EP1256395A2 - Vorrichtung zur Herstellung von Querwellen an einem Metallrohr - Google Patents

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EP1256395A2
EP1256395A2 EP02009919A EP02009919A EP1256395A2 EP 1256395 A2 EP1256395 A2 EP 1256395A2 EP 02009919 A EP02009919 A EP 02009919A EP 02009919 A EP02009919 A EP 02009919A EP 1256395 A2 EP1256395 A2 EP 1256395A2
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EP
European Patent Office
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unit
clamping
clamping unit
tensioning
piston
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EP02009919A
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EP1256395B1 (de
EP1256395A3 (de
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Rainer Prange
Matthias Leifels
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Benteler Automobiltechnik GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
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    • 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
    • B21D15/00—Corrugating tubes
    • B21D15/04—Corrugating tubes transversely, e.g. helically
    • B21D15/10—Corrugating tubes transversely, e.g. helically by applying fluid pressure

Definitions

  • An essential feature of the invention is the reduction of the previously required Number of piston-cylinder units on a single feed cylinder. With the help of this feed cylinder, which is easily accessible and So that maintenance is easy, both the upsetting process can now be used to generate a transverse shaft as well as axial displacement of the metal pipe Generation of a cross shaft can be carried out.
  • the metal pipe is fixed to the tensioning piston of the pipe mandrel by Part of a tensioning unit (hereinafter referred to as the 2nd tensioning unit) forming holding tools that are radial to the central axis of the 2.
  • Clamping unit relocatable and therefore easily accessible and easy to maintain are.
  • the 2nd clamping unit is at two apart with the help of the feed cylinder juxtaposed longitudinal guides without canting displaced.
  • the longitudinal guides extend between an abutment bracket and a 1st tensioning unit with molds for the cross shafts.
  • the central axis of this like the abutment bracket on a base frame Detachably fastened 1st tensioning unit extends coaxially to the central axis of the relocatable 2nd clamping unit.
  • the pipe mandrel coupled to the 2nd clamping unit is on an inner mandrel sliding, which is fixed to the abutment bracket and the end has a support piston which interacts with the molding tools.
  • the second tensioning unit over two longitudinal struts connected to a traverse through which the longitudinal guides pass, from which the pipe mandrel extends into the 2nd clamping unit.
  • the longitudinal struts can preferably be made of narrow, upright Last be formed between the 2nd tensioning unit and the also made of a crossbar made upright extend.
  • the connection is preferably made by welding.
  • the pipe mandrel is detachably attached to the traverse. His cocking piston is inside of the holding tools. The axial length of the tensioning piston is on the width the holding tools turned off. The area between the tensioning piston and the crossbeam of the pipe mandrel is kept smaller in diameter.
  • Clamping unit is coupled to a position measuring unit.
  • This distance measuring unit can e.g. from a extending parallel to the longitudinal guides Rod consist of a magnetic coil on the 2nd clamping unit enforced, so that always the position of the 2nd clamping unit and also the from this distance can be determined.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is in the Features of claim 5 sees. After that, the feed cylinder, the clamping cylinders of the two clamping units and the position measuring unit with a with regard to the parameters deformation time, deformation pressure and Path and speed of the 2nd clamping unit programmable electro-hydraulic control unit coupled.
  • the deformation process of a cross shaft can thus with regard to the parameters Deformation time, deformation pressure as well as distance and speed the 2nd clamping unit run according to a predetermined program and can be changed at any time by a desired program change.
  • Figures 1 to 4 is a device 1 for producing cross shafts illustrated on a metal tube 2.
  • the metal tube 2 can be made of steel. Other materials are also conceivable.
  • Tensioning units 3, 4 is a 1st tensioning unit 3 releasably on the base frame GG attached.
  • This 1st tensioning unit 3 is parallel over two Spacing longitudinal guides 9 in the form of guide rods connected to an abutment bracket 10, which also is releasably attached to the base frame GG.
  • On the longitudinal guides 9 is the 2nd clamping unit 4 relocatable.
  • the 2nd tensioning unit 4 is over two strip-like, strip-like strips running at a distance from each other Longitudinal struts 11 connected to a cross member 12, which also on the Longitudinal guides 9 is forcibly displaceable and made upright Ledge exists.
  • a tubular mandrel 17 extends from the crossmember 12 to 2.
  • Clamping unit 4 ( Figure 2). As can also be seen in FIGS. 5 to 11, is the free end of the in the area of the 2nd tensioning unit 4 Pipe mandrel 17 expanded in diameter and designed as a tensioning piston 18.
  • the tubular mandrel 17 slides on an inner mandrel 19 which extends from the abutment bracket 10 out through the 2nd tensioning unit 4 into the 1.
