DE69506170T2 - Muffenherstellungsmaschine für thermisch erweichte Rohre - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Formen von Muffen an den Enden von thermisch erweichten Roh-ren, die insbesondere zur Verwirklichung von Zufluss- und/oder Abflussleitungen bestimmt sind.
• Die obengenannten Maschinen, die auch unter dem Namen von Muffenmaschinen bekannt sind, enthalten einen Arbeitskopf, ver-sehen mit wenigstens einer Vorrichtung zum Erwärmen des Roh-res und einer Bearbeitungsvorrichtung, welche einer, mit geeigneten Antriebsmitteln versehenen Auflagebank zugeordnet sind, auf welcher die zu bearbeitenden Rohre in kontinuierlichem Zyklus durchlaufen.
• Das Rohr wird während des Formverfahrens von Spannvorrichtungen in der Bearbeitungsposition gehalten, welche entlang einer vertikalen Ebene bewegliche Klemmbacken haben.
• Die heutige Konstruktionstechnologie für Muffenmaschinen sieht im wesentlichen zwei Typen von Spannvorrichtungen vor. Einen ersten Typ, beschrieben in dem Dokument USA Nr. A-4.545.951, bei welchem die Klemmbacken entlang von Führungssäulen gleit-bar sind, und einen zweiten Typ ohne Führungssäulen, verwirklicht durch den gleichen Anmelder. In diesem letzten Falle sind die Klemmbacken unabhängig voneinander beweglich, und der Zustand der gegenseitigen Ausrichtung zueinander ist durch die Struktur der Maschine gesichert, welche die Klemmbacken selbst trägt.
• Bei allen Typen von Muffenmaschinen folgen die aus geradlinigen Abschnitten bestehenden Rohrelemente bei der Bearbeitung eines dem anderen, nachdem sie auf die Auflagebank der Maschine entlang einer Richtung gelegt worden sind, die mit der Symmetrieachse des Rohres übereinstimmt.
• Nachdem sie auf die Auflagebank gelangt sind, verschieben sie sich schrittweise quer zu ihrer Ankunftsrichtung, wobei sie sich parallel zu sich selbst halten. Während der Haltepausen zwischen dem einen und dem anderen Schritt werden die Rohre einzelnen Bearbeitungsphasen unterzogen, die im wesentlichen im Erwär-men des zu formenden Endes in der Aufheizvorrichtung bestehen, gefolgt vom Greifen durch die Spannvorrichtung und anschlies-sendem Formen. Bei es die Erwärmungsphase wie auch die Formphase werden durchgeführt, indem die Aufheizvorrichtung und die Bearbeitungsvorrichtung dem Rohr zugeordnet werden, und zwar durch Schlitten, welche, entsprechend angetrieben, die Aufheizvorrichtung und die Bearbeitungsvorrichtung im Verhältnis zum Rohr annähern und entfernen, je nach den verschiedenen Bearbeitungsphasen.
• Ein erster Nachteil der Muffenmaschinen, welche mit Führungssäulen für die Klemmbacken versehene Spannvorrichtungen besitzen (USA-A-4.545.951) besteht in der Tatsache, dass während des Arbeitszyklus das sich in Bearbeitung befindliche Rohr, um sich nicht gegenseitig mit den Säulen zu behindern, in Übereinstimmung mit der eigenen Symmetrieachse zwei zusätzliche Bewegungen lotrecht zu der vertikalen Ebene ausführen muss, in der sich die Klemmbacken bewegen. Eine erste Bewegung hat den Zweck, die profilierten Enden über die Führungssäulen hinaus zu führen, und zwar vor dem Blockieren durch die Spannvorrichtung, um dann das Ende des zu bearbeitenden Rohres der Bearbeitungsvorrichtung nähern zu können, die im Verhältnis zu der Spannvorrichtung auf der gegenüberliegenden Seite von der angeordnet ist, auf der sich die Auflagebank befindet. Im Anschluss daran, nach< Vervollständigung des Formens, ist eine Bewegung in umgekehrter Richtung notwendig, um das Rohr wieder in seine Ausgangsposition auf der Auflagebank zu bringen.
