EP0692322B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verformen von Metallrohren zu konusförmigen oder sich verjüngenden Körpern - Google Patents
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- EP0692322B1 EP0692322B1 EP95109489A EP95109489A EP0692322B1 EP 0692322 B1 EP0692322 B1 EP 0692322B1 EP 95109489 A EP95109489 A EP 95109489A EP 95109489 A EP95109489 A EP 95109489A EP 0692322 B1 EP0692322 B1 EP 0692322B1
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Definitions
- the invention relates to a method for deforming metal pipes to conical or tapered bodies, in which the metal tube forming the blank is paired deformed cylindrical tools on the outside which is one on their work surface each in cross section corresponding to the halved cross-sectional shape of the blank Have groove that is conical in the circumferential direction are shaped, the blank at both ends under one corresponding biasing force clamped in its axial direction is and the roller-shaped tools along the Move blank, (see e.g. EP-A-0381116)
- this invention relates to a device for Performing this procedure.
- Metal pipes with a circular cross section are particularly popular for masts, light masts, flag poles or the like to be conical Bodies reshaped.
- the tools and / or the Blank during the drawing process with additional shaking movements relative to each other in the axial direction of the blank to act upon.
- the blank can also be used a vibrating device in its axis in a vibrating motion are displaced, which causes the material the flow behavior of the blank during the forming process improved so that even high quality metals and metal alloys, that usually only transform badly can also be processed with this method.
- each drawing operation of a single deformation stage corresponds.
- This gradual deformation process starts near that section of the deforming blank, which at the end of the deformation the should have the smallest cross-section.
- the method according to the invention is carried out as follows:
- the roller-shaped drawing tools are moved in the open state in the vicinity of the point which should have the smallest cross section at the end of the deformation, and then closed so far that they just touch the surface of the blank.
- the first stage of the drawing process begins, whereby the blank and the drawing tool are moved relative to each other, and the roller-shaped tools are slowly closed against their normal rolling direction on the blank by a fraction of their total circumference, the narrowest opening being reached at that point of the blank that should later have the smallest cross-section.
- the roller-shaped tools are again completely moved apart, and moved to a location that is a distance away from the point at which the last drawing process began, so that the tools are now a further distance up to now run over undeformed blank.
- the roller-shaped tools are now moved together again to the undeformed diameter of the blank, then a drawing process begins again, in which the roller-shaped tools are moved against the rolling direction on the blank. This process can be continued continuously until the point of the blank that is later to have the smallest cross section is reached. When this point is reached, the roller-shaped tools have been moved together by a larger fraction of their total circumference. This completes another stage of the conification process.
- the tools are moved apart again by rotation and moved to a position on the still undeformed piece of the blank that is a certain distance from the last start of deformation.
- the rest of the process is the same. This process is repeated until the blank or the parts of the blank to be butted are completely butted.
- the present invention makes one significant better surface quality of the finished workpiece achieved in that against the rolling direction rotating roller-shaped forming tools an incline of opposite conical work surfaces forming circumferential groove have the slope of the blank to be manufactured. Thereby the forming is not rolling the blank, but a reshaping similar to pulling.
- the invention Device a device for generating a shaking movement between the blank and the rollers in the axial direction of the blank. Through additional shaking movements of the blank during the forming process, namely Flow of material improved during forming. Thereby can also be difficult to form materials with this device according to the invention are formed.
- the invention can by a vibrating device, which over the blank or the Forming tool dynamic energy in the deformation zone initiates, which improves the flow of the material will be trained.
- the collet 6 is around one with the longitudinal axis of the blank aligned axis 7 rotatably supported, one through the arrow 8 in Figure 1 symbolized rotary drive for the Collet is provided.
- the slope of the work surface on the circumference of the tools is not like the slope of the rolling process Blank, but opposite to it, which makes the blank a transformation similar to the technology of drawing experiences.
- the drive 10 is preferably a speed-controllable one Motor 14 with a gear 15 so that steplessly control the speed of rotation of the tools leaves.
- the carriage 12 is opposite the collet 6 by one Traction drive 13 slidable, which is preferred a positive drive, such as a chain hoist or can be a rack and pinion drive.
- a positive drive such as a chain hoist or can be a rack and pinion drive.
- FIG. 2 shows a pair of spur gears 23, 24, by means of which the tools 2, 3 into one another opposite rotation.
- the gradual deformation process starts close to that Section of the blank to be deformed, which on End of the deformation have the smallest cross section should.
