PL127895B1 - Apparatus for forming reduced diameter terminal portion on a metal pipe of predetermined diameter - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do formowania, na metalowej rurze o okreslonej srednicy, czesci koncowej o srednicy mniejszej od srednicy rury.W procesie ciagnienia rur metalowych majacym na celu uzyskanie rur o mniejszej srednicy, rury te musza miec koncówke o srednicy istotnie mniejszej od srednicy wyjsciowej po to, aby mogly byc latwo wsuniete w matryce urzadzenia do przeciagania oraz po to, aby stworzyc mozliwosc zaczepienia, dla odpowiedniego elementu, który bedzie przeciagal rure przez te matryce.Rury takie przygotowuje sie do operacji przeciagania przez urzadzenie zwezajace konce, które to urzadze¬ nie uformowuje na koncu rury zwezenie w ksztalcie zasadniczo walcowym przechodzace w zewnetrzna srednice rury w formie odcinka o ksztalcie zasadniczo stozkowym.Urzadzenie to zawiera matryce, poprzez która zakonczenie rury jest przemieszczane i która ma minimalna srednice mniejsza od srednicy rury i ma w zasadzie równa zmniejszonej srednicy czesci koncowej, jaka ma byc uformowana.W takim urzadzeniu rura jest zazwyczaj sztywno uchwycona za pomoca odpowiednich szczek zaciskowych przy udziale pierwszego cylindra hydraulicznego, podczas gdy matryca jest przesuwana osiowo wzgledem rury.Ta matryca jest zazwyczaj zamocowana na suporcie przesuwnym na odpowiednich prowadnicach kolumnowych mechanicznych za pomoca drugiego hydraulicznego cylindra. Jednak to znane urzadzenie ma jednak szereg wad i niedogodnosci.Przede wszystkim sila niezbedna dla uformowania zwezenia na czesci konccwej rury polegajacego na trwalym odksztalceniu materialu rury musi byc bardzo duza ze wzgledu na bardzo duze naciski promieniowe, które wywoluje powierzchnia matrycy w procesie formowania wymagajacym zmniejszenia srednicy rury w stop¬ niu niezbednym dla uzyskania wymienionego zwezenia. Te naciski sa tak duze zarówno dlatego, ze stosunek srednicy wyjsciowej rury do srednicy koncowej zwezenia jest duzy, jak i dlatego, ze material rur ma znaczna wytrzymalosc mechaniczna w wyniku tego, ze wymienione rury sa wykonane z niewyzarzanego metalu, a wiec maja bardzo wysoka twardosc i maksymalna wytrzymalosc na rozciaganie.Z powodu tych znacznych sil niezbednych dla wykonywania operacji formowania urzadzenie, które je wykonuje musi miec bardzo duze rozmiary. Jednoczesnie sila zacisku wymienionych wyzej szczek, które utrzy-2 127 895 muja rure podczas operacji formowania musi byc proporcjonalna do sily przeciagania, gdyz utrzymanie rury w szczekach uzyskiwane jest jedynie w wyniku sily tarcia pomiedzy stykajacymi sie powierzchniami. Na skutek duzej sily przeciagania i niskiego wspólczynnika tarcia, w tym przypadku rzedu 0,10, sila zamkniecia szczek musi byc bardzo duza, co w konsekwencji powoduje, ze szczeki jak i uruchamiajacy je cylinder hydrauliczny musza byc znacznych rozmiarów. Suport matrycy i uruchamiajacy go cylinder hydrauliczny musza byc zdolne do wytworzenia wymienionej sily ciagnienia i musza oczywiscie byc bardzo duze.W efekcie zwezenie uzyskane za pomoca tego znanego urzadzenia nie zawsze jest calkowicie równomierne w ksztalcie w wyniku niekorzystnych przemieszczen materialu w tym zwezeniu i niekiedy nie ma ono dostatecz¬ nej wytrzymalosci mechanicznej, aby moglo spelnic role, dla której jest ono przeznaczone.Celem niniejszego wynalazku jest wyeliminowanie