PL190687B1

PL190687B1 - Sposób formowania łącznika rurowego i urządzenie do formowania łącznika rurowego

Info

Publication number: PL190687B1
Application number: PL99350727A
Authority: PL
Inventors: James H. Brown; Gary A. Webb
Original assignee: Aquaform; Aquaforminc
Priority date: 1998-07-21
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2005-12-30
Also published as: AU760725B2; CA2338262C; JP2002521200A; CA2338262A1; AU5118699A; DE69923321T2; DE69923321D1; KR20010071007A; EP1098721A2; EP1098721B1; US6164108A; ES2232155T3; PL350727A1; WO2000005006A3; KR100518994B1; WO2000005006A2; BR9912276A

Abstract

1 Sposób formowania lacznika rurowego z pólwyrobu ru- rowego, w którym umieszcza sie pólwyrób rurowy w pierwszym w glebieniu pierwszego ciagadla plytkowego z pierwszym slupem prowadzacym, po czym ustawia sie drugie wglebienie drugiego ciagadla plytkowego w linii z pierwszym wglebieniem pierwszego ciagadla formujac wglebienie ksztaltujace lacznik rurowy oraz dostarcza sie plyn do wnetrza pólwyrobu rurowego poprzez kanal doprowadzajacy, znam ienny tym , ze ksztaltuje sie lacznik rurowy we wglebieniu formujacym po uprzednim oparciu pierwszego i drugiego ciagadla plytkowego na dolnym ciagadle plytkowym zawierajacym kanal doprowadzajacy plyn i ulozeniu pierwszego i drugiego slupa prowadzacego w linii, odpowiednio, z pierwszym i drugim otworem prowadzacym uformowanym w górnym ciagadle plytkowym ruchomym pom iedzy pierwszym i drugim polozeniem, a nastepnie wpro- w adza sie trzpien ruchomy do wnetrza pólwyrobu rurowego i zwieksza sie cisnienie plynu rozciagajac rure, która dopasowu- je sie do ksztaltu wglebienia ksztaltujacego. 9. Urzadzenie do formowania rurowego lacznika z pólwy- robu rurowego zawierajace w swoim wnetrzu pierwsze ciagadlo plytkowe, majace pierwsze wglebienie dla pólwyrobu rurowego, przy czym pierwsze ciagadlo plytkowe ma pierwszy slup pro- wadzacy, zas drugie ciagadlo plytowe ma drugie wglebienie ustawione w linii z pierwszym wglebieniem i m a drugi slup prowadzacy, przy czym pierwsze i drugie wglebienie ksztaltuja wglebienie formujace, a ponadto urzadzenie zawiera elementy doprowadzajace plyn do w netrza pólwyrobu rurowego, zn a- m ienne tym , ze na dolnym ciagadle plytkowym (12) jest oparte pierwsze i drugie ciagadlo plytkowe (16, 18), przy czym dolne- ciagadlo plytkowe (12) ma otw ór przelotowy (42) polaczony .. FIG. 5 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania łącznika rurowego i urządzenie do formowania łącznika rurowego.

Tego typu sposób i urządzenie są stosowane zwłaszcza przy hydro kształtowaniu łączników rurowych z półwyrobu rurowego.

Przemysł wymaga tworzenia standardowych półwyrobów rurowych o jednoczęściowych rurowych kształtach.

Znane są czynności zginania, rozciągania i promieniowego rozciągania półwyrobu rurowego z zastosowaniem trzpienia lub bez jego użycia. Niektóre metale i stopy są formowane w złożone rurowe kształty poprzez proces hydroformowania.

Z amerykańskie opisu patentowego nr 08/856511, znany jest sposób hydroformowania rurowego kształtu. W sposobie tym rura lub przedmiot obrabiany jest umieszczony pomiędzy parą ciągadeł, mających wgłębienia, które określają pożądany kształt rury. Ciągadła łączą się, a końce przedmiotu obrabianego są uszczelniane parą elementów uszczelniających. Obrabiany przedmiot jest wypełniany płynem, który jest następnie sprężany. Wzrost ciśnienia płynu wewnątrz przedmiotu obrabianego powoduje w rezultacie rozciągnięcie przedmiotu obrabianego, tak aby dopasował się do kształtu wgłębienia. Płyn jest odprowadzany z przedmiotu obrabianego, a elementy uszczelniające są usuwane w celu uwolnienia obrabianego przedmiotu. Głównym problemem w tym procesie jest to, że prasy hydrokształtujące są bardzo drogie.

