NO145461B - Fremgangsmaate til forming av krumme plateroer og anordning til utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til forming av krumme platerør og lignende ved trekking, ved hvilken et emne med hovedsakelig sirkulær form plasseres mellom et stempel og en matrise eksentrisk over matrisens innløpsåpning, idet stempelet har form av en toroid-seksjon og har sitt dreiningssentrum i toroidens sentrum. Oppfin-

nelsen angår også en anordning til utførelse av fremgangsmåten.

Innen områdene pneumatikk og hydraulikk foreligger der allerede et betydelig behov for krumme hullegemer. Disse elementer, som gjerne betegnes som rørbend, utmerker seg dels ved et høyt arealforhold, dvs. forholdet mellom diameter og tykkelse av det krumme rør, et forhold som vanligvis er høyere enn 30, og dels ved liten krumningsradius av røret for at det skal ruve minst mulig. Ved en liten krumningsradius skal i den forbindelse normalt forstås en krumningsradius mindre enn 5 ganger det krumme rørs diameter.

En vanlig industriell fremgangsmåte til fremstilling av

disse hulelementer består i å stanse ut to halv-skåler av metallblikk eller metallplate og så krumme disse på tvers og deretter sveise dem sammen for dannelse av bendet. Vanligvis blir de således fremstilte krumme rør galvanisert.

Denne kjente fremgangsmåte har ulempen av å kreve mange operasjoner, særlig i betraktning av at galvaniseringen av sveise-områdene først kan foretas etter sammenføyningen av halv-skålene. Blir galvaniseringen av hele bendet utført på dette trinn, behøves bad av stort volum i betraktning av de anselige dimensjoner av de behandlede rørbend.

For å unngå disse ulemper tar den foreliggende oppfin-

nelse utgangspunkt i en fremgangsmåte til fremstilling av krumme hullegemer, som baserer seg på trekking. Med andre ord går oppfinnelsen ut på å gi anvisning på en trekke-teknikk som er meget velskikket for forming av krumme hullegemer med høyt arealforhold og liten krumningsradius i forhold til hullegemets diameter.

Fra US-patentskrift 1 962 510 er der kjent en fremgangsmåte og en anordning til forming av krumme platerør som kan

minne om den teknikk som har med den foreliggende oppfinnelse

å gjøre, men hvor formingen finner sted ved dypdragning av

.emnet under reduksjon av rørets veggtykkelse ("ironing").

Ved den foreliggende fremgangsmåte og foreliggende anordning finner imidlertid formingen sted ved trekking av emnet under bibehold av dettes opprinnelige tykkelse så langt som mulig ("drawing"). Resultatet av disse to formingsteknikker blir forskjellig, og i den forbindelse skal der vises tii publika-sjonen "Metals Handbook", 8. opplag, volum 4, avsnitt "Forming", og spesielt på side 162, kolonne 2, hvor forskjellen mellom "drawing" og "ironing" er angitt. Denne forskjell går ut på at dersom klaringen mellom matrise og stempel er mindre enn platetykkelsen, finner formingen sted ved "ironing" fordi stempelet inntvinges i matrisen, mens dersom der foreligger tilstrekkelig klaring for platetykkelsen, finner formingen sted ved "drawing". Slik det fremgår av fig. 8 i nevnte "Metals Handbook", finner formingen ifølge den foreliggende søknad sted ved "drawing". Dette er en viktig forskjell mellom teknikken ifølge den foreliggende søknad og teknikken ifølge US-patentskrift 1 962 510.

En annen viktig forskjell mellom ovennevnte patent-publikasjon og den foreliggende søknad går ut på at dreiesenteret for stempelet ifølge patentskriftet befinner seg nedenfor planet for matriseinnløpsåpningen, mens dreiesenteret for stempelet ved den foreliggende søknad befinner seg hovedsakelig i planet for matriseinnløpsåpningen. Dersom denne betingelse ikke er oppfylt, resulterer det dels i at formingen kommer til å bli forskjøvet på en usymmetrisk uønsket måte og dels pga. at formen av det ferdig krummede platerør kommer

til å bli forandret elastisk og ikke på den form som er vist på fig. 2 i den følgende beskrivelse. Det blir således nød-vendig å anvende et separat trinn for avskjæring av endne av et slikt produkt i den hensikt å gjøre dem ortogonale. Dess-uten torde trekningen av et relativt langt kne by på meget store problemer, og ekstratrinnet vedrørende avskjæring av kneendene gjør fremgangsmåten uøkonomisk og reduerer fordelene med en entrinns-fremgangsmåte.