• Bei Gleichheit aller anderen Bedingungen erweist sich der Arbeitszyklus der Muffenmaschinen mit Spannvorrichtungen, die mit Führungssäulen versehen sind, tatsächlich als länger und weniger wirtschaftlich gegenüber dem von gleichartigen Maschinen ohne diese Säulen.
• Trotz alledem sind auch letztere nicht frei von Nachteilen, da sie im Verhältnis zu den ersten eine umfangreichere Mechanik und Elektronik aufweisen, welche sie teurer gestalten.
• Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Muffenmaschinen, da sie Formkammern mit unter Druck stehender Flüssigkeit haben, mit einer elastischen Wand arbeiten, welche unvermeidbar das Vorhandensein von starren Anschlagelementen für die Wand selbst während der Druckphase erfordert.
• Diese Elemente sind bei den Muffenmaschinen mit Säulen leicht an den Klemmbacken selbst zu positionieren. Bei den Muffenmaschinen mit Spannvorrichtungen ohne Säulen dagegen ist es notwendig, einen zusätzlichen Schlitten zum Stützen dieser Elemente anzuordnen, der synchron mit den restlichen Teilen der Maschine bewegt wird.
• Zweck der vorliegenden Erfindung, so wie sie durch die Ansprüche gekennzeichnet ist, ist daher der, die hier erwähnten Nachteile zu beheben.
• Die Erfindung löst das Problem dadurch, dass eine Maschine zum Formen von Muffen an den Enden von thermisch erweichten Roh-ren geliefert wird, die wie folgt enthält:
• - eine Spannvorrichtung zum Blockieren der Rohre, die entlang einer vertikalen Ebene bewegliche Klemmbacken aufweist, in welcher das Abladen und das Abladen der Rohre tangential zu der genannten Ebene erfolgen;
• - eine Bearbeitungsvorrichtung, enthaltend eine Spindel, die einem Ende des thermisch geformten Rohres zuzuordnen ist.
• Die Spindel ist in einer Formkammer mit unter Druck stehender Flüssigkeit enthalten, die eine elastische Wand aufweist, versehen mit einer Öffnung, durch welche das Ende des Rohres in die genannte Formkammer in einem Zustand der Abdichtung gegen den Druck gelangt.
• Die Maschine enthält ausserdem starre Anschlagelemente, welche direkt von den Klemmbacken der Spannvorrichtung getragen werden, um der elastischen Wand während der Druckerzeugung in der Formkammer entgegenzuwirken.
• Einer der Vorteile, erhalten durch eine nach der vorliegenden Erfindung verwirklichte Maschine, besteht im wesentlichen in der Tatsache, dass das Erreichen von erheblich schnelleren Arbeitszyklen und frei von unnützen Bewegungen erlaubt ist.
• Die Maschinen nach der Erfindung weisen ausserdem eine geringere Zahl der infrage kommenden Teile auf, welche den konstruktiven Umfang verringern, wodurch sie Wirtschaftlichkeit beim Kaufpreis wie auch bei den Betriebskosten erlauben, zusammen mit einer grösseren betrieblichen Zuverlässigkeit.
• Durch eine besondere Strukturierung der Klemmbacken der Spannvorrichtung mit der Stützbank der Rohre erhält man ausserdem ein Tragen der Rohre immer auf zwei Auflagen. Dies erlaubt es, Rohre von einer erheblich kürzeren Länge zu bearbeiten als jene, die auf den Maschinen mit Führungssäulen zu bearbeiten sind, wo das überhängend getragene Teil nicht unter eine bestimmte Länge gehen kann.
• Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gemacht ist, welche eine rein als Beispiel gedachte und nicht begrenzende Verwirklichungsform darstellen, und von denen
• - Abb. 1 eine perspektivische Ansicht der Gesamtheit einer flach der Erfindung hergestellten Formmaschine zeigt;
• - Abb. 2 zeigt ein Detail der Maschine aus Abb. 1 in perspektivischer Ansicht von der Seite und in Vergrösse-rung;
• - Abb. 3 zeigt eine perspektivische Teilansicht der Maschine aus Abb. 1 von der Seite der Formkammer für das Rohr her;
• - Abb. 4 zeigt in einer perspektivischen Teilansicht von der Seite einige Elemente aus Abb. 3, mit einigen Teilen entfernt;
• - Abb. 5 zeigt in einer perspektivischen Teilansicht und in vergrösserter Form einige Details aus Abb. 2, gesehen von der Auflagebank zur Bewegung der sich in Be-arbeitung befindlichen Rohre;
• - Abb. 6 zeigt in vergrösserter Form einen Schnitt der Gesamtheit der Bearbeitungsvorrichtung;
• - Abb. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Details der Bearbeitungsvorrichtung;
• - Abb. 8 zeigt in schematischer Darstellung insgesamt die Anordnung der wichtigsten Teile der Maschine, wobei die Fliesslinien der Rohre während eines allgemeinen Bearbeitungszyklus hervorgehoben sind.
• Unter Bezugnahme auf die beiliegende Abb. 1 kann man be-obachten, dass die Erfindung aus einer in ihrer Gesamtheit mit 32 bezeichneten Maschine besteht, um die Enden 7 von thermisch verformten Rohren 2 zu Muffen zu formen.
• Die Maschine 32 enthält im wesentlichen (s. auch Abb. 8) einen horizontalen Kanal 33 für die Ankunft der zu bearbeitenden Rohre 2, eine Auflagebank 36 für den Transport der Rohre 2 während der Betriebsphasen der Maschine 32, sowie einen seitlich der Auflagebank 36 und des Kanals 33 für die Ankunft der Rohre 2 angeordneten Arbeitskopf 39.
• Oberhalb des Kanals 33 sieht die Maschine 32 einen kleinen, durch einen Riemen 35 angetriebenen Förder 34 vor, gehalten von der Struktur der Maschine 32 und auf solche Weise vertikal beweglich, dass er die in dem Kanal 33 vorhandenen Rohre 2 greift und den Vorschub derselben in einer im wesentlichen mit deren Symmetrieachse übereinstimmenden Richtung bewirkt.
• Die Auflagebank 36 ist mit Mitteln 37 zum vertikalen Anheben und zur Querverschiebung (Abb. 3) der Rohre 2 versehen, in der Auflagebank 36 versenkbar angeordnet, welche die Rohre 2 aus dem Kanal 33 nehmen und sie an eine Serie von Supporten 38 weitergeben, die an der Auflagebank 36 angeordnet sind.
• Der Arbeitskopf 39 enthält zwei Aufheizvorrichtungen 40 zum Erwärmen und Erweichen der Enden 7 des zu verformenden Roh-res 2; letzteres ist während dieses Vorgangs zu den Aufheizvorrichtungen 40 ausgerichtet auf den Supporten 38 der Auflagebank 36 angeordnet und ist durch angetriebene Mitnehmer 43, gehalten von dem Kopf 39 der Maschine 32, im Verhältnis zur eigenen Symmetrieachse 41 im Umdrehung versetzt.
• Der Arbeitskopf 39 enthält ausserdem (Abb. 3):
• - eine Spannvorrichtung 1 zum Blockieren der Rohre 2, welche entlang einer vertikalen Ebene 4 bewegliche Klemmbacken aufweist, und bei welcher das Einlegen und das Abladen der von der Auflagebank 36 kommenden Rohre tangential zu der vertikalen Entwicklungsebene 4 der Klemmbacken 3 erfolgt;
• - eine Bearbeitungsvorrichtung 5 (Abb. 5 und 6), enthal-tend eine Arbeitsspindel 6, versehen mit einem internen Hohlraum 12 zum Kühlen, die einem Ende 7 des in den Aufheizvorrichtungen 40 thermisch erweichten Rohres 2 zuzuordnen und in einer Formkammer 8 mit unter Druck stehender Flüssigkeit enthalten ist; letztere weist eine elastische Wand 9 auf, versehen mit einer Bohrung 10, durch welche das Ende 7 des Rohres 2 in einem Zustand der Abdichtung gegen den Druck in die Formkammer 8 ge-langt.