  • Tensioning unit 3 extends.
  • the Diameter of the inner mandrel 19 is enlarged and the end section is as Support piston 20 formed.
  • the support piston 20 has a cylindrical Length range 21 and an upstream conical length range 22 ( Figures 5 to 11).
  • the tensioning piston 18 interacts with holding tools 23, which in the Sliding jaws 8 of the 2nd clamping unit 4 are releasably attached and on the front to the outer contour of the metal tube 2 are adapted.
  • the support piston 20 interacts with molds 23, which in the Sliding jaws 8 of the 1st clamping unit 3 are detachably fastened.
  • the molds 24 have segment-like shapes Web 25, which are rounded on the end. Enclose the segment webs 25 the metal pipe 2 to be deformed over the entire circumference, such as this can be seen in particular from FIG. 4.
  • transverse shafts 27 are generated on the metal tube 2, as can be seen in particular from FIG. 11.
  • the inner mandrel 19 has a Longitudinal channel 28 provided, via the abutment bracket 10 to a hydraulic High pressure source 29 is connected, as shown schematically in the Figure 1 emerges. Is adjacent to the support piston 20 on the inner mandrel 19 at least one transverse channel 30 is provided which covers the entire wall thickness of the inner mandrel 19 penetrates and with the longitudinal channel 28 fluid transfer connected is.
  • the path measuring unit 31 comprises a clamping unit 3 that extends almost up to the 1st extending rod 32, which has a solenoid 33 on the 2nd clamping unit 4th interspersed.
  • the feed cylinder 13, the clamping cylinder 5 and the displacement measuring unit 31 are in a manner not shown in FIG 1 with a the parameters deformation time, deformation pressure as well as distance and speed of the 2nd clamping unit 4 programmable electro-hydraulic Coupled control unit 35, which is located on the base frame GG.
  • the fixation is shown schematically in FIG. 5 by the arrows PF.
  • the corrugated space 36 is via the cross channel 30 and the longitudinal channel 28 relieved of pressure.
  • the Holding tools 23 according to arrow PF2 of Figure 7 relative to the central axis 7 of the 2nd clamping unit 4 is displaced radially outwards.
  • the metal tube 2 is then no longer between the clamping piston 18 and the holding tools 23 clamped. So can now with the help of the feed cylinder 13 2.
  • Clamping unit 4 while still in the first clamping unit 3 according to the arrow PF remains fixed metal pipe 2 according to arrow PF3 of Figure 8 by such a measure relative to the 1st tensioning unit 3 in the direction of the abutment bracket 10 that a length section on the metal tube 2 37 remains, which is sufficient to form a further transverse shaft 27.
  • the second tensioning unit 4 continues according to the arrow PF6 in FIG. 10 open 1st tensioning unit 3 in the direction of the 1st tensioning unit 3 relocated until the segment webs 25 of the molding tools 24 according to the arrow PF7 of FIG. 10 behind the generated cross shaft 27 can grasp when the molding tools 24 according to FIG 5 again shifted relative to the central axis 6 of the 1st tensioning unit 3 relatively inwards are and fix the metal tube 2 on the support piston 20.

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Abstract

Die Vorrichtung (1) weist zwei bezüglich ihrer Mittelachsen koaxial zueinander ausgerichtete Spannaggregate (3, 4) für ein Metallrohr (2) auf. Ein 1. Spannaggregat (3) mit radial verlagerbaren Formwerkzeugen ist auf einem Grundgestell (GG) befestigt und über zwei Längsführungen (9) mit einer Widerlagerkonsole (10) verbunden, die ebenfalls auf dem Grundgestell (GG) befestigt ist. Die Längsführungen (9) dienen der Verlagerung eines 2. Spannaggregats (4) mit radial verlagerbaren Haltewerkzeugen. Das 2. Spannaggregat (4) ist durch einen Vorschubzylinder (13) relativ zum 1. Spannaggregat (3) verlagerbar. Das 2. Spannaggregat (4) ist mit einem Rohrdorn gekoppelt, der auf einem sich von der Widerlagerkonsole (10) aus durch das 2. Spannaggregat (4) bis in das 1. Spannaggregat (3) erstreckenden kanalisierten, an eine hydraulische Hochdruckquelle (29) anschließbaren Innendorn (19) gleitend geführt.