Den foreliggende fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art gir anvisning på hvordan de ovennevnte ulemper kan elimineres, og er ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved at emnet før formingen plasseres eksentrisk over matriseåpningen,

og at stempelets dreiningssenter anordnes på forlengelsen av en linje mellom matriseinnløpsåpningens senter og emnets senter hovedsakelig i åpningens plan.

En anordning til utførelse av en slik fremgangsmåte, omfattende en matrise med en innløpsåpning for et emne som skal formes, og et stempel i form av en toroid som er montert på en dreieakse ved toroidens sentrum for frem- og tilbakegående forflytning for inntrengning i matrisens innløpsåpning og forming av emnet, er karakterisert ved at stempelets dreieakse befinner seg i et plan som hovedsakelig faller sammen med planet for matrisens innløpsåpning.

I det følgende vil der bli beskrevet utførelsesformer

for oppfinnelsen under henvisning til den delvis skjematiske tegning.

Fig. 1 viser et skjematisk lengdesnitt som anskueliggjør fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser perspektivisk et krumt hullegeme i den til-stand det har når det forlater formningspressen ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser tverrsnitt av stempelet etter linjen III-III på fig. 1. Fig. 4 viser på tilsvarende måte tverrsnittet av en modifi-sert form for stempelet.

Fig. 5 er et sideriss av enda en form for stempel.

Fig. 6 viser i sideriss og delvis i snitt etter linjen VI-VI på fig. 7 et eksempel på en stansepresse egnet for utførelse av en fremgangsmåte som anskueliggjort på fig. 1. Fig. 7 viser et grunnriss av det samme sett fra linjen VII-VII på fig. 6. Fig. 8 anskueliggjør skjematisk friksjonsvirkningene mellom stempel og emne under stanseoperasjonen, og

fig. 9 og 10 anskueliggjør to former for formningspresser egnet til bruk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, skjematisk og delvis gjennomskåret.

På fig. 1, som anskueliggjør fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skjematisk, er apparatet til formning av krumme hullegemer vist å omfatte et stempel 1 av form som et torus-segment. Stempelet drives for å utføre en svingende bevegelse om torusens sentrum C, hvorunder stempelet trer inn i en dyne 2, utformet med en stort sett toroidisk kanal 3. Et blikkemne 4 anbringes over dynens inngangsåpning 5 før stempelets arbeidsbevegelse og holdes der av en ikke vist emneholder som øver en passende gripekraft- på emnet i retningen for pilene 6.

Stempelets rotasjonssentrum C ligger fortrinnsvis i et plan som flukter med dynens inngangsåpning 5.

Under sin forskyvning deformerer stempelet 1 emnet 4 til formen av et ensidig lukket toroidisk rør som anskueliggjort på fig. 2, med en vinkelutstrekning som avhenger av amplituden av stempelets rotasjon.

For å gjøre røret parat til bruk er det nok å åpne det i enden 7, en operasjon som kan utføres ved slutten av formnings^ operasjonen,slik det er kjent for fremstilling av rette rør.

Videre blir flensen 8 senksmidd eller falset over for å danne en-ringformet anleggsflate som muliggjør retningsinnstilling av bendet.

Den beskrevne formningsoperasjon kan utføres på forhånds-galva'nis"erte emner.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er særlig velskikket for formning av elementer som dels har høyt arealforhold, altså forhold mellom rørdiameter og veggtykkelse, nærmere bestemt et forhold høyere enn 30,og dels har liten krumningsradius, vanligvis mindre enn 5 ganger rørdiameteren. I tilfellet av bend for pneumatiske anvendelser er rørenes veggtykkelse vanligvis av størrelsesorden 0,5 - 1,5 mm og diameteren 50 - 1600 mm, fortrinnsvis 60 - 160 mm. Krumningsradien er vanlig ca. 1, 1-, eller 2 ganger diameteren av uet krumme rør.

