rohres kann zuverlässig ohne Schwierigkeit durchgeführt werden.
Bei der ersten Ausführungsform ist es daher notwendig, die Formkörper 2, 3 und das Schwimmlager 17 mit hoher Genauigkeit in bezug auf die Y₁-Y₂-Richtung auszubilden, während bei der zweiten Ausführungsform dies nicht notwendig ist, und die Vorrichtung vereinfacht werden kann.
Die 7 bis 10 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform zeigt die dritte Ausführungsform ein Beispiel, bei dem zwei Schwimmlager angeordnet sind.
In den 7 und 8 sind die Form 2a und die bewegbare Form 3a ähnlich wie bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform aufgebaut, und die Form 2a ist mit dem festen Formkörper 2 und die bewegbare Form 3a ist mit dem bewegbaren Formkörper 3 versehen.
Bei der dritten Ausführungsform wird ein Werkstück wie das Werkstück vor der Rohrerweiterung, wie in der Zeichnung dargestellt, verwendet, bei der ein Abschnitt 6i verminderten Durchmessers an einem Ende eines dünnen Rohrabschnitts 6h vorher durch Versetzen einer Achse G (siehe 9) von der Achse A des dünnen Rohrabschnitts 6h durch Drücken oder Gesenkschmieden ausgebildet wird. Weiter wird die Fläche 6d des offenen Endes des Abschnitts 6i verminderten Durchmessers eines Werkstücks 6A ausgebildet, sodass sie im Wesentlichen horizontal verläuft, wenn das Werkstück A, ähnlich wie oben beschrieben, eingesetzt wird.
Die Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 in dem festen Formkörper 2 und dem bewegbaren Formkörper 3 sind geneigte Flächen, deren Achse in Y₁-Y₂-Richtung in bezug auf die vertikale Richtung geneigt ist, wie in 9 gezeigt.
Da der andere Aufbau der Seiten des festen Formkörpers 2 und des bewegbaren Formkörpers 3 ähnlich jenen der ersten Ausführungsform sind, sind sie mit gleichen Bezugszeichen wie den oben erwähnten Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung entfällt.
Oberhalb des festen Formkörpers 2 ist der hydraulische Zylinder 14 als Hub-/Absenkeinrichtung schwenkbar unbeweglich angeordnet und ein erster Tragrahmen 30 ist an dem unteren Ende der Stange 14a befestigt. An dem unteren Abschnitt des ersten Tragrahmens 30 ist eine gerade Schiene 31 in der Y₁-Y₂-Richtung angeordnet, die mit einem zweiten Tragrahmen 32 mittels eines Lagers 33 so versehen ist, dass der Rahmen sich frei in der Y1-Y2-Richtung bewegen (schwimmen) kann, und dies bildet ein erstes Schwimmlager 34 in der Y₁-Y₂-Richtung. An dem unteren Abschnitt des zweiten Tragrahmens 32 ist eine gerade Schiene 35 in der X₁-X₂-Richtung angeordnet, die mit einem Stempellager 36 mittels eines Lagers 37 so versehen ist, dass sich das Lager 36 frei in der X1-X2-Richtung bewegen (schwimmen) kann, und dies bildet ein zweites Schwimmlager 38 in der X₁-X₂-Richtung. An dem unteren Abschnitt des Stempellagers 36 ist eine Stange 39 schwenkbar angeordnet, und ein Stempel 18A ist am unteren Ende der Stange 39 befestigt.
Für den Stempel 18A ist die Achse, wie in 9 gezeigt, geneigt und in der gleichen Richtung (Y₁-Y₂-Richtung) wie die Achse D der Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 in den Formkörpern 2, 3 vergrößerten Durchmessers ausgebildet, wobei der untere Teil mit den schrägen Formflächen 18a entsprechend den sich allmählich ändernden Bearbeitungsformkörperflächen 9, 10 in den Formkörpern 2, 3 versehen ist, und der obere Teil mit der in der Y₁-Y₂-Richtung geneigten Formfläche 18d entsprechend den Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 größeren Durchmessers versehen ist.