Description

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Querwellen an einem Metallrohr zählt durch die DE 28 51 944 C2 zum Stand der Technik. Hierbei sind innerhalb eines Gehäuses insgesamt drei hydraulisch beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheiten angeordnet. Hiervon dient eine Kolben-Zylinder-Einheit der Fixierung eines Metallrohrs, eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit der Erzeugung einer Querwelle am Metallrohr und die dritte Kolben-Zylinder-Einheit dem Vorschub des mit einer Querwelle versehenen Metallrohrs um eine Querwellenteilung. Das Gehäuse wird ferner von einem zentralen kanalisierten Kernzapfen durchsetzt, der am freien Ende einen Zapfenkolben aufweist. Dieser wirkt mit zur Längsachse des Kernzapfens radial verstellbaren Formbacken zur Bildung der Querwellen als Bestandteile einer Spanneinheit zusammen.
Zur Veränderung des Hubs der die Querwellen erzeugenden Kolben-Zylinder-Einheit sind mechanische Anschläge vorgesehen. Hierüber wird der Außendurchmesser der Querwellen eingestellt. Bei einer Änderung der Form der Querwellen müssen auch die Anschläge verändert werden. Der Vorschub des mit Querwellen versehenen Metallrohrs ist ebenfalls nur dadurch veränderbar, dass der entsprechenden Kolben-Zylinder-Einheit mechanische Anschläge zugeordnet sind. Hierdurch wird die Teilung der Querwellen beeinflusst. Eine Änderung ist nur durch ein aufwendiges Verstellen der Anschläge möglich. Die die Verspannung des Metallrohrs gewährleistende Kolben-Zylinder-Einheit wirkt mit einer aufwendig gestalteten mehrfingrigen Spannpatrone zusammen.
Soll die Wellenform geändert werden, ist es notwendig, die Spanneinheit mit den Formbacken vom Gehäuse zu demontieren und nach dem Austausch der Formbacken wieder neu zu montieren.
Auf Grund des komplizierten Gesamtaufbaus ist eine entsprechend aufwendige Wartung im Hinblick auf die vielfältigen Möglichkeiten des Undichtwerdens der diversen Kolben-Zylinder-Einheiten notwendig.
Zum Stand der Technik zählt ferner die DE 30 04 838 A1. Hierbei wird ein Querwellenpaket in einem Arbeitsgang hergestellt. Dies bedeutet eine sehr teure und aufwendige Ausführung, da die einzelnen Querwellenscheiben über Haltebolzen axial verbunden sein müssen und über Führungselemente entsprechend dem Stauchvorgang zusammen geschoben werden. Dies hat den Nachteil, dass bei Änderung der Form der Querwellen und der Abstände relativ große Vorrichtungsänderungen notwendig sind. Auch der Vorgang der Querwellung ist nicht genau steuerbar. Es kommt wiederholt zu Verkantungen der Querwellenscheiben und dadurch zum Ausschuss.
Gemäß dem Vorschlag der EP 0 395 042 B1 können zwar einzelne Querwellen erzeugt werden. Aber auch hier ist eine relativ aufwendige Vorrichtung notwendig. Die Stauchbewegung und die Teilung der Querwellen werden über getrennte Verfahreinrichtungen ausgeführt, die auch getrennt gesteuert werden müssen. Das bedeutet eine sehr aufwendige und teure Vorrichtungsausführung. Die Steuerung des Durchmessers der Querwellen wird durch einen Sensor durchgeführt. Außerdem muss ein Abdichtmittel eingeführt werden, das mit Druck beaufschlagt wird und dadurch eine Flüssigkeitsdruckkammer mit einer vorbestimmten Länge bildet. Auch dies ist eine sehr teure Ausführungsform.
Der Erfindung liegt - ausgehend vom Stand der Technik - die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Querwellen an einem Metallrohr zu schaffen, die einfach und kostengünstig herstellbar sowie in der Handhabung einfach ist und welche auch schnell umgerüstet werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Reduzierung der bislang erforderlichen Anzahl an Kolben-Zylinder-Einheiten auf einen einzigen Vorschubzylinder. Mit Hilfe dieses Vorschubzylinders, der gut zugänglich und damit wartungsfreundlich ist, kann jetzt sowohl der Stauchvorgang zur Erzeugung einer Querwelle als auch axiale Verlagerung des Metallrohrs nach Erzeugung einer Querwelle durchgeführt werden.
Die Fixierung des Metallrohrs am Spannkolben des Rohrdorns erfolgt durch Bestandteil eines Spannaggregats (nachfolgend als 2. Spannaggregat bezeichnet) bildende Haltewerkzeuge, die radial zur Mittelachse des 2. Spannaggregats verlagerbar und somit gut zugänglich sowie wartungsfreundlich sind.