wad i niedogodnosci takich znanych urzadzen przez opracowanie konstrukcji urzadzenia do formowania na metalowej rurze czesci koncowej o srednicy mniejszej od srednicy rury wymagajacego uzycia malej sily, posiadajacego griale rozmiary i formujacego zakonczenia o jednoli¬ tym ksztalcie i rozmiarach o wysokiej wytrzymalosci mechanicznej.Cel wynalazku zostal osiagniety w urzadzeniu do formowania na metalowej rurze o okreslonej srednicy czesci koncowej o srednicy mniejszej od srednicy rury przez to, ze urzadzenie to zawiera matryce do umieszcza¬ nia zakonczenia rury podlegajacego formowaniu, która to matryca ma otwór o pierwszej czesci zasadniczo cylindrycznej i o srednicy mniejszej od srednicy rury, drugiej zasadniczo stozkowej czesci wspólosiowej z pierw¬ sza czescia i której minimalna srednica jest równa srednicy pierwszej wymienionej czesci otworu, a maksymalna srednica jest wieksza od srednicy rury. Urzadzenie zawiera ponadto najmniej trzy obrotowe elementy umieszczo¬ ne w gniazdach matrycy w strefie drugiej czesci jej otworu, przy czym kazdy z tych obrotowych elementów jest wsuniety promieniowo w stosunku do osi drugiej czesci otworu matrycy i znajduje sie w okreslonej odleglosci od powierzchni tej czesci otworu. Urzadzenie zawiera takze zespól napedowy do osiowego przesuwu wzgledem siebie matrycy i rury dla wprowadzenia formowanego zakonczenia rury do pierwszej i drugiej czesci otworu w matrycy i wspóldzialania z obrotowymi elementami.Korzystnie obrotowe elementy sa kulami lub walkami. Urzadzenie dla zaciskania rury ma co najmniej jedna szczeke i ruchomy slizg, a zespól napedowy zawiera slizg dostosowany do zamocowania w nim matrycy. Dla sterowania otwieraniem i zamykaniem szczek urzadzenie zawiera pierwszy cylinder hydrauliczny oraz drugi cylinder hydrauliczny dla przesuwu slizgu.Matryca ma szereg promieniowych otworów, a w kazdym z nich jest umieszczony odpowiedni zamykajacy korek, przy czym kazde gniazdo dla obrotowych elementów jest uformowane przez czesc powierzchni i przez powierzchnie odpowiedniego korka tego otworu. Obrotowe elementy korzystnie sa kulami, a kazdy z wymienio¬ nych otworów ma czesc cylindryczna o srednicy wiekszej niz srednica odpowiedniego kulistego elementu i koncowa czesc stozkowa mniejsza od srednicy tego kulistego elementu.Dzieki konstrukcji wedlug wynalazku osiagnieto urzadzenie, w którym sila z jaka musi byc przesuwany slizg dla uformowania czesci koncowej rury jest bardzo mala i, jak stwierdzono, nie przekracza polowy wielkosci sil, jakie byly potrzebne w znanych urzadzeniach w porównywalnych warunkach. Dzieki temu mozna znacznie zmniejszyc rozmiary urzadzenia, a tym samym koszty jego wytwarzania i eksploatacji.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia urzadzenie wedlug wynalazku w schematycznym widoku perspektywicznym, fig. 2 - matryce urzadzenia wedlug wynalazku w przekroju podluznym, fig. 3 - matryce urzadzenia wedlug wynalazku w widoku bocznym, fig. 4 - matryce urzadzenia wedlug wynalazku w momencie przechodzenia przez nia czesci koncowej rury w przekroju podluznym, fig. 5 - czesc koncowa rury uformowana w urzadzeniu wedlug wynalazku, w widoku bocznym, fig. 6 - te sama czesc koncowa jak na fig. 5, ale w widoku czolowym.Urzadzenie wedlug wynalazku (fig. 1) zawiera rame 1 posiadajaca pare szczek 2, 3 dostosowanych do chwytania pomiedzy nimi rury 4, której koncowy odcinek ma miec zmniejszona srednice, matryce 