Der Luftzylinder 39 bildet eine erste Rückführeinrichtung zur Ausgangsposition und ist fest am ersten Rahmen 30 in der Y₁-Y₂-Richtung angeordnet, wobei ein oberes Ende einer Stange 40 an dem zweiten Tragrahmen 32 befestigt ist, und die Stange 40 mittels Zuführung von Luft in den Luftzylindern 39 vorwärts bewegt wird, bis der zweite Tragrahmen 32 an ein entsprechendes Teil 30a des ersten Tragrahmens 30 anschlägt, und der Stempel 18A in die Ausgangsposition der Y₁-Y₂-Richtung zurückkehrt. Durch wahlweises Zuführen/Abführen von Luft zu/von dem Luftzylinder 39 kann die Bewegung des zweiten Lagerrahmens 32 in der Y₁-Y₂-Richtung wahlweise bei dieser Konstruktion durchgeführt werden.
Ein Luftzylinder 41, der die zweite Rückführeinrichtung zur Ausgangsposition darstellt, ist weiter fest an dem zweiten Lagerrahmen 32 in der X₁-X₂-Richtung angeordnet, und ein oberes Ende einer Stange 42 ist an dem Stempellager 36 befestigt, wobei die Stange 42 durch Zuführen der Luft in den Luftzylinder 41 vor wärts bewegt wird, bis das Stempellager 36 gegen ein entsprechendes Teil 32a des zweiten Lagerrahmens 32 anschlägt, und der Stempel 18A zur Ausgangsposition der X₁-X₂-Richtung zurückkehrt. Durch weiteres wahlweises Zuführen/Abführen von Luft zu/von dem Luftzylinder 41 kann die Bewegung des Stempellagers 36 in der X₁-X₂-Richtung wahlweise in diesem Aufbau durchgeführt werden.
Weiter können statt der Luftzylinder 39, 41, Hydraulikzylinder verwendet werden.
Im Folgenden soll ein Bearbeitungsverfahren gemäss der dritten Ausführungform beschrieben werden.
Ein vorher geformtes Werkstück 6A, wird, wie in den 7 und 8 dargestellt, in einem geneigten Zustand, wie 7 gezeigt, mittels dem festen Formkörper 2 und dem bewegbaren Formkörper 3 ähnlich wie bei der obigen Ausführungsform gehalten und festgelegt.
Darauf wird den Luftzylindern 39 und 40 Luft zugeführt, und der Stempel 18A wird in der Ausgangsposition als Bearbeitungsstartposition in bezug auf die Y₁-Y₂- und X₁-X₂-Richtungen angeordnet.
Nach dem Einstellen der Ausgangsposition in dieser Weise wird wahlweise Luft zu/von den beiden Luftzylindern 39, 41 zugeführt/abgeführt, sodass der Stempel 18A in den X₁-X₂-und Y₁-Y₂-Richtungen schwimmen kann.
Darauf wird der Luftzylinder 14 zum Absenken der Stange 14a abgesenkt. Hierdurch wird der Stempel 18A in vertikaler Richtung abgesenkt, und das Spitzenende des Stempels 18A in den Abschnitt 6i verminderten Durchmessers durch die Fläche 6d des offenen Endes des Werkstücks 6A, wie in 9 gezeigt, eingesetzt. Auf diese Weise wird das Ende 6e der Fläche 6d des offenen Endes in der Y₂-Richtung von der Innenseite zur Außenseite durch die schräge Formfläche 18a des Stempels 18A erweitert. Das übliche Ineingrifftreten tritt daher nicht auf.