Das 2. Spannaggregat ist mit Hilfe des Vorschubzylinders an zwei im Abstand nebeneinander sich erstreckenden Längsführungen verkantungsfrei verlagerbar. Die Längsführungen erstrecken sich zwischen einer Widerlagerkonsole und einem 1. Spannaggregat mit Formwerkzeugen für die Querwellen. Die Mittelachse dieses wie die Widerlagerkonsole auf einem Grundgestell lösbar befestigten 1. Spannaggregats erstreckt sich koaxial zu der Mittelachse des verlagerbaren 2. Spannaggregats.
Der mit dem 2. Spannaggregat gekoppelte Rohrdorn ist auf einem Innendorn gleitend verlagerbar, der an der Widerlagerkonsole festgelegt ist und endseitig einen Stützkolben aufweist, der mit den Formwerkzeugen zusammenwirkt.
Beide Spannaggregate sind bis auf die Form- und Haltewerkzeuge identisch aufgebaut, so dass sich eine Herstellungsvereinfachung ergibt.
Zur Herstellung von Querwellen wird ein Metallrohr über die der Widerlagerkonsole abgewandte Seite des ortsfesten 1. Spannaggregats durch dieses und durch das verlagerbare 2. Spannaggregat bei radial nach außen verlagerten Form- und Haltewerkzeugen eingeführt. Der axiale Abstand der beiden Spannaggregate ist hierbei auf die Breite und den Durchmesser der zu erzeugenden Querwelle abgestimmt.
Anschließend werden die Form- und Haltewerkzeuge radial einwärts verlagert, bis das Metallrohr einerseits zwischen dem Spannkolben des Rohrdorns und den Haltewerkzeugen und andererseits zwischen dem Stützkolben und den Formwerkzeugen eingespannt ist. Nunmehr wird über den Innendorn Druckfluid in den Formraum zwischen dem Spannkolben, dem Innendorn, dem Rohrdorn und dem Metallrohr eingebracht und gleichzeitig wird das 2. Spannaggregat in Richtung auf das 1. Spannaggregat bewegt. Hierbei bildet sich dann die Querwelle entsprechend der Kontur der Formwerkzeuge und gegebenenfalls auch der Haltewerkzeuge aus.
Ist die Querwelle erzeugt, wird der Druck im Formraum abgebaut und es werden anschließend die Formwerkzeuge sowie die Haltewerkzeuge radial nach außen verlagert. Danach wird das 2. Spannaggregat um den Betrag in Richtung zur Widerlagerkonsole bewegt, wie Material am Metallrohr zur Ausbildung einer neuen Querwelle erforderlich ist. Im Anschluss daran erfolgen die Bewegungsvorgänge, wie sie voraufgehend zur Erzeugung einer Querwelle erläutert worden sind.
Die Längsführungen für das 2. Spannaggregat können aus Rohren oder Stangen kreisring- bzw. kreisförmigen Querschnitts bestehen. Denkbar sind aber auch mehrkantige Querschnitte. Entsprechend sind dann auch die Führungsausnehmungen in dem 2. Spannaggregat gestaltet.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in den Merkmalen des Patentanspruchs 2. Danach sind sowohl die Formwerkzeuge des 1. Spannaggregats als auch die Haltewerkzeuge des 2. Spannaggregats in jeweils 90° Versetzung umfangsseitig der Mittelachsen der Spannaggregate in Gleitbacken lösbar befestigt, von denen jede Gleitbacke mit einem hydraulisch beaufschlagbaren Spannzylinder verbunden ist. Eine derartige Bauart führt zu einer weiteren Vereinfachung im Hinblick auf identische Bauteile. Eine Veränderung der Querwellen ist lediglich durch einen Austausch der Form- und Haltewerkzeuge möglich. Hierbei ist es durchaus denkbar, dass auch Querwellen mit einem omegaförmigen Querschnitt problemlos erzeugt werden können. Durch die 90° Versetzung der Formwerkzeuge umfangsseitig der Mittelachse des 1. Spannaggregats können diese einfach hergestellt werden, wobei dennoch über den gesamten Umfang ein Formschluss mit der äußeren Oberfläche des Metallrohrs erreicht wird.
Um die Form- und Haltewerkzeuge problemlos an den Gleitbacken austauschen zu können, kann der Vorschubzylinder so beaufschlagt werden, dass das 1. und das 2. Spannaggregat ausreichend weit auseinander gefahren werden können.