Ponieważ prasy mechaniczne lub hydrauliczne są szeroko dostępne i są wykorzystywane w wielu fabrykach przez lata, poczyniono próby modyfikacji tych pras, tak aby wykonywały powyższe czynności hydrokształtowania. Problemem z pierwszymi próbami wykonania czynności hydroformowania w mechanicznych lub hydraulicznych prasach było to, że wymagano kilku dodatkowych elementów wyposażenia w celu wykonania operacji hydrokształtowania. Takie wyposażenie może zawierać, na przykład, zewnętrzne jednostki wodne, zewnętrzne łącza hydrauliczne i dodatkowe łącza, przewody i zawory. To zwiększa koszty i obniża niezawodność operacji hydroformowania.

Sposób formowania łącznika rurowego, według wynalazku, z półwyrobu rurowego, w którym umieszcza się półwyrób rurowy w pierwszym wgłębieniu pierwszego ciągadła płytkowego z pierwszym słupem prowadzącym, po czym ustawia się drugie wgłębienie drugiego ciągadła płytkowego w linii z pierwszym wgłębieniem pierwszego ciągadła formując wgłębienie kształtujące łącznik rurowy oraz dostarcza się płjm do wnętrza półwyrobu rurowego poprzez kanał doprowadzający, charakteryzuje się tym, że kształtuje się łącznik rurowy we wgłębieniu formującym po uprzednim oparciu pierwszego i drugiego ciągadła płytkowego na dolnym ciągadle płytkowym i ułożeniu pierwszego i drugiego słupa prowadzącego w linii, odpowiednio, z pierwszym i drugim otworem prowadzącym uformowanym w górnym ciągadle płytkowym ruchomym pomiędzy pierwszym i drugim położeniem, a następnie wprowadza się trzpień ruchomy do wnętrza półwyrobu rurowego i zwiększa się ciśnienie płynu rozciągając rurę, która dopasowuje się do kształtu wgłębienia kształtującego.

Płyn doprowadza się kanałem doprowadzający płyn poprzez połączenie z otworem przelotowym.

190 687

Płyn doprowadza się kanałem doprowadzający płyn z linii płynu.

Ciśnienie reguluje się za pomocą ciśnieniomierza połączonego z kanałem doprowadzającym płyn.

Ciśnienie płynu zwiększa się od około 6,89 x 10⁷ Pa do około 6,87 x 10⁸ Pa, a w szczególności ciśnienie płynu zwiększa się od około 3,45 x 108Pa do około 6,89 x 10^xPa.

Po przesunięciu ruchomego trzpienia, następnie cofa się go i odprowadza się płyn zmniejszając ciśnienie płynu, a następnie po cofnięciu ruchomego trzpienia, podnosi się górne ciągadło płytkowe.

Urządzenie do formowania rurowego łącznika, według wynalazku, z półwyrobu rurowego zawierające w swoim wnętrzu pierwsze ciągadło płytkowe, mające pierwsze wgłębienie dla półwyrobu rurowego, przy czym pierwsze ciągadło płytkowe ma pierwszy słup prowadzący, zaś drugie ciągadło płytowe ma drugie wgłębienie ustawione w linii z pierwszym wgłębieniem i ma drugi słup prowadzący, przy czym pierwsze i drugie wgłębienie kształtują wgłębienie formujące, a ponadto urządzenie zawiera elementy doprowadzające płyn do wnętrza półwyrobu rurowego, charakteryzuje się tym, że na dolnym ciągadle płytkowym jest oparte pierwsze i drugie ciągadło płytkowe, przy czym dolne ciągadło płytkowe ma otwór przelotowy połączony z kanałem doprowadzającym płyn, zaś górne ciągadło płytkowe jest ruchome pomiędzy pierwszym i drugim położeniem i ma pierwszy i drugi otwór prowadzący, przy czym w położeniu w którym słupy prowadzące pierwszy i drugi są umieszczone w otworach prowadzących górne i dolne ciągadło są ułożone w linii, zaś we wnętrzu półwyrobu rurowego jest usytuowany zwiększający ciśnienie płynu trzpień, przy czym łącznik rurowy ma kształt wgłębienia kształtującego.