Wenn der Stempel 18A weiter abgesenkt wird, wird die Achse des Stempels 18A und die Achsen der Bearbeitungsformkörperflächen großen Durchmessers 11, 12 in Bezug auf die vertikale Richtung geneigt, wie durch D in 3 dargestellt, und eine Kraft zur Bewegung zur Y₁-Richtung wirkt auf den Stempel 18A ein. Wenn diese Kraft wirkt, wird der zweite Tragrahmen 32 in die Y₁-Richtung mittels des ersten Schwimmlagers 34 bewegt, und der Stempel 18A wird in die Y₁-Richtung angetrieben. Der Stempel 18A bewegt sich daher in der Y₁-Richtung zum Eintritt in den Abschnitt 6i verminderten Durchmessers, und, wie in 10 dargestellt, wird durch den Stempel 18A ein sich allmählich ändernder Abschnitt 6j durch die sich allmählich ändernden Bearbeitungsformkörperflächen 9, 10 und die Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 größeren Durchmesser in bezug auf die Achse A des dünnen Rohrteils 6h versetzt, und ein in bezug zur Achse A des dünnen Rohrteils 6h geneigter erweiterter Rohrabschnitt 6k wird einstückig an einem Ende des dünnen Rohrabschnitts 6h ausgebildet.
Nach der oben beschriebenen Rohrerweiterung wird, wenn der Stempel 18A mittels des Luftzylinders 14 nach oben bewegt wird, mittels des ersten Schwimmlagers 34 der Stempel 18A angehoben und aus dem erweiterten Rohrabschnitt 6k längs eines Wegs umgekehrt zum Einsetzweg zurückbewegt.
Wie bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Rohrerweiterung leicht und sicher durchgeführt werden, sogar, wenn die Achsen des Stempels 18A und der Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 großen Durchmessers in bezug auf die vertikale Richtung geneigt sind, d.h., auch wenn die Y₁-Richtungsseite der Bearbeitungsformkörperflächen 11, 12 großen Durchmessers einen negativen Winkel aufweist.
Da die dritte Ausführungsform ebenfalls mit dem Schwimmlager 38 in der X₁-X₂-Richtung, ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform während des Bearbeitens versehen ist, wirkt die Last der X₁-X₂-Richtung auf den Stempel 18A, woraufhin der Stempel 18A in der Lastrichtung angetrieben wird, wodurch die Vorrichtung ähnlich wie oben beschrieben, vereinfacht werden kann.
11 bis 14 zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der vierten Ausführungsform ist das Schwimmlager an einer Formkörperseite angeordnet.
Da in den 11 und 12 die Form 2a, die bewegbare Form 3a, die Antriebseinrichtung 5, der feste Formkörper 2, der bewegte Formkörper 3 und das Werkstück 6A auf der Basis 1 ähnlich jenen der dritten Ausführungsform sind, sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen wie den obigen Bezugszeichen versehen und ihre Beschreibung entfällt.
Auf einer unter der Basis 1 angeordneten Basis 1a ist eine gerade Schiene 40 in der Y₁-Y₂-Richtung angeordnet, ein Gleitteil 41 ist in der Y₁-Y₂-Richtung auf der geraden Schiene 40 angeordnet, und diese stellen ein erstes Schwimmlager 42 der Y₁-Y₂-Richtung dar. Auf dem Gleitteil 41 ist eine Lagerplatte 43 befestigt, auf der Lagerplatte 43 ist in der X₁-X₂-Richtung eine gerade Schiene 40 angeordnet, und ein Gleitteil 45 ist auf der geraden Schiene 44 in der X₁-X₂-Richtung bewegbar angeordnet. Die gerade Schiene 44 und das Gleitteil 45 stellen ein zweites Schwimmlager 46 der X₁-X₂-Richtung dar. Weiter ist die Basis 1 an dem Gleitteil 45 befestigt.
An der Basis 1a stellt ein Luftzylinder 47 eine erste Rückführeinrichtung zur Ausgangsposition dar, der fest in der Y₁-Y₂-Richtung angeordnet ist, dessen Stange 47a an der Lagerplatte 43 befestigt ist, und durch die Zuführung von Luft in den Luftzylinder 39 wird die Stange 47a bei einer bestimmten Position vorwärts bewegt, bis die beiden Formkörper 2, 3 zur Ausgangsposition der Y₁-Y₂-Richtung zurückkehren.