Um dem 2. Spannaggregat und dem damit gekoppelten zentralen Rohrdorn eine ausreichende Verwindungssteifheit zu geben, ist entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 3 das 2. Spannaggregat über zwei Längsstreben mit einer von den Längsführungen durchsetzten Traverse verbunden, von der aus sich der Rohrdorn bis in das 2. Spannaggregat erstreckt. Die Längsstreben können bevorzugt aus schmalen hochkant gestellten Leisten gebildet sein, die sich zwischen dem 2. Spannaggregat und der ebenfalls aus einer hochkant gestellten Leiste gebildeten Traverse erstrecken. Die Verbindung erfolgt bevorzugt durch Schweißen. Der Rohrdorn ist lösbar an die Traverse angesetzt. Sein Spannkolben liegt innerhalb der Haltewerkzeuge. Die axiale Länge des Spannkolbens ist auf die Breite der Haltewerkzeuge abgestellt. Der Bereich zwischen dem Spannkolben und der Traverse des Rohrdorns ist im Durchmesser kleiner gehalten.
Auch die Traverse besitzt an die Längsführungen angepasste Ausnehmungen zur einwandfreien Verlagerung des 2. Spannaggregats.
Besonders vorteilhaft ist es nach Patentanspruch 4, wenn das 2. Spannaggregat mit einer Wegmesseinheit gekoppelt ist. Diese Wegmesseinheit kann z.B. aus einem sich parallel zu den Längsführungen erstreckenden Stab bestehen, der eine Magnetspule am 2. Spannaggregat durchsetzt, so dass stets die Position des 2. Spannaggregats und auch der von diesem zurückgelegte Weg feststellbar ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird in den Merkmalen des Patentanspruchs 5 erblickt. Danach sind der Vorschubzylinder, die Spannzylinder der beiden Spannaggregate und die Wegmesseinheit mit einer hinsichtlich der Parameter Verformungszeit, Verformungsdruck sowie Weg und Geschwindigkeit des 2. Spannaggregats programmierbaren elektro-hydraulischen Steuereinheit gekoppelt.
Der Verformungsvorgang einer Querwelle kann somit hinsichtlich der Parameter Verformungszeit, Verformungsdruck sowie Weg und Geschwindigkeit des 2. Spannaggregats nach einem vorgegebenen Programm ablaufen und jederzeit durch eine gewünschte Programmänderung verändert werden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
in der Perspektive im Schema eine Vorrichtung zur Herstellung von Querwellen an einem Metallrohr;
Figur 2
in vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung der Figur 1;
Figur 3
eine Seitenansicht der Darstellung der Figur 2 in Richtung des Pfeils III gesehen;
Figur 4
eine Stirnansicht auf die Darstellung der Figur 3 in Richtung des Pfeils IV gesehen und
Figuren 5 bis 11
in vergrößerter Darstellung im vertikalen Längsschnitt den Wellungsbereich der Vorrichtung der Figuren 1 bis 4 in verschiedenen Verformungssituationen.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine Vorrichtung 1 zur Herstellung von Querwellen an einem Metallrohr 2 veranschaulicht. Das Metallrohr 2 kann aus Stahl bestehen. Denkbar sind aber auch andere Werkstoffe.
Die Vorrichtung 1 umfasst zwei auf einem Grundgestell GG angeordnete Spannaggregate 3, 4. Die Spannaggregate 3, 4 sind sternförmig gestaltet, wobei in 90° Versetzung umfangsseitig hydraulisch beaufschlagbare Spannzylinder 5 vorgesehen sind. Die Spannzylinder 5 sind in nicht näher dargestellter Weise mit zu den Mittelachsen 6, 7 der Spannaggregate 3, 4 verlagerbaren Gleitbacken 8 verbunden. Die Gleitbacken 8 sind in der Figur 1 angedeutet. Insoweit sind die beiden Spannaggregate 3, 4 identisch aufgebaut.
Von den bezüglich ihrer Mittelachsen 6, 7 koaxial zueinander ausgerichteten Spannaggregaten 3, 4 ist ein 1. Spannaggregat 3 lösbar auf dem Grundgestell GG befestigt. Dieses 1. Spannaggregat 3 ist über zwei im parallelen Abstand nebeneinander verlaufende Längsführungen 9 in Form von Führungsstangen mit einer Widerlagerkonsole 10 verbunden, welche ebenfalls lösbar auf dem Grundgestell GG befestigt ist. Auf den Längsführungen 9 ist das 2. Spannaggregat 4 verlagerbar. Das 2. Spannaggregat 4 ist über zwei im Abstand nebeneinander verlaufende, hochkant gestellte leistenartige Längsstreben 11 mit einer Traverse 12 verbunden, die ebenfalls an den Längsführungen 9 zwangsverlagerbar ist und aus einer hochkant gestellten Leiste besteht.
Unterhalb der Längsführungen 9 ist am Grundgestell GG ein hydraulisch beaufschlagbarer Vorschubzylinder 13 mit seinem Zylindergehäuse 14 lösbar fixiert. Die Kolbenstange 15 des Vorschubzylinders 13 ist über ein Verbindungsgelenk 16 an das 2. Spannaggregat 4 angeschlagen.