- the roller-shaped drawing tools are opened Condition moved to this point, and then closed as far as that they just touch the surface of the blank.
- the first stage of the drawing process begins, whereby blank and tools are moved relative to each other, and the cylindrical tools slowly counter to their normal Unwind direction on the blank by a fraction of its total circumference be closed with the narrowest opening the point of the blank that is reached later should have the smallest cross-section.
- the tools are completely apart, and on move a place that is a bit away from the Point where the last drawing process started, so that the roller-shaped tools are now another piece so far run over undeformed blank.
- the grooves 5 in the roller-shaped Tools 2, 3 can be any cross-section processing of blanks. With round blanks, as in the described embodiment, the grooves in Cross section centric or concentric semicircular executed. When processing blanks with polygonal Cross-section, the grooves have a cross-section which half of the polygon of the cross section of the blanks correspond.
- the collet 6 is then in discrete Steps rotatable, the steps according to the present Angular relationships of the blank can be determined.
- a preferred embodiment for the development of the invention consists of an arrangement of a vibrating device ( Figure 4) on the collet of the blank and / or on the Stretching device.
- the vibration device consists in the preferred embodiment from an eccentrically mounted, vibration generating device or from pneumatic, hydraulic or magnetic devices.
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Description
Die walzenförmigen Ziehwerkzeuge werden im geöffneten Zustand in die Nähe der Stelle gefahren, die am Ende der Verformung den geringsten Querschnitt aufweisen soll, und dann soweit geschlossen, daß sie gerade die Oberfläche des Rohlings berühren. Nun beginnt die erste Stufe des Ziehvorgangs, wobei Rohling und Ziehwerkzeug zueinander relativ bewegt werden, und die walzenförmigen Werkzeuge langsam entgegen ihrer normalen Abrollrichtung auf dem Rohling um einen Bruchteil ihres Gesamtumfanges zugefahren werden, wobei die engste Öffnung an demjenigen Punkt des Rohlings erreicht wird, der später einmal den geringsten Querschnitt aufweisen soll. Nach Abschluß dieser ersten Stufe des Verformungsvorganges werden die walzenförmigen Werkzeuge wiederum ganz auseinandergefahren, und an eine Stelle verfahren, die ein Stück entgegen der Ziehrichtung von der Stelle entfernt ist, an der der letzte Ziehprozeß begonnen hat, so daß die Werkzeuge nun ein weiteres Stück bisher unverformten Rohlings überfahren. Die walzenförmigen Werkzeuge werden nunmehr wieder bis auf den unverformten Durchmesser des Rohlings zusammengefahren, dann beginnt wieder ein Ziehprozeß, bei dem die walzenförmigen Werkzeuge gegen ihre Abrollrichtung auf dem Rohling zugefahren werden. Dieser Prozeß kann kontinuierlich fortgesetzt werden, bis diejenige Stelle des Rohlings erreicht ist, die später einmal den geringsten Querschnitt aufweisen soll. Wenn diese Stelle erreicht ist, sind die walzenförmigen Werkzeuge um einen größeren Bruchteil ihres Gesamtumfangs zusammengefahren worden. Eine weitere Stufe des Konifizierungsprozesses ist damit abgeschlossen. Die Werkzeuge werden durch Drehung wieder auseinandergefahren, und an eine um ein bestimmtes Stück von dem letzten Verformungsbeginn entfernte Stelle auf dem noch unverformten Stück des Rohlings bewegt. Der übrige Ablauf ist dann der gleiche. Dieser Ablauf wird so oft wiederholt, bis der Rohling oder die zu konifizierenden Teile des Rohlings vollständig konifiziert ist.
