EP1210191A1 - Verfahren und vorrichtung zur formung konischer rohrmäntel - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur formung konischer rohrmäntel

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EP1210191A1
EP1210191A1 EP00912327A EP00912327A EP1210191A1 EP 1210191 A1 EP1210191 A1 EP 1210191A1 EP 00912327 A EP00912327 A EP 00912327A EP 00912327 A EP00912327 A EP 00912327A EP 1210191 A1 EP1210191 A1 EP 1210191A1
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die
conical
punch
shaping
sheet
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EP00912327A
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Werner Urech
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Elpatronic AG
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/02—Making hollow objects characterised by the structure of the objects
    • B21D51/10—Making hollow objects characterised by the structure of the objects conically or cylindrically shaped objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/16—Making tubes with varying diameter in longitudinal direction
    • B21C37/18—Making tubes with varying diameter in longitudinal direction conical tubes
    • B21C37/185—Making tubes with varying diameter in longitudinal direction conical tubes starting from sheet material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles

Definitions

  • the invention relates to a method for forming sheet metal into conical pipe jackets.
  • the invention further relates to a device according to claim 5.
  • Tapered tubes are desirable for a variety of applications.
  • the production of conical pipe jackets, which can subsequently be welded into a conical pipe, is complex.
  • the invention is therefore based on the object of conically rounding sheets in a simple manner.
  • Figure 1 is a schematic side view of a press device with punch and die;
  • Figure 2a, 2b cross sections through stamp and
  • Figure 3 shows the device of Figure 1 at the beginning of the pressing process
  • Figure 4 shows the device of Figure 1 during the pressing process
  • Figure 5 shows the device of Figure 1 at the end of the pressing process; and Figure 6 additional shaping wings.
  • FIG. 1 shows a roughly schematic side view of a device for conically shaping sheet metal.
  • a die 1 is shown, which has an inner longitudinally conical cavity 2, which is indicated in the figure by the broken line 3, which represents the lowest surface line of the conical cavity 2, which forms part of a truncated cone.
  • Figures 2a and 2b show the die 1 with its conical cavity 2 in vertical section along the section lines BB and CC of Figure 1.
  • the punch 4 is also tapered in the longitudinal direction as part 12 of a truncated cone and corresponds in shape to that area, which is intended for immersion in the die 1, the shape of the conical cavity, but reduced by the thickness of the sheet to be deformed.
  • the stamp 4 is also shown in vertical section, from which the conical shape of the part 12 of the stamp can be seen.
  • the punch 4 deviates from the truncated cone shape (which is indicated by the broken line 9) in order to facilitate the removal of the conically shaped sheet.
  • any other conically tapering cross-sectional shapes can of course also be used.
  • the punch 4 can be pivoted about a pivot axis 5 in order to carry out a curve movement according to arrow A for immersion in the die 1.
  • the punch 4 can be driven by a roughly schematically illustrated crank arrangement 10, 11 which moves the punch 4 into the die cavity 2 and presses it there against the sheet metal and removes the punch 4 from the die again along the curve symbolized by the arrow A.
  • crank drives are the expert common and need not be shown here.
  • any other actuating elements for example hydraulic or pneumatic actuating elements, can be used which move the punch according to the curve shown or another curve shape according to the following description and insert it into the die and lead out of this.
  • FIG. 3 shows the same device in one
  • FIG. 4 shows the stamp 4, which dips into the die 1 with its curved movement, in a position in which it is approximately half immersed in the die, the latter being shown transparently in the drawing, so that the stamp 4 in its The position in the die can be seen.
  • FIG. 5 shows the punch 4 in its end position, the curve movement preferably taking place in such a way that the punch along its entire length essentially brings the sheet metal into contact with the base of the die. In this way, the sheet is deformed evenly conical, as it corresponds to the shape of the punch and die. In the end position shown in FIG. 5, the sheet can be repressed in a manner known per se to prevent re-forming.
  • a lateral area of the sheet metal sheet can first be shaped conically, then in a further step a further lateral area and finally the middle area, so that three pressing processes for producing the conical tubular jacket are provided.
  • more press strokes for example 5 or 7 strokes, can also be carried out.
  • the two edge areas of the metal sheet can, however, also be preformed in another way, so that only the middle part is conically deformed in a press stroke according to the invention. As indicated schematically in FIG.