Wnętrze półwyrobu jest połączone z urządzeniem doprowadzającym płyn zawierającym pompę hydrauliczną.

Wewnątrz pierwszego ciągadła płytkowego i częściowo wewnątrz drugiego ciągadła płytkowego jest usytuowany co najmniej jeden kołek ustalający.

Górne ciągadło płytkowe jest zamocowane do prasy naporowej.

Dolne ciągadło płytkowe jest zamocowane do nieruchomego łoża ciągadła.

Wgłębienie kształtujące ma przekrój poprzeczny formowanej rury.

Prasa naporowa jest połączona z górnym ruchomym ciągadłem płytkowym które jest sprzężone z zespołem tłoka hydraulicznego.

Korzystnie prasa naporowa jest połączona z górnym ciągadłem płytkowym poprzez układ silnika i śrub.

Zaletą obecnego wynalazku jest to, że eliminuje niektóre dodatkowe elementy wyposażenia, do tej pory konieczne do wykonania czynności hydrokształtowania.

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładzie wykonania na podstawie rysunku na którym, fig. 1 jest widokiem z boku zespołu ciągadła, fig. 2 jest widokiem z góry górnego ciągadła płytkowego, fig. 3 jest widokiem z góry prawego i lewego ciągadła płytkowego, fig. 4 jest widokiem z góry dolnego ciągadła płytkowego, fig. 5 jest przekrojem poprzecznym prawego ciągadła płytkowego z fig. 3 wzdłuż linii A-A.

Jak to przedstawiono na fig. 1, urządzenie hydrokształtujące, użyte w powyższym procesie, zawiera ciągadło 10, mające pierwsze ciągadło płytkowe 16 (przedstawione na fig. 3), drugie ciągadło płytkowe 18, dolne ciągadło płytkowe 12 i górne ciągadło płytkowe 14. Górne ciągadło płytkowe 14 jest zamocowane do prasy naporowej. Dolne ciągadło płytkowe 12 jest zamocowane do nieruchomego łoża ciągadła poprzez otwory śrubowe 50 (pokazano na fig. 4). W odniesieniu do fig. 5, łącznik rurowy jest utworzony poprzez umieszczenie półwyrobu rurowego, otwartym końcem do góry, na nastawniku rurowym 24, zawartym w pierwszym wgłębieniu 22, w prawym ciągadle płytkowym 16. Lewe ciągadło płytkowe 18 zawiera drugie wgłębienie. Pierwsze wgłębienie 22 jest ułożone w linii z drugim wgłębieniem, tak aby utworzyć wgłębienie formujące 26. Wgłębienie formujące 26 przedstawia pożądany przekrój poprzeczny utworzonej rury. Dolne ciągadło płytkowe 12 wspiera prawe i lewe ciągadło płytkowe 16 i 18. Kiedy zaczyna się proces hydrokształtowania, górne ciągadło płytkowe 14 znajduje się w pierwszej pozycji, oddalonej od szczytu 28 pierwszego i drugiego ciągadła płytkowego 16 i 18. Następnie, prasa naporowa porusza górne ciągadło płytkowe 14 z pierwszej pozycji do drugiej pozycji, przyległej szczytowi 28, jak pokazano na fig. 5. Prasa naporowa poru190 687 sza górne ciągadło płytkowe 14 poprzez przesunięcie na początku elementów takich jak, na przykład, układu zespołów cylindrów hydraulicznych, silnika i śrub. Jak pokazano na fig. 3, pierwsze ciągadło płytkowe 16 zawiera pierwszy słup prowadzący 34, a drugie ciągadło płytkowe 18 zawiera drugi słup prowadzący 36. Jak przedstawiono na fig. 2, górne ciągadło płytkowe 14 posiada odpowiadający pierwszy i drugi otwór prowadzący 38 i 40 do przyjmowania pierwszego słupa prowadzącego 34 i drugiego słupa prowadzącego 36 i układania górnego ciągadła płytkowego 14 w linii z pierwszym i drugim ciągadłem płytkowym 16 i 18 . Obniżenie górnego ciągadła płytkowego 14 dociska pierwsze i drugie ciągadło płytkowe 16 i 18 do uszczelnionej pozycji.

