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Ziehmatrize zum Umformen zylindrischer Rohre oder vorgebogener Blechstreifen
in verjüngte Rohre Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, welchewährend
,des Hindurchziehens zylindrischer Rohre oder vorgebogener Bleche diese mit oder
ohne Zuhilfenahme eines verjüngten Dornes zu verjüngten Rohren umformt.
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Bekannt ist eine Vorrichtung zum Ziehen nahtloser verjüngter Rohre
aus zylindrischen Rohren über einem entsprechend verjüngten Dorn zwischen profilierten
Walzen, bei der eine größere Anzahl in einem. Walzgerüst gelagerter Walzen mit ringsum
gleichmäßig profilierter Rille den Rohrumfang umhüllen und mit während des Rohrdurchgangs
beeinflußbarem Druck gegen das Rohr gepreßt werden. Diese Einrichtung hat den Nachteil,
daß wegen des wechselnden Durchmessers des herzustellenden verjüngten Rohres die
Walzen nur an einer einzigen -Stelle vollständig am Rohr anliegen können.
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Bekannt sind ferner Einrichtungen, bei denen in den Kalibern eine
sich verengende Rille vorgesehen ist und das Rohr absatzweise nacheinander über
seine Länge in die gewünschte Form gebracht wird. Der Nachteil dieser Einrichtungen
besteht in der Vielzahl der Bearbeitungsstufen und in der Gefahr des Einkneifens
,des Kalibers in die Rohrwand.
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Gemäß der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Einrichtungen
vermieden durch eine Ziehmatrize mit einer Anzahl auf dem Werkstückumfang verteilter
Werkzeuge, deren Arbeitsfläche nach dem Werkstück zu ausgehöhlt und in der dazu
senkrechten Richtung gewölbt ausgebildet ist und die zur Erzeugung der verjüngten
Form des Werkstükkes in Richtung einer zur Werkstückachse senkrechten Achse verstellt
werden, .die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Werkzeuge gleichzeitig mit der
Verstellung in Richtung der zur Werkstückachse senkrechten Achse um diese Achse
so geschwenkt werden, daß die Arbeitsflächen der Werkzeuge den von ihnen bearbeiteten
Umfangsteilen des Werkstückes die dem jeweils herzustellenden Kreisquerschnitt entsprechende
Wölbung geben. Die Anordnung kann auch so ausgebildet sein, daß die Achse, in deren
Richtung sich jedes Werkzeug bei Änderung des Werkstückdurchmessers bewegt und um
die es dabei gleichzeitig geschwenkt wird, anstatt senkrecht zur Werkstückachse
senkrecht oder annähernd senkrecht zur Oberfläche des fertigen verjüngten Rohres
steht.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in den Abb. i, 2 und
3 in Ansicht, Seitenriß und Grundriß dargestellt.
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DieWerkzeugea weisen eineArbeitsflächeb auf, ,die in Richtung e nach
dem größten Halbmesser d des Werkstückes e ausgehöhlt und in Richtung f gewölbt
ist. Wie die Abb. 3 zeigt, stehen die Werkzeuge, deren jedes nur einen Teil des
Werkstückumfangs bearbeitet, bei der Erzeugung des größten Werkstückhalbmessers
senkrecht
zur Werkstückachse. Mit abnehmendem Werkstückdurchmesser werden sie allmählich in
Richtung ihrer zur Werkstückachse senkrechten Achse g vorgeschoben: und um diese
Achse in eine derartige Schrä=:@ Lage zur Werkstückachse gedreht, daß #die; ausgehöhlten
Arbeitsflächen b dem von ihneirbearbeiteten Teil des Werkstückes eine solche Wölbung
geben, daß an allen Stellen des verjüngten Werkstückes der Kreisquerschnitt gewahrt
bleibt. Die Abb. q., 5 und 6 zeigen die Stellung eines Werkzeuges bei der Bearbeitung
eines kleinen Werkstückdurchmessers. Sehr vorteilhaft ist es auch, die Achse g der
Werkzeuge a, wie die Abb. 8 und g zeigen, senkrecht oder annähernd senkrecht zur
Oberfläche des verjüngten Rohres anzuordnen. Bei der annähernd senkrechten. Lage
der Achse g soll .der weniger als 9o° betragende Winkel in Richtung des verjüngten
Endes des Werkstückes liegen.