Weiter ist auf der Lagerplatte 43 ein Luftzylinder 48, der eine zweite Rückführeinrichtung zur Ausgangsposition in der X₁-X₂-Richtung darstellt, fest angeordnet, wobei eine Stange 48a an der Basis 1 befestigt ist, und durch Zuführen von Luft in den Luftzylinder 48 wird die Stange 48a zu der bestimmten Position vorwärts bewegt, bis die beiden Formkörper 2, 3 zur Ausgangsposition der X₁-X₂-Richtung zurückkehren.
Oberhalb des festen Formkörpers 2 ist in der Ausgangsposition der Luftzylinder 14 als Hub/Absenkantrieb vertikal fest angeordnet, und der Stempel 18A ist am unteren Ende der Stange 14a befestigt. Der Stempel 18A ist ähnlich wie der Stempel 18A der dritten Ausführungsform gemäss den 7 bis 10 ausgebildet.
Im Folgenden wird das Bearbeitungsverfahren der vierten Ausführungsform beschrieben.
Ähnlich wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird durch Einsetzen des Werkstücks 6A in den festen Formkörper 2 und Betreiben des Luftzylinders 5 zur Bewegung des bewegbaren Formkörpers 3 nach vorne, das Werkstück 6A mittels der beiden Formkörper 2, 3 gehalten und festgelegt.
Darauf wird Luft dem Luftzylinder 47 zum Einstellen der beiden Formkörper 2, 3 in der Ausgangsposition der Y₁-Y₂-Richtung zugeführt, während Luft dem Luftzylinder 48 zum Einstellen der beiden Formkörper 2, 3 in der Ausgangsposition der X₁-X₂-Richtung zugeführt wird.
Darauf wird Luft den beiden Luftzylindern 47, 48 wahlweise zugeführt bzw. von ihnen abgeführt.
Der Luftzylinder 14 wird dann zum Absenken des Stempels 18A in vertikaler Richtung abgesenkt, und somit wird der Stempel 18A über die Öffnung des Abschnitts 6i verminderten Durchmessers des Werkstücks 6A, wie in 13 dargestellt, eingesetzt. Während des Einsetzens des Stempels werden beide Formkörper 2, 3 in der Y₂-Richtung angetrieben, da die Achse des Stempels 18A und der Bearbeitungsformkörperflächen großen Durchmessers 11, 12, wie oben beschrieben, geneigt sind. Daher bewegen sich die beiden Formkörper 2, 3 in der Y₂-Richtung, der Stempel 18A wird eingesetzt, und der Abschnitt 6i verminderten Durchmessers des Werkstücks 6A wird zu dem sich allmählich ändernden Abschnitt 6j und dem erweiterten Rohrabschnitt 6k geformt, wie in 14 dargestellt.
Nach der Rohrerweiterung, bewegt, wenn der Stempel 18A mittels des Luftzylinders 14 nach oben bewegt wird, das zweite Schwimmlager 42 die beiden Formkörper 2, 3 in der Y₁-Richtung, und der Stempel 18A wird aus der Form längs des Weges umgekehrt zum Einsetzweg zurückbewegt.
Da die vierte Ausführungsform weiter ebenfalls mit dem Schwimmlager 46 der X₁-X₂-Richtung versehen ist, wirkt während des Bearbeitens mittels des Stempels 18A die Kraft in der X₁-X₂-Richtung auf die beiden Formkörper 2, 3, wodurch dann die beiden Formkörper 2, 3 in der Kraftrichtung angetrieben werden, und die Vorrichtung kann in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben, vereinfacht werden.
15 und 16 zeigen eine fünfte Ausführungsform.
Bei der fünften Ausführungsform werden die Rückführeinrichtungen 39, 41 zur Ausgangsposition in der drit ten Ausführungsform gemäss 7 bis 10 durch Druckeinrichtungen zum konstanten Drücken in die Ausgangsrichtung gebildet, und die Zeichnungen zeigen ein Beispiel, bei denen eine Feder verwendet wird.