Powracając do fig. 5, prawe ciągadło płytkowe 16 zawiera nastawnik rurowy 24 z kanałem 25, mogący przyjmować i odprowadzać płyn. Jak pokazano na fig. 4, dolne ciągadło płytkowe 12 także zawiera kanał 25, który jest przyłączony do otworu przelotowego 42, który może przyjmować element sprzęgający taki jak, na przykład, linia płynowa, ciśnieniomierz, etc. Urządzenia dostarczające płyn takie jak, na przykład, pompa hydrauliczna, dostarczają płyn poprzez kanał 25 do wnętrza ślepej rury, umieszczonej we wgłębieniu formującym 26, przedstawionym na fig. 5. Kanał 25 łączy się z linią płynową, dostarczającą płyn. Trzpień ruchomy 32 jest użyty do zwiększenia ciśnienia płynu w półwyrobie rurowym.

Sprężony płyn rozciąga rurę, tak aby dopasowała się do wgłębienia formującego 26, tworząc w ten sposób łącznik rurowy. Ciśnienie płynu w rurze wzrasta dzięki obniżeniu trzpienia ruchomego 32 do wnętrza rury do głębokości, przedstawionej na fig. 5. Prasa naporowa zawiera drugi element poruszający do opuszczania trzpienia ruchomego 32 do rury wypełnionej płynem, w ten sposób podnosząc ciśnienie w rurze. Takie elementy poruszające mogą zawierać, na przykład, układy zespołów cylindrów hydraulicznych, silników i śrub.

Powstałe w rurze ciśnienie jest wystarczająco wysokie do rozciągnięcia rury, tak aby wypełniła szczeliny wgłębienia formującego 26. To ciśnienie jest zależne od materiału ślepej rury i odległości D na jaką trzpień ruchomy jat wetknięty do rury. To ciśnienie jest większe niż ciśnienie granicy plastyczności, które mogłoby rozciągnąć rurę do szczelin wgłębienia formującego i mniejsze niż ciśnienie granicy plastyczności ciągadeł płytkowych. Podczas normalnego działania, ciśnienie jest większe niż 6,89 x 10⁷ Pa. Na przykład, ciśnienie 6,89 x 10⁸ Pa może być osiągnięte tak długo jak ciągadła płytkowe nie zostaną oddzielone. Typowym przedziałem ciśnienia jest 3,45 x 10⁸Pa do 6,89 x 10⁸ Pa.

Poprzez wzrost ciśnienia płynu w rurze, rura rozciąga się do szczelin wgłębienia formującego 26. Po tym jak rura zostanie rozciągnięta, ciśnienie płynu jest obniżane poprzez cofnięcie trzpienia ruchomego 32 i odprowadzenie płynu z utworzonej rury poprzez kanał 25 w nastawniku rurowym 24. Górne ciągadło płytkowe 14 jest następnie podnoszone, aby umożliwić usunięcie utworzonej rury z pierwszego i drugiego ciągadła płytkowego 16 i 18. Utworzona rura może zostać usunięta przy pomocy urządzeń podnoszących.