• Die Maschine 32 zum Formen von Muffen enthält ausserdem starre Anschlagelemente, getragen direkt von dem Klemmbacken 3 der Spannvorrichtung 1 und zuzuordnen einer Bearbeitungsvorrichtung 5, um der elastischen Wand 9 während der Druckerzeugung in der Formkammer 8 entgegenzuwirken.
• Genauer gesagt (Abb. 3) wird das starre Anschlagelement 11, das der unteren Klemmbacke 3 der Spannvorrichtung 1 zugeordnet ist, von einer Wand 15 getragen, die überhängend von ei-nem Körper 16 der Klemmbacke 3 gehalten wird.
• Zwischen der Wand 15 und dem Körper 16 der Klemmbacke 3 ist ein Hohlraum 17 vorgesehen, in welchen sich Strukturelemente 42 der Auflagebank 36 einfügen, welche Supporte 18 für das Rohr 2 tragen, auf denen letzteres, beiderseitig an den Klemmbacken 3 der Spannvorrichtung 1 anliegend, angeordnet ist.
• Die Wand 15 sieht profilierte Enden 19 vor, welche während des Schliessens der Spannvorrichtung 1 in entsprechende ergänzende Sitze 20 einsetzbar sind, eingearbeitet in die entgegengesetzte Klemmback 3 der Spannvorrichtung 1 selbst. Aus den Abb. 5 und 6 kann man ersehen, dass die Bear-beitungsvorrichtung 5 eine einzige Leitung 21 für die Zufuhr der Flüssigkeit für den Druck der Formkammer 8 und zum Kühlen der Spindel 6 enthält, sowie eine Leitung 13 für die Verbindung zwischen der Formkammer 8 und dem Hohlraum 12 zum Kühlen der Spindel 6.
• Die Verbindungsleitung 13 weist einen rohrförmigen Körper 24 auf (Abb. 7), welcher einen Hohlraum 25 hat, der von einem ersten, der Formkammer 8 zugeordneten Ende 26 bis zu einem zweiten, , dem Hohlraum 12 zum Kühlen der Spindel 6 zugeord-neten Ende 27 geht und im Betrieb mit auf den Druck der in der Formkammer 8 enthaltenen Flüssigkeit empfindlich reagierenden Mitteln 14 verbunden ist.
• Der rohrförmige Körper 24 ist in einen Sitz 50 der Spindel 6 eingefügt und ragt mit einem Kopf 51, der mit Flügeln 52 versehen ist, aus einer umlaufenden Nutung 53 der Spindel 6 hervor.
• Die druckempfindlichen Mittel 14 enthalten vorzugsweise an dem genannten zweiten Ende 27 ein Ventil 28, versehen mit einem Verschluss 29, dem eine Druckfeder 30 entgegenwirkt, die durch ein der Spindel 6 zugeordnetes Stellelement 31 eingestellt werden kann.
• Das Ventil (28) ist auf solche Weise eingestellt, dass es die Lei-tung 13 von einem Mindestdruckwert bis zu einem bestimmten maximalen Schwellenwert absperrt. Ist dieser an dem Ventil 28 eingestellte Druckwert erreicht, so öffnet sich der Verschluss 29 unter dem überschüssigen Druck der von der Leitung 21 zugeführ-ten Flüssigkeit während ein Teil der in der Formkammer 8 enthaltenen Strömung nach ausserhalb der Kammer 8 abfliesst und durch die Leitung 13 in den Hohlraum 12 der Spindel 6 gelangt und diese kühlt.
• Beim Betrachten der Abb. 6 kann man ausserdem erkennen, dass die Formkammer 8 eine Wand 22 vorsieht, die mit einer An-zahl von Bohrungen 23 versehen ist, welche im Inneren der Form-kammer 8 selbst enthalten und peripherisch zu der Spindel 6 angeordnet ist. Die Wand 22, die von der durch die Leitung 21 der Bearbeitungsvorrichtung 5 zugeführten Strömung getroffen wird, unterteilt den gesamten, von der Leitung 21 geleiteten Fließstrom in eine Anzahl von elementaren Flüssen, die es vermeiden, dass sich auf das Ende 7 des Rohres 2 gezielte dynamische Überdrücke bilden, wobei letzterem ein perfektes Ausformen an der Spindel 6 gewährleistet ist.