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In den Abb. io und .ii ist beispielsweise eine nach vorliegender Erfindung
ausgebildete Vorrichtung dargestellt, in der die in den Abb. i bis g dargestellten
Werkzeuge auf das Vorwerkstück zur Einwirkung gebracht werden. Das Vorwerkstück
h, in diesem Falle ein vorgebogener Blechstreifen, ist auf den verjüngten Dorn i
aufgesteckt und wird von z. B: zwei ,dicht hintereinanderliegenden Sätzen von z.
B. je drei Werkzeugen a verformt. Die Werkzeuge a sind in dem Körper k drehbar
und verschieblich gelagert. Die Achsen L der Werkzeuge setzen sich in eine Drallspindel
m fort, die in einer Drallmutter ia geführt wird. Der Drall ist so gestaltet,
daß dem Werkzeug für jeden Durchmesser des verjüngten Rohres die zur Erzeugung eines
einwandfreien Kreisquerschnittes erforderliche Schrägstellung gegeben wird. Auf
das Ende der Drallspindel na drückt eine Feder o, die den für die Verformung
des Werkstückes notwendigen Druck erzeugt.
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Das Arbeiten mit der Vorrichtung nach Abb. io und ii geht folgendermaßen
vor sich: Das Vorwerkstück h wird mit dem verjüngten Dorn i zusammen zwischen die
durch geeignete Vorrichtungen auseinandergezogenen Werkzeugea gesteckt, ,diese werden
dann freigegeben, so daß sie auf das Vorwerkstück zur Wirkung kommen, und das Werkstück
wird mit dem Dorn,. z. B. in Pfeilrichtung, durch die Vorrichtung gezogen. Die Werkzeuge
drücken auf das Werkstück, verformen es und stellen sich, da der Dorn, wie angedeutet,
mit seinem dicken Ende eingeführt wurde, je mehr sie sich infolge des abnehmenden
Durchmessers des Dornes einander nähern, immer schräger. Wurde der Dorn aber mit
seinem dünnen Ende in die Vorrichtung eingeführt, dann nimmt die Schrägstellung
der Werkzeuge mit wachsendem Durchmesser des Dornes immer mehr ab.
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Um das Vorrücken und damit die jeweilige §chrägstellung für jedes
Werkzeug gleich groß zu halten, ist es zweckmäßig, auf ,die V,@.erkzeugachsen Zahnräder
aufzusetzen, die -üfit einem gemeinsamen Zahnkranz kämmen. In der Abb. i2 ist eine
solche Anordnung dargestellt. Der Zahnkranz p kämmt gleichzeitig, mit allen auf
den Werkzeugachsen aufgebrachten Zahnrädern q. In diesem Ausführungsbeispiel sind
die Drallspindeln in im Durchmesser so groß ausgeführt, daß die Gewindegänge nicht
mehr steil sind. Man hat dadurch die Möglichkeit, die zum Verformen des Vorwerkstückes
erforderliche Kraft, z. B. in Gestalt einer Feder y, an dem Zahnkranz
p
angreifen zu lassen. Durch das Drehen der Urallspindeln m werden dann die
Werkzeuge zwangsläufig vorgeschoben und schräg gestellt und erhalten gleichzeitig
die notwendige Kraft zur Verformung des Vorwerkstückes. Durch Verstellen des Armes
s gegen den Federdruck ist das Auseinanderziehen der Werkzeuge zur Einführung eines
neuen Werkstückes einfach zu bewerkstelligen.