Insbesondere ist eine Feder 50 zum konstanten Drücken des zweiten Lagerrahmens 32 in die Y₂-Richtung zwischen dem ersten Lagerrahmen 30 und dem zweiten Lagerrahmen 32 in 7 und 8 angeordnet, und eine Feder 51 zum konstanten Drücken des Stempellagers 36 in die X₂-Richtung ist zwischen dem zweiten Lagerrahmen 32 und dem Stempellager 36 angeordnet.
Da der andere Aufbau ähnlich dem Aufbau gemäss 7 und 8 ist, sind gleiche Bauteile wie die oben erwähnten Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und ihre Beschreibung entfällt.
Ebenfalls werden bei der fünften Ausführungsform die gleichen Wirkungen ähnlich der der dritten Ausführungsform erzielt. Weiter wirkt bei der vorliegenden Ausführungsform während der Bearbeitung mittels des Stempels 18A, wenn sich der Stempel 18A in der Y₁-Richtung bewegt, eine Druckkraft auf den Stempel 18A in der zur Bewegungsrichtung entgegengesetzten Richtung (Y₂-Richtung), und eine Ablenkung oder ähnliches des Stempels 18A kann verhindert werden, welches zu einer hohen Bearbeitungsgenauigkeit beiträgt.
Zusätzlich wird bei der beschriebenen Ausführungsform entweder die Werkstückseite oder die Stempelseite in einer horizontalen Richtung (X₁-X₂-, Y₁-Y₂-Richtung) bewegt, wobei entweder die Werkstückseite oder die Stempelseite in der horizontalen Richtung (X₁-X₂-, Y₁-Y₂-Richtung) bewegt werden können.
Weiter ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform das Werkstück so angeordnet, dass die Fläche des offenen Endes nach oben weist, wobei, wenn das Werkstück zur Neigung der Fläche des offenen Endes seitwärts angeordnet ist und der Stempel im Wesentlichen horizontal von der Endfläche der seitlichen Öffnung eingesetzt wird, die X₁-X₂-, und die Y₁-Y₂-Richtung in einer vertikalen Ebene angeordnet sind.
Die Rückführeinrichtungen 47, 48 gemäss 11 bis 14 können aus Druckeinrichtungen in Form von Federn gemäss 15 und 16 bestehen.
Die transversalen Abschnitte des expandierten Rohrabschnitts und des sich allmählich ändernden Abschnitts des Werkstücks können unregelmäßige Formen, wie z.B. elliptisch, im Wesentlichen dreieckig und im Wesentlichen quadratische Formen aufweisen, wie in den 17A bis 17F gezeigt. In diesem Fall sind die Formen des Stempels und der Werkstückformkörper in geeigneten Formen der beschriebenen unregelmäßigen Formen ausgebildet, und der Werkstückformkörper besteht aus einer solchen Form, dass das bearbeitete Werkstück herausgezogen werden kann.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Wie beschrieben, kann gemäss der Erfindung bei einem Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials eines zylindrischen Rohres, bei dem ein Stempel an einer Seite des offenen Endes des Werkstücks aus dem zylindrischen Metallrohr angeordnet ist, und der Stempel von dem offenen Ende des Werkstücks zum Vergrößern des Durchmessers eines Endes des Werkstücks eingesetzt wird, indem der Stempel von dem offenen Ende des Werkstücks bei einem bestimmten Winkel in bezug auf eine Rohrachse des Werkstücks eingesetzt wird, und der Stempel und/oder das Werkstück während des Einsetzens des Stempels in einer im Wesentlichen den Stempeleinsetzweg rechtwinklig kreuzenden Richtung bewegt wird, um das Erweitern des Rohres durchzuführen, ein erweiterter Rohrabschnitt mit einer in bezug auf die Achse des Werkstücks geneigten Achse ausgebildet werden. Durch Versetzen des Stempels von einer mittleren Position des offenen Endes des Werkstücks, Einsetzen des Stempels in die Werkstücköffnung ohne Behinderung und darauffolgendes Bewegen des Stempels in eine die Einsetzrichtung im Wesentlichen rechtwinklig kreuzenden Richtung wird das offene Ende des Werkstücks von der Innenseite nach außen mit dem Stempel gepreßt, wodurch die oben beschriebene bekannte Behinderung des Stempels durch die Werkstücköffnung behoben ist, und das Werkstück der Rohrerweiterung unterworfen werden kann.