• Tatsächlich ist die oben beschriebene Bearbeitungsvorrichtung 5 durch grössere konstruktive Einfachheit und durch ein geringeres Volumen gekennzeichnet, wodurch es, ausser dass die Phasen der Druckerzeugung und des Abladens schneller gestaltet werden, er-laubt wird, die Zykluszeiten weiterhin zu reduzieren, den Luftver-brauch wirtschaftlicher zu machen und die Druckstärke zu be-grenzen, die von den starren, und von den Klemmbacken 3 der Spannvorrichtung 1 getragenen Anschlagelementen 11 ausgehal-ten wird.
• Um die nach der Erfindung hergestellte Muffenmaschine 32 besser zu erklären, wird nun zur Funktionsbeschreibung eines allgemeinen Formzyklus übergegangen.
• Unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung in Abb. 8 beobachtet man, dass ein gewöhnliches Rohr 2 entlang dem An-kunftskanal 33, und entlang einer Richtung, die mit der eigenen Achse 41 übereinstimmt, zugeführt wird, bis es sich auf der Auflagebank 36 angeordnet.
• Von der Auflagebank 36 wird das Rohr zunächst durch die verti-kalen Hebemittel 37 angehoben und dann horizontal und parallel zu sich selbst, ausgerichtet zu einer ersten Aufheizvorrichtung 40, verschoben. Die Aufheizvorrichtung 40 nähert sich dem Rohr 2, und während letzteres auf den Supporten 38 in Umdrehung ver-setzt wird, nimmt sie das Erwärmen des zu erweichenden Endes 7 vor. Die gleiche Phase wird in der an die erste angrenzenden Auf-heizvorrichtung 40 ausgeführt.
• Nach Beendigung der Erweichungsphase in den Aufheizvorrich-tungen 40 wird das Rohr 2 zu der Spannvorrichtung 1 und der dahinterliegenden Bearbeitungsvorrichtung 5 ausgerichtet.
• Nach dem Schliessen der Klemmbacken 3 der Spannvorrichtung 1 verschiebt sich Bearbeitungsvorriohtung 5 in Richtung des Rohres 2 bis die eigene elastische Wand 9 auf die starren Anschlagelemente 11 der Spannvorrichtung 1 trifft.
• Ist dieser Zustand erreicht, wird die Druckströmung, die norma-lerweise aus Druckluft besteht, in die Formkammer 8 geleitet. So-bald sich nach und nach der Druck in der Formkammer 8 erhöht, schliesst sich das erweichte Ende 7 des Rohres um die Spindel 6, wobei es sich dieser anpassend formt.
• Sobald der Einstellwert des Ventils 28 erreicht wird, öffnet sich letzteres, und während der Druck der Formkammer 8 konstant bleibt, erreicht ein der Differenz zwischen dem Zuführdruck der Leitung 21 und dem Einstelldruck des Ventils 28 unterliegender Luftstrom den internen Hohlraum 12 des Spindel 6, um diese zu kühlen.
• Nach der Erhärtung des Endes 7 des Rohres 2 zieht sich die Bear-beitungsvorrichtung 5 zurück und das Rohr 2 wird nach dem Öff-nen der Klemmbacken 3 durch die Supporte 18 der Auflagebank 36 angehoben und von der Maschine abgeladen, und zwar auf der entgegengesetzten Seite von der des Eintritts.
• Die so ausgelegte Erfindung unterliegt zahlreichen Änderungen und Varianten, die nach den Ansprüchen alle in den Bereich des erfinderischen Konzeptes fallen. Ausserdem können alle Details durch technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.
• Praktisch sind also Änderungen und/oder Verbesserungen möglich, die alle in den Bereich der nachstehenden Ansprüche fallen.