Den oppnåeligevinkelutstrekning av det krumme rør avhenger

av kvaliteten av det anvendte metallblikk og av det smøremiddel som påføres det; såvel som av de anvendte mekaniske innretninger. Presstykker på 30° og 45° med en diameter av størrelsesorden 10 mm og en veggtykkelse av størrelsen 1 mm har vært produsert, og utstyr for vinkler på 90° er under forberedelse.

Presseoperasjonen ifølge oppfinnelsen egner seg for emner

av hovedsakelig sirkelrund form, forutsatt at disse anbringes eksentrisk over inngangsåpningen 5 til dynen 2. Emnets sentrum bør ligge på en linje som går gjennom sentret av denne åpning 5 og rotasjonssenteret C for stempelet 1 samt i avstand utenfor sentrum av åpningen 5, altså til venstre på tegningen. Dette trekk gjør det mulig å forenkle forberedelsene til presseoperasjonen.

I samsvar med oppfinnelsen og som skjematisk anskueliggjort på fig. 1, drives stempelet av en kraft F som utøves av en vilkårlig drivanordning som fortrinnsvis er anbragt adskilt fra rotasjonssenteret C. Det sistnevnte danner dermed en føring eller et feste som stempelet er forbundet med på vilkårlig passende måte som antydet ved en arm 9.

Istedenfor å ha sirkelrundt tverrsnitt kan stempelet få andre tverrsnittsformer passende for de forlangte tverrsnitt av rørbendene. F.eks. anskueliggjør fig. 4 et stempel 100 med stort sett rektangulært tverrsnitt.

Hvis det krumme rør som fremstilles, skal ha en kontur med varierende tverrsnitt, bør stempelet ha en tilsvarende form. Fig. 5 anskueliggjør et stempel 102 hvis tverrsnitt avtar jevnt i retning mot dets forende 103.

Et eksempel på en formningspresse som egner seg for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som beskrevet under henvisning til fig. 1, er anskueliggjort skjematisk på fig. 6 og 7.

Ved denne utførelse er emneholderen fastmontert på et bord 10, mens dynen 2 er forbundet med et bunnstempel 11 som virker i retning oppover og dermed tvinges mot emneholderen etterat emnet er anbragt på dynen. Det sirkelrunde emne 4, som er antydet stiplet på fig. 7, anbringes eksentrisk over inngangsåpningen 5 i dynen 2.

Stempelet 1 drives i frem- og tilbakesvingende bevegelse om en horisontal akse 12 som står loddrett på dette stempels symmetri-plan og ligger i planet for inngangsåpningen 5 til en kanal 3 i dynen 2. Svingebevegelsen bevirkes ved translatorisk forskyvning av pressens overstempel 13 i vertikal retning. Til dette formål er stempelet 13 utstyrt med et par leddstenger 14 som ved 15 er ledd-forbundet med den øvre del av stansestempelet 1. Føringen av stempelet 1 skjer med et par vektstenger 16, som hver er svingbart forbundet med en av armene 14 ved 15 ved en tapp 17 på stanse-

stempelet samt med en leddtapp 18 montert på linje med aksen 12

i et par ører 19 som rager opp fra oversiden av en forsenkning 20

i dynen i området for vektstengene 16.

Fig. 8 anskueliggjør formningsoperasjonen, som har vist seg

å kunne tilpasses formning av emner med diameter av størrelses-orden 180 - 204 mm og veggtykkelse av størrelsesorden 0,83 - 0,96 mm for å gi krumme rør med en diameter av ca. 10 mm og en vinkelutstrekning mellom 30 og 45°. For å kunne bestemme de forlengelser emnet undergår,såvel som formen for flytning av emnet i dynen har man merket emnene med et fint gittermønster'hvori der er trukket små omkretslinjer, hvis deformasjon,betraktet på de bøyde rør, gjør'det mulig å bestemme graden av forlengelser og kontraksjoner av blikkmetallet. Det ble fastslått at emnet holder seg langs den utvendige krumning 21 av stansestempelet 1. Friksjonsområdene er anskueliggjort ved skyggelagte flater. De indirekte friksjons-krefter reduserer spenningen på blikkmetallet langs buen S"S".