Claims (8)
- Verfahren zum Verformen von Metallrohren zu konusförmigen Körpern, bei dem ein Metallrohr durch ein Paar auf der Außenseite des Rohres angreifende walzenförmige Werkzeuge (2, 3) konisch verformt wird, die Werkzeuge (2, 3) auf ihrer Arbeitsfläche je eine im Querschnitt der halbierten Querschnittsform des Rohlings entsprechende Rille (5) aufweisen, die in Umfangsrichtung konisch geformt ist und durch Verfahren der Werkzeuge (2, 3) entlang des Rohlings bei gleichzeitiger Veränderung des Verformungsquerschnitts durch die Werkzeuge (2, 3) das zylindrische Rohr konisch gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling während der Umformung durch eine zusätzliche, axial über den ganzen Rohling wirkende Kraft gereckt wird und die Werkzeuge (2, 3) zur Verringerung des Querschnitts entgegen der Abrollrichtung auf dem Rohling bewegt werden und die Rillen (5) der Werkzeuge (2, 3) eine der angestrebten Steigung des Rohlings entgegengesetzte Steigung aufweisen.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des erzeugten Konus über die Geschwindigkeit der Werkzeugzustellbewegung (Drehbewegung) zur Geschwindigkeit der Werkzeuglängsbewegung gesteuert wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge und/oder der Rohling während des Ziehvorgangs mit zusätzlichen Rüttelbewegungen relativ zueinander in Axialrichtung des Rohlings beaufschlagt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehvorgänge mehrstufig erfolgen, wobei jeder Ziehvorgang einer einzelnen Verformungsstufe entspricht und der stufenweise Verformungsvorgang in der Nähe desjenigen Abschnitts des zu verformenden Rohlings beginnt, welcher am Ende der Verformung den geringsten Querschnitt aufweisen soll.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die walzenförmigen Ziehwerkzeuge im geöffneten Zustand in die Nähe der Stelle gefahren werden, die am Ende der Verformung den geringsten Querschnitt aufweisen soll, und dann soweit geschlossen werden, daß sie gerade die Oberfläche des Rohlings berühren, und dann die erste Stufe des Ziehvorganges beginnt, wobei Rohling und Werkzeuge (2, 3) zueinander relativ bewegt werden, und die walzenförmigen Werkzeuge langsam entgegen ihrer normalen Abrollrichtung auf dem Rohling um einen Bruchteil ihres Gesamtumfanges zugefahren werden, wobei die engste Öffnung an demjenigen Punkt des Rohlings erreicht wird, der später einmal den geringsten Querschnitt aufweisen soll, und nach Abschluß dieser ersten Stufe des Verformungsvorganges die walzenförmigen Werkzeuge wiederum ganz auseinandergefahren, und an eine Stelle verfahren werden, die ein Stück entgegen der Ziehrichtung von der Stelle entfernt ist, an der der letzte Ziehprozeß begonnen hat, so daß die Werkzeuge nun ein weiteres Stück bisher unverformten Rohlings überfahren, und die walzenförmigen Werkzeuge nunmehr wieder bis auf den unverformten Durchmesser des Rohlings zusammengefahren werden, wobei wieder ein Ziehprozeß beginnt, bei dem die walzenförmigen Werkzeuge gegen ihre Abrollrichtung auf dem Rohling zugefahren werden, wobei dieser Prozeß kontinuierlich fortgesetzt wird, bis diejenige Stelle des Rohlings erreicht ist, die später einmal den geringsten Querschnitt aufweisen soll, wenn diese Stelle erreicht ist, sind die walzenförmigen Werkzeuge um einen größeren Bruchteil ihres Gesamtumfanges zusammengefahren worden, und eine weitere Stufe des Konifizierungsprozesses ist damit abgeschlossen, die Werkzeuge werden durch Drehung wieder auseinandergefahren, und an eine um ein bestimmtes Stück von dem letzten Verformungsbeginn entfernten Stelle auf dem noch unverformten Stück des Rohlings bewegt, wobei sich dieser Ablauf so oft wiederholt, bis der Rohling vollständig konifiziert ist.
- Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling zwischen den einzelnen Ziehvorgängen gedreht wird.
- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Paar von drehangetriebenen Walzen (2, 3) welche auf ihrer mit dem Rohling in Eingriff gelangenden Arbeitsfläche (4) je eine im Querschnitt der halbierten Querschnittsform des Rohlings entsprechende Rille (5) aufweisen, die in Umfangsrichtung der Walzen (2, 3) konisch ausgebildet ist und mit einer Spannzange (6) zum Halten des Rohlings, wobei eine Einrichtung (9) vorgesehen ist, um zwischen den Walzen (2, 3) und dem Rohling eine Relativbewegung zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (5) der Walzen (2, 3) eine der angestrebten Steigung des Rohlings entgegengesetzte Steigung aufweisen, und zusätzlich eine Vorrichtung (30, 31, 32, 33, 34) vorgesehen ist, die an dem der Spannzange (6) gegenüberliegenden Ende des Rohlings angreift, und den Rohling während der Verarbeitung mit einer axial wirkenden Kraft beaufschlagt.
- Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung einer Rüttelbewegung zwischen dem Rohling und den Walzen (2, 3) in Axialrichtung des Rohlings vorgesehen ist.
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