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Abstract

Zum Formen von Blechtafeln zu konischen Rohren wird eine Matrize (1) vorgesehen, welche einen konischen Hohlraum (2) aufweist, in welchen ein konischer Stempel (4) eintauchen kann. Der Stempel wird entlang einer Kurve (A) in die Matrize eingeführt. Auf diese Weise lassen sich konische Rohrmäntel einfach herstellen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Formung konischer Rohrmäntel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formung von Blechen zu konischen Rohrmänteln. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäss Anspruch 5.
Für eine Vielzahl von Anwendungen sind koni- sehe Rohre erwünscht. Die Herstellung von konischen Rohrmänteln, die nachfolgend zu einem konischen Rohr ver- schweisst werden können, ist aber aufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun- de, Bleche auf einfache Weise konisch zu runden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ferner wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Pressvorrichtung mit Stempel und Matrize; Figur 2a, 2b Querschnitte durch Stempel und
Matrize;
Figur 3 die Vorrichtung von Figur 1 zu Beginn des Pressvorganges;
Figur 4 die Vorrichtung von Figur 1 während des Pressvorganges;
Figur 5 die Vorrichtung von Figur 1 am Ende des Pressvorganges; und Figur 6 zusätzliche Formungsflügel.
Figur 1 zeigt grob schematisch die Seitenansicht einer Vorrichtung zum konischen Formen von Blechen. Dabei ist eine Matrize 1 dargestellt, welche einen inneren in Längsrichtung konischen Hohlraum 2 aufweist, der in der Figur durch die unterbrochene Linie 3 angedeutet ist, welche die unterste Mantellinie des konischen Hohlraumes 2 darstellt, der einen Teil eines Kegelstumpfes bildet. Die Figuren 2a und 2b zeigen die Matrize 1 mit ihrem konischen Hohlraum 2 im Vertikalschnitt entlang den Schnittlinien B-B und C-C von Figur 1. Der Stempel 4 ist ebenfalls in Längsrichtung konisch zulaufend als Teil 12 eines Kegelstumpfes geformt und entspricht in seiner Form in demjenigen Bereich, welcher zum Eintauchen in die Matrize 1 bestimmt ist, der Form des konischen Hohlraumes, jedoch vermindert um die Dicke des zu verformenden Bleches. In den Figuren 2a und 2b ist der Stempel 4 ebenfalls im Vertikalschnitt dargestellt, woraus die konische Form des Teils 12 des Stempels ersichtlich ist. In demjenigen Bereich, der nicht in die Matrize eintaucht, weicht der Stempel 4 von der Kegelstumpfform ab (die durch die unterbrochene Linie 9 angedeutet ist) , um die Entnahme des konisch geformten Bleches zu erleichtern. Anstelle der in den Figuren 2a und 2b gezeigten runden Quer- schnittsform von Matrize und Stempel können natürlich auch beliebig andere konisch zulaufende Querschnittsformen verwendet werden. Bei dem in der Figur 1 gezeigten Beispiel ist der Stempel 4 um eine Schwenkachse 5 schwenkbar, um eine Kurvenbewegung gemäss Pfeil A zum Eintauchen in die Matrize 1 durchzuführen. Der Antrieb des Stempels 4 kann durch eine nur grob schematisch dargestellte Kurbelanordnung 10,11 erfolgen, welche den Stempel 4 in den Matrizenhohlraum 2 hineinbewegt und dort an das Blech anpresst und den Stempel 4 entlang der mit dem Pfeil A symbolisierten Kurve wieder aus der Matrize entfernt. Entsprechende Kurbeltriebe sind dem Fachmann geläufig und brauchen hier nicht weiter dargestellt werden. Anstelle der Verwendung einer Schwenkachse 5 und eines Kurbeltriebes können auch beliebig andere Betätigungselemente, z.B. hydraulische oder pneumatische Betä- tigungselemente verwendet werden, welche den Stempel ge- mäss der gezeigten Kurve oder einer anderen Kurvenform ge äss der nachfolgenden Beschreibung bewegen und in die Matrize einführen und aus dieser herausführen.
Figur 3 zeigt dieselbe Vorrichtung in einer
Startposition, wobei ein zu verformendes Blech 6 über dem Matrizenhohlraum liegt. Der Stempel 4 ist nun derart angeordnet, dass er in der Startposition das Blech 6 im wesentlichen auf seiner ganzen Länge berührt, so dass die nachfolgende Verformung des Bleches auf der gesamten