Claims (9)

1. Maschine zum Formen von Muffen an den Enden von thermisch erweichten Rohren, enthaltend wenigstens eine Spannvorrichtung (1) zum Halten der Rohre (2), welche entlang einer verti-kalen Ebene (4) bewegliche Klemmbacken (3) aufweist; eine Bearbeitungsvorrichtung (5), enthaltend eine Arbeitsspindel (6), ver-sehen mit einem internen Hohlraum (12) zum Kühlen, die einem Ende (7) des thermisch erweichten Rohres (2) zuzuordnen ist, wobei die genannte Spindel (6) in einer Formkammer (8) mit unter Druck stehender Flüssigkeit enthalten ist, und wobei die genannte Formkammer (8) eine elastische Wand (9) enthält, versehen mit einer Öffnung (10), durch welche das Ende (7) des Rohres (2) in die genannte Formkammer (8) in einem Zustand der Abdichtung gegen den Druck eingeführt werden kann; starre Anschlagelemente (11), um der genannten elastischen Wand (9) während der Druckerzeugung in der Formkammer (8) entgegenzuwirken, da-durch gekennzeichnet, dass die genannte Bearbeitungsvorrichtung (5) wenigstens eine Leitung (13) zur Verbindung zwischen der genannten Formkammer (8) und dem Hohlraum (12) zum Kühlen der Spindel (6) enthält; und dadurch, dass sie auf den Druck der in der Formkammer (8) enthaltenen Flüssigkeit empfindlich reagierende Mittel (14) enthält, welche die Leitung (13) bis zu einem maximalen Schwellenwert des Druckes absperrt, über den hinaus ein Teil der in der genannten Formkammer (8) enthaltenen Flüssigkeit durch die Leitung (13) abfliesst und in den Hohlraum (12) der Spindel (6) gelangt und diese kühlt.

2. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Leitung (13) zur Verbindung einen rohrförmigen Körper (24) aufweist, welcher einen durchgehenden Hohl-raum (25) enthält, der von einem ersten, der Formkammer (8) zu-geordneten Ende (26) bis zu einem zweiten, dem Hohlraum (12) zum Kühlen der Spindel (6) zugeordneten Ende (27) geht, wobei die auf Druck empfindliche reagierenden Mittel (14) entsprechend an dem zweiten Ende (27) ein Ventil (28) enthalten, versehen mit einem Verschluss (29), dem eine Druckfeder (30) entgegenwirkt.

3. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Bearbeitungsvorrichtung (5) eine einzige Lei-tung (21) zum Zuführen von Druckflüssigkeit an die Formkammer (8) und zum Kühlen der Spindel (6) enthält.

4. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten starren Elemente (11) direkt von den Klemmbacken (3) der genannten Spannvorrichtung (1) getragen werden.

5. Maschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das der unteren Klemmbacke (3) der Spannvorrichtung (1) zugeordnete genannte starre Anschlagelement (11) von einer Wand (15) getragen wird, letztere überhängend gehalten von ei-nem Körper (16) der Klemmbacke (3), und dadurch, dass sich ein Hohlraum (17) zur Aufnahme eines Supportes (18) für das Rohr (2) zwischen der genannten Wand (15) und dem genannten Kör-per (16) befindet.

6. Maschine nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Wand (15) profilierte Enden (19) vorsieht, wel-che in entsprechende ergänzende Sitze (20) einsetzbar sind, eingearbeitet in die andere Klemmbacke (3) der Spannvorrichtung (1).

7. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Wand (22) enthält, versehen mit einer Anzahl von Bohrungen (23), welche im Inneren der Formkammer (8) enthalten und umlaufend zu der genannten Spindel (6) angeordnet ist, und die den gesamten, von der Leitung (21) in Richtung der Bearbeitungsvorrichtung (S) geförderten Fluss in eine Anzahl von ele-mentaren Flüssen unterteilt.

8. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten, auf Druck empfindlich reagierenden Mittel (14) ein Regelelement (31) für das der genannten Spindel (6) zu-geordnete Ventil (28) enthalten.

9. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegen und Abladen der Rohre (2) tangential zu der genannten vertikalen Ebene (4) erfolgt.