Von der Traverse 12 aus erstreckt sich ein Rohrdorn 17 bis zum 2. Spannaggregat 4 (Figur 2). Wie auch die Figuren 5 bis 11 erkennen lassen, ist das im Bereich des 2. Spannaggregats 4 liegende freie Ende des Rohrdorns 17 im Durchmesser erweitert und als Spannkolben 18 ausgebildet.
Der Rohrdorn 17 gleitet auf einem Innendorn 19, der sich von der Widerlagerkonsole 10 aus durch das 2. Spannaggregat 4 bis in das 1. Spannaggregat 3 erstreckt. Im Bereich des 1. Spannaggregats 3 ist der Durchmesser des Innendorns 19 vergrößert und der Endabschnitt ist als Stützkolben 20 ausgebildet. Der Stützkolben 20 weist einen zylindrischen Längenbereich 21 und einen vorgelagerten konischen Längenbereich 22 auf (Figuren 5 bis 11).
Der Spannkolben 18 wirkt mit Haltewerkzeugen 23 zusammen, die in den Gleitbacken 8 des 2. Spannaggregats 4 lösbar befestigt und stirnseitig an die äußere Kontur des Metallrohrs 2 angepasst sind.
Der Stützkolben 20 wirkt mit Formwerkzeugen 23 zusammen, die in den Gleitbacken 8 des 1. Spannaggregats 3 lösbar befestigt sind. Wie hierbei die Figuren 5 bis 11 erkennen lassen, besitzen die Formwerkzeuge 24 segmentartige Stege 25, die stirnseitig gerundet sind. Die Segmentstege 25 umschließen das zu verformende Metallrohr 2 über den gesamten Umfang, wie dies insbesondere aus der Figur 4 erkennbar ist. Durch die Formgebung der Segmentstege 25 und durch die neben den Segmentstegen 25 liegenden Ausnehmungen 26 in den Formwerkzeugen 24 können in Verbindung mit den Haltewerkzeugen 23 Querwellen 27 am Metallrohr 2 erzeugt werden, wie sie insbesondere aus der Figur 11 erkennbar sind.
Wie die Figuren 5 bis 11 ferner zeigen, ist der Innendorn 19 mit einem Längskanal 28 versehen, der über die Widerlagerkonsole 10 an eine hydraulische Hochdruckquelle 29 angeschlossen ist, wie sie schematisch aus der Figur 1 hervorgeht. Benachbart des Stützkolbens 20 am Innendorn 19 ist mindestens ein Querkanal 30 vorgesehen, welcher die gesamte Wanddicke des Innendorns 19 durchsetzt und mit dem Längskanal 28 fluidüberleitend verbunden ist.
Aus den Figuren 2 und 3 ist noch erkennbar, dass im Bereich des 2. Spannaggregats 4 eine Wegmesseinheit 31 vorgesehen ist. Die Wegmesseinheit 31 umfasst eine sich nahezu bis zum 1. Spannaggregat 3 erstreckende Stange 32, die eine Magnetspule 33 am 2. Spannaggregat 4 durchsetzt.
Die Hydraulikquelle 34 für den Vorschubzylinder 13 und die Spannzylinder 5 ist aus der Figur 1 erkennbar.
Der Vorschubzylinder 13, die Spannzylinder 5 und die Wegmesseinheit 31 sind in nicht näher dargestellter Weise gemäß Figur 1 mit einer hinsichtlich der Parameter Verformungszeit, Verformungsdruck sowie Weg und Geschwindigkeit des 2. Spannaggregats 4 programmierbaren elektro-hydraulischen Steuereinheit 35 gekoppelt, die sich auf dem Grundgestell GG befindet.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung 1 ist wie folgt:
  • Zunächst wird bei in Richtung zur Widerlagerkonsole 10 verfahrenem 2. Spannaggregat 4 (Figuren 1 bis 3) ein zu wellendes Metallrohr 2 von der Stirnseite des 1. Spannaggregats 3 her zwischen die Formwerkzeuge 24 eingeführt. Dazu sind die Formwerkzeuge 24 mit Hilfe der Spannzylinder 5 relativ zur Mittelachse 6 des 1. Spannaggregats 3 radial nach außen verlagert worden. Auch die Haltewerkzeuge 23 des 2. Spannaggregats 4 sind über die Spannzylinder 5 relativ zur Mittelachse 7 radial nach außen verlagert worden. Danach wird das 2. Spannaggregat 4 über den Vorschubzylinder 13 vorprogrammiert so weit in Richtung des 1. Spannaggregats 3 verlagert, dass zwischen den Segmentstegen 25 der Formwerkzeuge 24 und den Haltewerkzeugen 23 ein Längenabschnitt 37 des Metallrohrs 2 zur Verfügung steht, welcher zur Erzeugung einer Querwelle 27 ausreicht (Figur 5).