Det er således tverrsnittet S' som blir sterkest påkjent. Man har kunnet fastslå at lengden S"S' på tidspunktet for bruddet, som inn-trådte ved S1, var større jo dypere pressedybden var. Det synes som om denne friksjonsvirkning gjør det mulig å fremstille rørbend med en vinkelutstrekning av størrelsesorden 45°, i og med at det areal som blir utsatt for friksjon, stadig øker under formningsoperasjonen, noe som tillater en mer tilfredsstillende fordeling av forlengelsen.

Diagrammet på fig. 8 viser i tillegg at dynen ikke behøver noen kanal 5 med nøyaktig avpasset kontur, siden bare inngangs-arealet som før,er inn i dynen, virker effektivt som anleggsflate for emnet. Det ville derfor kunne begrenses til en flat støtte-plate med en åpning med en korrekt tilformet rand.

Den presse som er anskueliggjort pa fig. 9, oppviser en emneholder 50 og en dyne 52 som svinger om en horisontal akse 53 under virkningen av en jekk 54. Emnet 55 anbringes på emneholderen 50 i eksentrisk stilling som i tilfellet av fig. 6.

Når dynen 52 senkes, kan den låses på plass med et låseorgan 56 som går inn i en forsenkning 57 i dynen og påvirkes med en jekk 58.

Fire jekker 59 (hvorav bare to er vist) øver et trykk mot emneholderen etterat dynen er låst.

Stansestempelet 61 er montert på en arm 62 (som er vist med en del brukket bort for å la jekken 59 på høyre side komme til syne) som svinger om aksen 53. Der foreligger således et felles dreiepunkt for stempelet 61 og dynen 52.

Forskyvningen av stempelet 61 bevirkes med en jekk 63 som

er passende dimensjonert og angriper ved et ledd 64.

Samtidig som en innretning av denne art er i stand til

i nødvendig grad å oppta de påkjenninger som utøves på svingeleddet 53, låseorganet 56 og svingeleddet på jekken 54, byr den på to vesentlige fordeler. For det første letter den uttagning av de ferdige elementer fra maskinen rett og slett ved fornyet løftning av dynen, og for det annet fås et konstant trykk utøvet på dynen uansett variasjonene i den kraft som utøves med stansestempelet under formningsoperasjonen, idet den kraft som utøves på dynen, bare er den som skyldes jekkene som virker på emneholderen.

Videre letter anordningen installasjon av pressen i en produksjonslinje ved at tilførsel og fjernelse av arbeidsstykker kan skje i sideretningen.

I utførelsen på fig. 10 blir et emne 75 som er anbragt mellom en dyne 72 og en emneholder 70 i et bord 71, formet med et stansestempel 81 som er montert på en arm 82 for svingning om en akse 73.

Stempelet 81 drives av en jekk 83 leddet til stempelarmen

82 ved 84.

Dynen bæres av et drivstempel hos en sylinder 74 som virker via en bæreplate 85.

Denne anordning behøver ingen låsevirkning, men det sier seg selv at den kraft som utøves på dynen, varierer med den variable kraft som virker på stansestempelet under formningsoperasjonen.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til forming av krumme platerør og lignende ved trekking, ved hvilken et emne med hovedsakelig sirkulær form plasseres mellom et stempel og en matrise eksentrisk over matrisens innløpsåpning, idet stempelet har form av en toroid-seksjon og har sitt dreiningssentrum i toroidens sentrum, karakterisert ved at emnet f^r formingen plasseres eksentrisk over matriseåpningen, og at stempelets dreiningssenter anordnes på forlengelsen av en linje mellom matriseinnløpsåpningens senter og emnets senter hovedsakelig i åpningens plan.

2. Anordning til utførelse av en fremgangsmåte ifølge krav 1, innbefattende en matrise med en innløpsåpning for et emne som skal formes, og et stempel i form av en toroid som er montert på en dreiakse ved toroidens sentrum for frem-_og tilbakegående forflytning for inntrengning i matrisens innløpsåpning og forming av emnet, karakterisert v-ed at stempelets (61) dreieakse (53) befinner seg i et plan som hovedsakelig faller sammen med planet for matrisens (52) innløpsåpning.