Blechlänge gleichzeitig beginnt. Figur 4 zeigt den Stempel 4, der mit seiner kurvenförmigen Bewegung in die Matrize 1 eintaucht, in einer Stellung, bei der er ungefähr zur Hälfte in die Matrize eingetaucht ist, wobei letztere in der Zeichnung durchsichtig dargestellt ist, so dass der Stempel 4 in seiner Lage in der Matrize ersichtlich ist. Figur 5 zeigt den Stempel 4 in seiner Endstellung, wobei die Kurvenbewegung vorzugsweise so erfolgt, dass der Stempel auf seiner ganzen Länge im wesentlichen gleichzeitig das Blech zum Anliegen im Grund der Matrize bringt. Auf diese Weise wird das Blech gleichmässig konisch verformt, wie es der Form von Stempel und Matrize entspricht. In der in Figur 5 gezeigten Endstellung kann auf an sich bekannte Weise ein Nachpressen des Bleches zur Verhinderung des Rückformung erfolgen.
Mittels der beschriebenen Pressung des Bleches in der konischen Form kann zunächst ein seitlicher Bereich der Blechtafel konisch geformt werden, danach in einem weiteren Schritt ein weiterer seitlicher Bereich und schlussendlich der mittlere Bereich, so dass drei Pressvorgänge zur Erzeugung des konischen Rohrmantels vorgesehen sind. Es können indes auch mehr Presshübe, z.B. 5 oder 7 Hübe, vorgenommen werden. Die beiden Rand- bereiche der Blechtafel können indes auch schon auf andere Weise vorgeformt sein, so dass nur der Mittelteil in einem Presshub gemäss der Erfindung konisch verformt wird. Wie in Figur 6 schematisch angedeutet, welche Figur einen Vertikalschnitt durch eine konische Matrize und einen konischen Stempel zeigt, kann z.B. auch direkt der Mittelteil einer Blechtafel mit Stempel und Matrize ko- nisch verformt werden, wobei zusätzlich für die Randbereiche Formungsflügel 7 und 8 vorgesehen sind, welche ebenfalls konisch sind und durch nicht dargestellte Betä- tigungselemente in Richtung der Pfeile D um den Stempel 4 schliessbar sind, um die Randbereiche des Bleches eben- falls an den Stempel anzudrücken.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Formung von Blechen (6) zu konischen Rohrmänteln, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einem Formungsschritt eine konische Matrize (1, 2) und ein entsprechend konisch geformter Stempel (4) das jeweilige Blech konisch pressen, wobei der konische Stempel (4) das auf der Matrize (1, 2) aufliegende Blech (6) beim Beginn der Pressung im wesentlichen auf seiner ganzen Länge über der Matrize berührt und der Stempel beim Eintauchen in die Matrize eine kurvenförmige Bewegung (A) ausführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (4) derart in die Matrize (1, 2) eintaucht, dass er im wesentlichen auf seiner ganzen Länge zu selben Zeit den Grund (3) der Matrize erreicht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Formungsschritte nach Anspruch 1 erfolgen, insbesondere drei oder mehr solcher Formungsschritte, oder dass bei einem Blech mit vorge- formten Randbereichen nur ein Formungsschritt nach Anspruch 1 im mittleren Bereich des Bleches erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Formung mit Formungseiementen (7, 8) oberhalb der Matrize (1, 2) erfolgt.
5. Vorrichtung zur Formung von Blechen (6) zu konischen Rohrmänteln, gekennzeichnet durch eine Matrize (1) mit konischem Formraum (2) , einem der Matrizenform angepassten konischen Stempel (4) sowie Betätigungsmittel (5, 9), mittels welchen der Stempel (4) entlang einer Kurvenbahn (A) in die Matrize einführbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- kennzeichnen, dass der Stempel (4) um eine Schwenkachse
(5) schwenkbar angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurve mittels am Stempel angrei- fender Hydraulik- oder Pneumatikelemente erzeugbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Formungselemente (7, 8) vorgesehen sind, durch welche ausserhalb der Matrize (1, 2) liegende Blechbereiche formbar sind.
EP00912327A 1999-08-13 2000-04-06 Verfahren und vorrichtung zur formung konischer rohrmäntel Expired - Lifetime EP1210191B1 (de)

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