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In Abb. 12 ist eine weitere Ausbildung der für vorliegende Erfindung
anzuwendenden Vorrichtung dargestellt. Der Zahnkranz p kämmt in diesem Fall mit
Zahnrädern q, die eine Schraubenspindel t tragen, welche in die als Mutter ausgebildete
Achse der Werkzeuge a eingreift. Auf der Werkzeugachse ist ein Querhaupt zc angeordnet,
das mit zwei Gleitstücken v in schraubenlinienförmige Nuten w eingreift. Wenn die
Schraubenspindeln t die Werkzeuge a vorschieben, gibt das Querhaupt
u dem Werkzeug die notwendige Schräglage.
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Man kann die Zahnkränze für die beiden in den Abbildungen dargestellten
hintereinanderliegenden Werkzeugsätze kuppeln oder getrennt wirken lassen. Die Regulierung
der Bewegungen der einzelnen Werkzeuge ist auch durch Hebelübersetzungen möglich.
Statt der Federn, die den Verformungsdruck der Werkzeuge hervorrufen, können auch
Druckflüssigkeiten angewendet werden. In den Abbildungen sind die Werkzeuge a der
Einfachheit halber einstöckig ausgebildet dargestellt. Im praktischen Gebrauch wird
man aber Werkzeuge benutzen, bei denen die Arbeitsflächen an auswechselbaren Stücken
angebracht werden, die aus für die vorliegenden Zwecke bestgeeigneten Werkstoffen
bestehen. Es ist auch möglich, diese Stücke durch einteilige oder aus einzelnen
Scheiben bestehende Rollen zu bilden. Um ein Drehen des Werkstückes während der
Umformung durch die schräg gestellten Werkzeuge zu vermeiden, ist es in vielen Fällen
erforderlich,
die einzelnen Werkzeuge entgegengesetzte Schrägstellungen
annehmen zu lassen. Das gilt sowohl für Werkzeuge, deren Arbeitsfläche als Gleitfläche,
als auch für solche, deren Arbeitsfläche als Rolle ausgebildet ist.
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Die nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung kann auch für das
Verjüngtziehen von zylindrischen fertigen Rohren ohne Zuhilfenahme eines verjüngten
Dornes benutzt werden. Es ist dann aber erforderlich, die Bewegung und die Kraft
zum Verstellen der Werkzeuge zwangsläufig von dem Antrieb der Ziehvorrichtung abzuleiten.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung wird zweckmäßig in Verbindung mit
einer bekannten Ziehbank benutzt. Sie wird dabei an Stelle der üblichen Ziehmatrize
eingebaut. Bei der Herstellung von verjüngten Rohren aus Blechstreifen ist es vorteilhaft,
die Vorrichtung nach der Erfindung mit einer Vorrichtung zum Vorbiegen des Blechstreifens
zu vereinigen oder damit zusammenarbeiten zu lassen. Dieser zusammengesetzten Vorrichtung
kann man noch eine Schweißvorrichtung anfügen, so daß es möglich wird, die Fertigstellung
eines geschweißten verjüngten Rohres in einem Arbeitsgang durchzuführen.
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Das Umformen der Werkstücke ist mit der Vorrichtung nach der Erfindung
sowohl in kaltem als auch in warmem Zustand möglich.
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Der Vorteil der Erfindung ist der, daß es mit ihr gelingt, einfache
Vorrichtungen zur Herstellung verjüngter Rohre aus zylindrischen Rohren oder zum
Fertigbiegen von vorgebogenen Blechstreifen zur verjüngten Rohrform herzustellen.
Infolge des einfachen Aufbaues der Vorrichtung nach der Erfindung sind nur wenige
dem Verschleiß unterworfene Teile vorhanden. Deshalb sind die Unterhaltungsarbeiten
an der Vorrichtung sehr gering. Das gilt besonders für die auswechselbaren Stücke,
an die die Arbeitsflächen der Werkzeuge angearbeitet sind. Da nur eine sehr geringe
Anzahl dieser Stücke in der Vorrichtung benötigt wird, sind die durch das Auswechseln
und Nacharbeiten entstehenden Kosten ebenfalls gering.