Ohne Verwendung der Stempelführung gemäss 22 kann der erweiterte Rohrabschnitt mit einer unterschiedlichen Neigung zur Werkstückachse leicht gehandhabt werden. Das Problem mit der Verwendung der Stempelführung kann somit gelöst werden. Der allmählich sich ändernde in bezug auf den Stempeleinsetzweg geneigt Abschnitt kann leicht geformt werden.
Gemäss der Erfindung wird bei dem Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials durch Formen des offenen Endes des Werkstücks an der Einsetzseite des Stempels im Wesentlichen rechtwinklig zum Einsetzweg des Stempels die Werkstücköffnungsendfläche in einer im Wesentlichen rechtwinklig zum Stempeleinsetzweg verlaufenden Richtung ausgebildet, sodass der Stempel leicht eingesetzt werden kann, und die Rohrerweiterung leicht durchgeführt werden kann.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird bei dem Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials das Werkstück in bezug auf die vertikale Richtung geneigt und gehalten, wobei der Einsetzweg des Stempels vertikal verläuft, und die Bewegung des Stempels und/oder des Werkstücks in der den Werkstückeinsetzweg rechtwinklig kreuzenden Richtung in der horizontalen Richtung eingestellt wird. In diesem Fall, da der Stempeleinsetzweg vertikal verläuft, kann ein Vielzweckwerkzeug (Preßmaschine, Rohrerweiterer) verwendet werden. Da die Bewegung in einer im Wesentlichen den Stempeleinsetzweg rechtwinklig kreuzenden Richtung die horizontale Bewegung ist, verglichen mit der üblichen Bewegung links der geneigten Fläche gemäss 22, bewegt sich der Stempel unbehindert, wobei keine Bewegung der besonderen Richtung durch die Neigung auftritt, und eine sehr genaue Rohrerweiterung ermöglicht wird.
Weiter ist es gemäss der vorliegenden Erfindung bei dem Verfahren zum Erweitern eines Rohrmaterials, da die Bewegung in der den Stempeleinsetzweg im Wesentlichen rechtwinklig kreuzenden Richtung des Stempels und/oder des Werkstücks in mindestens zwei Richtungen erfolgt, indem der Stempel und/oder das Werkstück in mindestens zwei Richtungen bewegt wird, nicht notwendig, die Bewegungsrichtung des Stempels und/oder des Werkstücks mit der Neigungsrichtung des erweiterten Rohrabschnitts abzustimmen, und die Anordnung der Einrichtung wird vereinfacht.
Gemäss der Erfindung umfaßt die Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials eines zylindrischen Rohres, bei der der Stempel auf der Seite des offenen Endes des Werkstücks aus dem zylindrischen Metallrohr angeordnet ist, und der Stempel von dem offenen Ende des Werkstücks zum Vergrößern des Durchmessers des Endes des Werkstücks eingesetzt wird, einen Formkörper zum Halten des Werkstücks in einem geneigten Zustand in bezug auf einen Stempeleinsetzweg, eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Stempels in einer Richtung des Einsetzwegs, und ein Lager zum Lagern des Stempels und/oder des Werkstücks in einer den Einsetzweg des Werkstücks im Wesentlichen rechtwinklig kreuzenden Richtung so, dass ein Schwimmen möglich ist, oder weiter eine Endfläche einer Werkstücköffnung auf der Seite des Einsetzens des Stempels im Wesentlichen rechtwinklig zum Einsetzweg des Stempels ausgebildet ist, sodass das Aufweiten des Rohres durchgeführt werden kann.