    • Danach werden mit Hilfe der Spannzylinder 5 sowohl die Formwerkzeuge 24 des 1. Spannaggregats 3 als auch die Haltewerkzeuge 23 des 2. Spannaggregats 4 radial einwärts in Richtung auf die Mittelachsen 6, 7 verlagert, bis sie das Metallrohr 2 fest am Stützkolben 20 und am Spannkolben 18 fixieren.
    Die Fixierung ist in der Figur 5 durch die Pfeile PF schematisch dargestellt.
    Im Anschluss daran wird über den Längskanal 28 sowie den Querkanal 30 im Innendorn 19 Hochdruckfluid in den Wellraum 36 umfangsseitig des Innendorns 19 eingebracht und gleichzeitig wird das 2. Spannaggregat 4 mit Hilfe des Vorschubzylinders 13 in Richtung auf das 1. Spannaggregat 3 verlagert (Pfeil PF1 in Figur 6). Der Rohrdorn 17 gleitet dabei auf dem Innendorn 19. Die Fixierung des Metallrohrs 2 am Rohrdorn 17 mit Hilfe der Haltewerkzeuge 23 bleibt gemäß dem Pfeil PF aufrecht erhalten. Hierbei wird durch die an der Steuereinheit 35 vorprogrammierbaren Parameter Verformungszeit, Verformungsdruck sowie Weg und Geschwindigkeit des 2. Spannaggregats 4 eine Querwelle 27 gemäß Figur 6 am Metallrohr 2 ausgebildet.
    Ist die Querwelle 27 fertig ausgebildet, wird der Wellraum 36 über den Querkanal 30 und den Längskanal 28 vom Druck entlastet. Danach werden die Haltewerkzeuge 23 gemäß dem Pfeil PF2 der Figur 7 relativ zur Mittelachse 7 des 2. Spannaggregats 4 radial nach außen verlagert. Das Metallrohr 2 ist dann nicht mehr zwischen dem Spannkolben 18 und den Haltewerkzeugen 23 eingespannt. Somit kann jetzt mit Hilfe des Vorschubzylinders 13 das 2. Spannaggregat 4 bei weiterhin im 1. Spannaggregat 3 gemäß dem Pfeil PF fixiert bleibendem Metallrohr 2 entsprechend dem Pfeil PF3 der Figur 8 um ein solches Maß relativ zum 1. Spannaggregat 3 in Richtung zur Widerlagerkonsole 10 verlagert werden, dass am Metallrohr 2 ein Längenabschnitt 37 verbleibt, welcher zur Bildung einer weiteren Querwelle 27 ausreicht.
    Im Anschluss daran werden die Formwerkzeuge 24 des 1. Spannaggregats 3 relativ zur Mittelachse 6 radial nach außen verlagert (Pfeil PF4 gemäß Figur 9) und gleichzeitig werden die Haltewerkzeuge 23 des 2. Spannaggregats 4 relativ zur Mittelachse 7 wieder radial einwärts verlagert. Dabei wird das Metallrohr 2 wieder zwischen den Haltewerkzeugen 23 und dem Spannkolben 18 am Rohrdorn 17 verspannt. Auch dies ist wieder durch den Pfeil PF5 in der Figur 9 veranschaulicht.
    Durch entsprechende Beaufschlagung des Vorschubzylinders 13 wird dann das 2. Spannaggregat 4 gemäß dem Pfeil PF6 der Figur 10 bei weiterhin geöffnetem 1. Spannaggregat 3 in Richtung auf das 1. Spannaggregat 3 verlagert, und zwar so weit, bis dass die Segmentstege 25 der Formwerkzeuge 24 gemäß dem Pfeil PF7 der Figur 10 hinter die erzeugte Querwelle 27 fassen können, wenn die Formwerkzeuge 24 gemäß der Figur 5 wieder relativ zur Mittelachse 6 des 1. Spannaggregats 3 relativ einwärts verlagert werden und das Metallrohr 2 am Stützkolben 20 fixieren.
    Im Anschluss daran erfolgt wiederum eine Verlagerung des 2. Spannaggregats 4 derart, dass entsprechend den Darstellungen der Figuren 5 und 6 die nächste Querwelle 27 erzeugt wird.