5 dla wytla¬ czania tego konca rury i napedowy zespól 6. Korzystnie, szczeka 2 jest na stale przymocowana do ramy 1, podczas gdy szczeka 3 jest ruchoma i dostosowana do przesuwania w kierunku szczeki 2 i do szczeki 2. W tym celu jest ona sztywno polaczona ze slizgiem 10 przesuwnym na odpowiednich prowadnikach 11 ramy. Slizg 10 jest sztywno polaczony z tloczyskiem 12 pierwszego hydraulicznego cylindra 13, który steruje jego ruchem.Napedowy zespól 6 dla matrycy 5 korzystnie, zawiera slizg 14, do którego matryca jest zamocowana, i który jest przesuwny na parze kolumn 15. Slizg 14 jest sztywno polaczony z tloczyskiem 16 drugiego hydra¬ ulicznego cylindra 17 przesuwajacego osiowo ten slizg.Matryca 5, pokazana w przekroju na fig. 2, zawiera otwór zasadniczo cylindryczny w pierwszej czesci 20, której srednica jest mniejsza od srednicy rury 4, na której zwezenie ma byc uformowane i zasadniczo stozkowy w drugiej czesci wspólosiowa z pierwsza, która mniejsza srednica jest dokladnie równa srednicy pierwszej czesci 20 otworu, a jej wieksza srednica przekracza srednice rury. Korzystnie, matryca zawiera trzecia czesc 23 otworu wspólosiowa z poprzednimi i takze stozkowa, ale o zbieznosci skierowanej przeciwnie do czesci 21.Matryca 5 jest wyposazona w trzy co najmniej obrotowe elementy 24, które w tym przykladowym rozwia¬ zaniu sa kulami, z których kazda jest wysunieta w malym stopniu radialnie w kierunku osi matrycy 5 od stozko-127 896 3 wej powierzchni drugiej czesci 21 otworu {fig. 2). Jakkolwiek w omawianym przykladzie wykonania te obrotowe elementy sa kulami, to jest oczywistym, ie moga miec inny ksztalt na przyklad walków, a szczególnie walków o beczulkowatym ksztalcie.Obrotowe elementy 24 sa umieszczone w odpowiednich gniazdach 25 znajdujacych sie w strefie stozkowej czesci 21 otworu i maja mozliwosc swobodnego obrotu w tych gniazdach slizgajac sie podczas tego obrotu na kontaktowych powierzchniach tych gniazd. W przedstawionym przykladzie wykonania gniazdo 25 dla kazdego kulistego elementu 24 ma postac otworu 27 promieniowo usytuowanego w matrycy 5, przy czym otwór ten ma pierwsza zasadniczo cylindryczna czesc posiadajaca srednice wieksza od srednicy kulistego elementu 24 i druga stozkowa czesc koncowa, której minimalna srednica jest mniejsza od srednicy kulistego elementu, co powoduje, ze kulisty element 24 przy pomocy tego stozka i korka 26 utrzymywany jest w gniezdzie 25. Utrzymywanie kulistego elementu 24 zapewnia z jednej strony stozek otworu 27, a z drugiej strony czolo korka 26.W czasie pracy urzadzenia wedlug wynalazku zakonczenie rury 4 jest zacisniete pomiedzy szczekami 2,3 za pomoca dzialania odpowiedniego hydraulicznego cylindra 13, który przesuwa ruchoma szczeke 3 w kierunku rury i zaciska ja w kierunku pomiedzy szczekami. Nastepnie zostaje uruchomiony cylinder hydrauliczny 17 w celu przesuniecia slizgu 14 w kierunku zakonczenia rury 4 i spowodowania wspóldzialania matrycy 5 w formowanym zakonczeniu rury.Gdy matryca 5 nachodzi na rure, na koncu tej rury nastepuje odwrócony proces przeciagania. W tym procesie zakonczenie rury poczatkowo jest wprowadzane w czesc otworu 21 (fig. 1 i fig. 4) i jest wciskane wew¬ natrz, az do momentu gdy zewnetrzna powierzchnia rury wejdzie we wspóldzialanie z powierzchni kulistego elementu 24. Gdy przesuw matrycy wzgledem rury jest nadal powodowany, to kuliste elementy 24 powoduja bardzo silne miejscowe naciski na