Da der Stempel und/oder da Werkstück angeordnet ist, um sich in der den Werkstückeinsetzweg im Wesentlichen rechtwinklig kreuzenden Richtung zu bewegen, und schwimmend gelagert ist, wird die Bewegung in der den Werkstückeinsetzweg rechtwinklig kreuzenden Richtung natürlich in einer angetriebenen Weise durch die auf den Stempel und/oder das Werkstück einwirkende Reaktionskraft durchgeführt. Es sind daher keine Antriebe erforderlich, und die Aufweitung des Rohres kann zufriedenstellend mit einer einfachen Vorrichtung durchgeführt werden.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird weiter bei der Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials der Formkörper des Werkstücks geneigt zum Halten des Werkstücks in bezug auf eine vertikale Richtung ausgebildet, wobei der Einsetzweg des Stempels vertikal verläuft, und eine Schwimmrichtung des Stempels und/oder des Werkstücks in einer horizontalen Richtung verläuft, sodass das Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials durchgeführt werden kann. Gemäss der vorliegenden Erfindung kann bei der Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials durch Einstellen der Schwimmrichtung des Stempels und/oder des Werkstücks in mindestens zwei Richtungen das Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials durchgeführt werden. Weiter wird gemäss der Erfindung bei der Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials durch Vorsehen einer Rückführeinrichtung zum Rückführen des Stempels und/oder des Werkstücks zur Ausgangsseite, an der die Rohraufweitung beginnt, in der Schwimmrichtung nach Beendigen des Aufweitens des Rohres der Stempel und/oder das Werkstück automatisch zur Ausgangsposition zurückgeführt, bei der die Rohraufweitung beginnt, sodass die manuelle Rückführung für die Bedienungsperson entfällt und die Bearbeitung wirkungsvoll durchgeführt werden kann.
Gemäss der Erfindung wirkt bei der Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials, wenn die Rückführeinrichtung eine Druckeinrichtung zum konstanten Drücken zur Ausgangspositionsseite umfaßt, weiter die Druckkraft konstant auf den Stempel und/oder das Werkstück in der Richtung entgegengesetzt zur horizontalen Bewegungsrichtung, sodass die Ablenkung oder ähnliches des Stempels oder des Werkstücks verhindert wird und eine hohe Genauigkeit der Rohraufweitung erreicht werden kann.
Weiter umfaßt gemäss der Erfindung die Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials eines zylindrischen Rohres, bei dem der Stempel auf der Seite der Öffnung des Werkstücks aus dem zylindrischen Metallrohr angeordnet ist, und der Stempel von dem offenen Ende des Werkstücks zum Vergrößern des Durchmessers des Endes des Werkstücks eingesetzt wird, einen Formkörper zum sicheren Halten des Werkstücks so, dass ein Ende des Werkstücks in bezug auf einen Einsetzweg des Stempels geneigt ist, eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Werkstücks in einer Richtung des Einsetzwegs und ein Lager zum Lagern des Stempels in einer Richtung, die im Wesentlichen den Einsetzweg des Werkstücks rechtwinklig so kreuzt, dass ein Schwimmen ermöglicht wird, der leichte Stempel statt des Werkstückformkörpers bewegt wird, und somit die Bewegungseinrichtung leicht hergestellt werden kann.

Claims

Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials eines zylindrischen Rohres, bei dem eins Stempel (18) auf der Seite eines offenen Endes eines Werkstücks (6) aus dem zylindrischen Metallrohr angeordnet ist und von dem offenen Ende des Werkstücks (6) zum Vergrößern des Durchmessers eines Endes des Werkstücks (6) eingesetzt wird, umfassen die Schritte: Einsetzen des Stempels 18 vom offenen Ende des Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzen bei einem bestimmten Winkel in bezug auf eine Rohrachse des Werkstücks (6) durchgeführt wird, wobei während des Einsetzens des Stempels (18), der Stempel (18) und/oder das Werkstück (6) in einer Richtung (X₁-X₂; Y₁-Y₂), die einen Einsetzweg (Z₁-Z₂) des Stempels (18) im Wesentlichen rechtwinklig kreuzt, bewegt werden, um das Aufweiten des Rohrmaterials durchzuführen.
Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials nach Anspruch 1, wobei eine Endfläche (6d) der Werkstücköffnung an der Einsetzseite des Stempels (18) im Wesentlichen rechtwinklig zum Einsetzweg (Z₁-Z₂) des Stempels (18) ausgebildet ist.
Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials nach Anspruch 1, wobei das Werkstück (6) geneigt zu einer vertikalen Richtung gehalten wird, der Einsetzweg (Z₁-Z₂) des Stempels (18) vertikal verläuft, und eine Bewegung des Stempels (18) und/oder des Werkstücks in der den Einsetzweg (Z₁-Z₂) des Stempels (18) im Wesentlichen rechtwinklig kreuzenden Richtung eine Bewegung in horizontaler Richtung ist.
Verfahren zum Aufweiten eines Rohrmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die den Einsetzweg (Z₁-Z₂) des Stempels (18) und/oder des Werkstücks im Wesentlichen rechtwinklig kreuzende Bewegung der Richtung (X₁-X₂, Y₁-Y₂) in mindestens zwei Richtungen erfolgt.
Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials eines zylindrischen Rohres, bei dem ein Stempel (18) auf der Seite eines offenen Endes eines Werkstücks (6) aus dem zylindrischen Metallrohr angeordnet ist und von dem offenen Ende des Werkstücks (6) zum Vergrößern des Durchmessers eines Endes des Werkstücks eingesetzt wird, umfassend einen Formkörper (2, 3) zum Halten des Werkstücks (6), eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Stempels (18) und/oder des Werkstücks (6) in eine Richtung eines Einsetzweges (Z₁-Z₂) dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (2, 3) das Werkstück (6) in einer geneigten Lage in bezug auf den Einsetzweg (Z₁-Z₂) des Stempels (18) hält, und dass ein Lager (17, 20, 34, 38, 42, 46) den Stempel (18) und/oder das Werkstück (6) in einer den Einsetzweg (Z₁-Z₂) des Stempels (18) im Wesentlichen rechtwinklig kreuzenden Richtung (X₁-X₂; Y₁-Y₂) lagert, sodass ein schwimmendes Lagern ermöglicht wird.
Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials nach Anspruch 5, wobei eine Endfläche (6d) der Werkstücköffnung an der Einsetzseite des Stempels (18) im Wesentlichen rechtwinklig zum Einsetzweg (Z₁-Z₂) des Stempels (18) ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Formkörper (2, 3) des Werkstücks (6) ausgebildet ist, um das Werkstück (6) geneigt in bezug auf eine vertikale Richtung zu halten, der Einsetzweg (Z₁-Z₂) des Stempels (18) vertikal verläuft und eine Schwimmrichtung des Stempels (18) und/oder des Werkstücks (6) eine horizontale Richtung ist.
Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Schwimmrichtung (X₁-X₂; Y₁-Y₂) des Stempels (18) und/oder des Werkstücks (6) mindestens zwei Richtungen umfaßt.
Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials nach einem der Ansprüche 5 bis 8, weiter umfassend eine Rückführeinrichtung (39, 41, 47, 48) zur Rückführung des Stempels (18) und/oder des Werkstücks (6) zu einer Ausgangspositionsseite, an der die Aufweitung des Rohres in der Schwimmeinrichtung beginnt.
Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohrmaterials nach Anspruch 9, wobei die Rückführeinrichtungen Spanneinrichtungen (39, 41, 47, 48) zum konstanten Spannen des Stempels und/oder des Werkstücks zur Ausgangspositionsseite umfassen.