    Bezugszeichenaufstellung
    1 -
    Vorrichtung
    2 -
    Metallrohr
    3 -
    1. Spannaggregat
    4 -
    2. Spannaggregat
    5 -
    Spannzylinder
    6 -
    Mittelachse v. 3
    7 -
    Mittelachse v. 4
    8 -
    Gleitbacken
    9 -
    Längsführungen
    10 -
    Widerlagerkonsole
    11 -
    Längsstreben
    12 -
    Traverse
    13 -
    Vorschubzylinder
    14 -
    Zylindergehäuse v. 13
    15 -
    Kolbenstange v. 13
    16 -
    Verbindungsgelenk
    17 -
    Rohrdorn
    18 -
    Spannkolben an 17
    19 -
    Innendorn
    20 -
    Stützkolben
    21 -
    zylindrischer Längenbereich v. 20
    22 -
    konischer Längenbereich v. 20
    23 -
    Haltewerkzeuge
    24 -
    Formwerkzeuge
    25 -
    Segmentstege v. 24
    26 -
    Ausnehmungen in 24
    27 -
    Querwellen
    28 -
    Längskanal v. 19
    29 -
    Hochdruckquelle
    30 -
    Querkanal in 19
    31 -
    Wegmesseinheit
    32 -
    Stange v. 31
    33 -
    Magnetspule an 4
    34 -
    Hydraulikquelle
    35 -
    Steuereinheit
    36 -
    Wellraum
    37 -
    Längenabschnitt v. 2
    GG -
    Grundgestell
    PF -
    Pfeile in Figur 5
    PF1 -
    Pfeil in Figur 6
    PF2 -
    Pfeil in Figur 7
    PF3 -
    Pfeil in Figur 8
    PF4 -
    Pfeil in Figur 9
    PF5 -
    Pfeil in Figur 9
    PF6 -
    Pfeil in Figur 10
    PF7 -
    Pfeil in Figur 10

    Claims (5)

    1. Vorrichtung zur Herstellung von Querwellen (27) an einem Metallrohr (2), welche zwei bezüglich ihrer Mittelachsen (6, 7) koaxial zueinander ausgerichtete Spannaggregate (3, 4) für das Metallrohr (2) aufweist, von denen ein zu seiner Mittelachse (6) radial verlagerbare Formwerkzeuge (24) besitzendes 1. Spannaggregat (3) auf einem Grundgestell (GG) befestigt und über zwei im parallelen Abstand nebeneinander verlaufende Längsführungen (9) für das zum 1. Spannaggregat (3) koaxial relativ bewegbare 2. Spannaggregat (4) mit einer ebenfalls auf dem Grundgestell (GG) festgelegten Widerlagerkonsole (10) verbunden ist, wobei das zu seiner Mittelachse (7) radial verlagerbare Haltewerkzeuge (23) umfassende und unter den Einfluss eines unterhalb der Längsführungen (9) am Grundgestell (GG) fixierten, hydraulisch beaufschlagbaren Vorschubzylinders (13) gestellte 2. Spannaggregat (4) mit einem einen Spannkolben (18) aufweisenden zentralen Rohrdorn (17) gekoppelt ist, der auf einem sich von der Widerlagerkonsole (10) aus durch das 2. Spannaggregat (4) bis in das 1. Spannaggregat (3) erstreckenden, kanalisierten, an eine hydraulische Druckquelle (29) anschließbaren Innendorn (19) mit endseitigem Stützkolben (20) gleitend geführt ist.
    2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher sowohl die Formwerkzeuge (24) des 1. Spannaggregats (3) als auch die Haltewerkzeuge (23) des 2. Spannaggregats (4) in jeweils 90° Versetzung umfangsseitig der Mittelachsen (6, 7) der Spannaggregate (3, 4) in Gleitbacken (8) lösbar befestigt sind, von denen jede Gleitbacke (8) mit einem hydraulisch beaufschlagbaren Spannzylinder (5) verbunden ist.
    3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, bei welcher das 2. Spannaggregat (4) über zwei Längsstreben (11) mit einer von den Längsführungen (9) durchsetzten Traverse (12) verbunden ist, von der aus sich der Rohrdorn (17) bis in das 2. Spannaggregat (4) erstreckt.
    4. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, bei welcher das 2. Spannaggregat (4) mit einer Wegmesseinheit (31) gekoppelt ist.
    5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, bei welcher der Vorschubzylinder (13), die Spannzylinder (5) und die Wegmesseinheit (31) mit einer hinsichtlich der Parameter Verformungszeit, Verformungsdruck sowie Weg und Geschwindigkeit des 2. Spannaggregats (4) programmierbaren elektro-hydraulischen Steuereinheit (35) gekoppelt sind.
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