powierzchni konca rury i odksztalcenie tej powierzchni w postaci wglebien 30 (fig. 4). W rezultacie ta czesc rury, która przeszla przez matryce zawierajaca kuliste elementy 24 przybiera ksztalt z wieloma wzdluznymi wglebieniami 30. Powierzchnia 31 tej czesci rury wspólpracuje z powierzchnia czesci 20 otworu, którego srednica zmniejsza sie stopniowo. Gdy przesuw matrycy trwa dalej, ksztaltowany koniec rury wchodzi w cylindryczna czesc 20 otworu, gdzie nastepuje dalsze zmniejszenie jej srednicy, az wejdzie on z tego otworu.Koncowa czesc 32 rury, która jest w ten sposób formowana (fig. 5 i fig. 6) ma pierwsza czesc 33 zasadni¬ czo cylindryczna, posiadajaca szereg podluznych wglebien 30 i druga zasadniczo stozkowa czesc 34, na której te wglebienia sie zaczynaja. Zewnetrzne powierzchnie pierwszej czesci koncowej 32 maja konfiguracje zasadniczo stala i moga byc wpisane w kolo. Ponadto te czesci koncowe w ten sposób uformowane sa wszystkie dokladnie jednakowe i bez uszkodzen. Ich mechaniczna wytrzymalosc jest bardzo wysoka, a obecnosc podluznych wgle¬ bien 30 prawdopodobnie przyczynia sie do wzrostu tej wytrzymalosci. Sila jaka jest niezbedna dla przesuniecia Sizgu 6 ula uformowania czesci koncowej 32 rury jest bardzo mala i znacznie mniejsza niz wymagana w dotych¬ czas stosowanych sposobach formowania w znanych urzadzeniach. Jak stwierdzono, stanowi ona tylko polowe wielkosci dotychczas wymaganych, oczywiscie w porównywalnych warunkach.Ten korzystny rezultat osiaga sie na skutek dzialania kulistych elementów, tworzacych posrednio elementy pomiedzy rura a powierzchnia matrycy i znaczaco zmniejszajacych calkowite tarcie podczas ich wzglednego przesuniecia i tworzenia osiowych wglebien 30, umozliwiajac latwe zmniejszenie przekroju rury pod dzialaniem malych nacisków radialnych, które sa znacznie mniejsze niz te jakie zwykle byly konieczne, gdy te wglebienia nie wystepowaly.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do formowania, na metalowej rurze o okreslonej srednicy mniejszej od srednicy rury, zna¬ mienne tym, ze zawiera matryce (5), do umieszczania zakonczenia rury (4) podlegajacego formowaniu, która to matryca ma otwór o pierwszej czesci (20) zasadniczo cylindrycznej i o srednicy mniejszej niz srednica rury (4), drugiej zasadniczo stozkowej czesci (21) wspólosiowej z pierwsza czescia (20) i której minimalna sredni¬ ca jest równa srednicy pierwszej czesci (20), a maksymalna srednica jest wieksza niz srednica rury (4) oraz zawiera co najmniej trzy obrotowe elementy (24) umieszczone w gniazdach (25) matrycy (5) w strefie drugiej czesci (21) jej otworu, przy czym kazdy z tych obrotowych elementów (24) jestwysuniety promieniowo w sto¬ sunku do osi drugiej czesci i znajduje sie w okreslonej odleglosci od powierzchni tej czesci otworu, a takze zawiera napedowy zespól (6) do osiowego przesuwu wzgledem siebie matrycy (5) i rury (4) dla wprowadzenia formowanego zakonczenia rury do pierwszej i drugiej czesci (20,21) otworu w matrycy i wspóldzialania z obro¬ towymi elementami (24). 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze obrotowe elementy (24) sa kulami. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze obrotowe elementy (24) sa walkami. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze dla zaciskania rury (4), zawiera co najmniej jedna szczeke (2,3) i ruchomy slizg (10), a zespól napedowy (6) zawiera slizg (14) dla zamocowania matry¬ cy (5). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze dla sterowania otwieraniem i zamykaniem4 127 895 szczeki (2,3), zawiera pierwszy cylinder hydrauliczny (13) oraz zawiera drugi cylinder hydrauliczny (17) dla przesuwu slizgu (14). 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze matryca (5) ma szereg promieniowych otwo¬ rów (27), a w kazdym z nich jest umieszczony odpowiedni zamykajacy korek (26), przy czym kazde gniazdo (25) dla obrotowych elementów (24) jest uformowane przez czesc powierzchni otworu (27) i przez powierzchnie odpowiedniego korka (26). 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze obrotowe elementy (24) sa kulami, a kazdy otwór (27) ma czesc cylindryczna o srednicy wiekszej od srednicy kulistego obrotowego elementu (24) i konco¬ wa czesc stozkowa mniejsza od srednicy tego kulistego obrotowego elementu. 34 33 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz.Cena 100 zl PL PL PL

Claims (7)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do formowania, na metalowej rurze o okreslonej srednicy mniejszej od srednicy rury, zna¬ mienne tym, ze zawiera matryce (5), do umieszczania zakonczenia rury (4) podlegajacego formowaniu, która to matryca ma otwór o pierwszej czesci (20) zasadniczo cylindrycznej i o srednicy mniejszej niz srednica rury (4), drugiej zasadniczo stozkowej czesci (21) wspólosiowej z pierwsza czescia (20) i której minimalna sredni¬ ca jest równa srednicy pierwszej czesci (20), a maksymalna srednica jest wieksza niz srednica rury (4) oraz zawiera co najmniej trzy obrotowe elementy (24) umieszczone w gniazdach (25) matrycy (5) w strefie drugiej czesci (21) jej otworu, przy czym kazdy z tych obrotowych elementów (24) jestwysuniety promieniowo w sto¬ sunku do osi drugiej czesci i znajduje sie w okreslonej odleglosci od powierzchni tej czesci otworu, a takze zawiera napedowy zespól (6) do osiowego przesuwu wzgledem siebie matrycy (5) i rury (4) dla wprowadzenia formowanego zakonczenia rury do pierwszej i drugiej czesci (20,21) otworu w matrycy i wspóldzialania z obro¬ towymi elementami (24).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze obrotowe elementy (24) sa kulami.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze obrotowe elementy (24) sa walkami.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze dla zaciskania rury (4), zawiera co najmniej jedna szczeke (2,3) i ruchomy slizg (10), a zespól napedowy (6) zawiera slizg (14) dla zamocowania matry¬ cy (5).

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze dla sterowania otwieraniem i zamykaniem4 127 895 szczeki (2,3), zawiera pierwszy cylinder hydrauliczny (13) oraz zawiera drugi cylinder hydrauliczny (17) dla przesuwu slizgu (14).

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze matryca (5) ma szereg promieniowych otwo¬ rów (27), a w kazdym z nich jest umieszczony odpowiedni zamykajacy korek (26), przy czym kazde gniazdo (25) dla obrotowych elementów (24) jest uformowane przez czesc powierzchni otworu (27) i przez powierzchnie odpowiedniego korka (26).

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze obrotowe elementy (24) sa kulami, a kazdy otwór (27) ma czesc cylindryczna o srednicy wiekszej od srednicy kulistego obrotowego elementu (24) i konco¬ wa czesc stozkowa mniejsza od srednicy tego kulistego obrotowego elementu. 34 33 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz. Cena 100 zl PL PL PL