W obecnym wynalazku prasa hydrauliczna działa jako urządzenie hydroformujące. Urządzenie hydrokształtujące tworzy łącznik rurowy z półwyrobu rurowego. W przykładzie wykonania, w prasie hydraulicznej użyto ciągadła, .kształtującego rurę za pomocą hydrokompresji. Prasa hydrauliczna zawiera prasę naporową. Prasa hydrauliczna wdraża proces hydrokształtowania, który formuje półwyrób rurowy w zazwyczaj rurowy kształt. Proces hydrokształtowania wymaga obudowania półwyrobu rurowego rury we wgłębieniu formującym pomiędzy prawym i lewym połączonym ciągadłem płytowym. Półwyrób rurowy jest wypełniany płynem. Trzpień ruchomy znajduje się w pozycji cofniętej. Trzpień ruchomy jest opuszczany do wnętrza rury do pokazanej głębokości w celu zwiększenia ciśnienia płynu i rozciągnięcia półwyrobu rurowego do szczelin we wgłębieniu formującym. W ten sposób tworzony jest łącznik rurowy, mający kształt pasujący do wgłębienia formującego. Podczas gdy poszczególne przykłady wykonania i zastosowania obecnego wynalazku zostały zilustrowane i opisane, rozumie się, że wynalazek nie jest ograniczony do budowy i układów tu ujawnionych, a różnego rodzaju modyfikacje, zmiany i warianty będą widoczne ze wcześniejszych opisów bez odbiegania od zakresu wynalazku, jak określono to w załączonych zastrzeżeniach patentowych.

190 687

FIG. 3

190 687

FIG. 4

FIG. 5

190 687

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób formowania łącznika rurowego z półwyrobu rurowego, w którym umieszcza się półwyrób rurowy w pierwszym wgłębieniu pierwszego ciągadła płytkowego z pierwszym słupem prowadzącym, po czym ustawia się drugie wgłębienie drugiego ciągadła płytkowego w linii z pierwszym wgłębieniem pierwszego ciągadła formując wgłębienie kształtujące łącznik rurowy oraz dostarcza się płyn do wnętrza półwyrobu rurowego poprzez kanał doprowadzający, znamienny tym, że kształtuje się łącznik rurowy we wgłębieniu formującym po uprzednim oparciu pierwszego i drugiego ciągadła płytkowego na dolnym ciągadle płytkowym zawierającym kanał doprowadzający płyn i ułożeniu pierwszego i drugiego słupa prowadzącego w linii, odpowiednio, z pierwszym i drugim otworem prowadzącym uformowanym w górnym ciągadle płytkowym ruchomym pomiędzy pierwszym i drugim położeniem, a następnie wprowadza się trzpień ruchomy do wnętrza półwyrobu rurowego i zwiększa się ciśnienie płynu rozciągając rurę, która dopasowuje się do kształtu wgłębienia kształtującego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płyn doprowadza się kanałem doprowadzającym płyn poprzez połączenie z otworem przelotowym.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że płyn doprowadza się kanałem doprowadzającym płyn z linii ptynu.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie reguluje się za pomocą ciśnieniomierza połączonego z kanałem doprowadzającym płyn.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie płynu, zwiększa się od około 6,89 x 10⁷ Pa do około 6,89 x 10⁸Pa.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ciśnienie płynu zwiększa się od około 3,45 x 10⁸Pa do około 6,89 x lO⁸Pa.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po przesunięciu ruchomego trzpienia, następnie cofa się go i odprowadza się płyn zmniejszając ciśnienie płynu.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że po cofnięciu ruchomego trzpienia, podnosi się górne ciągadło płytkowe.
9. Urządzenie do formowania rurowego łącznika z półwyrobu rurowego zawierające w swoim wnętrzu pierwsze ciągadło płytkowe, mające pierwsze wgłębienie dla półwyrobu rurowego, przy czym pierwsze ciągadło płytkowe ma pierwszy słup prowadzący, zaś drugie ciągadło płytowe ma drugie wgłębienie ustawione w linii z pierwszym wgłębieniem i ma drugi słup prowadzący, przy czym pierwsze i drugie wgłębienie kształtują wgłębienie formujące, a ponadto urządzenie zawiera elementy doprowadzające płyn do wnętrza półwyrobu rurowego, znamienne tym, że na dolnym ciągadle płytkowym (12) jest oparte pierwsze i drugie ciągadło płytkowe (16, 18), przy czym dolne ciągadło płytkowe (12) ma otwór przelotowy (42) połączony z kanałem doprowadzającym płyn, zaś górne ciągadło płytkowe (14) jest ruchome pomiędzy pierwszym i dmgim położeniem i ma pierwszy i drugi otwór prowadzący (38, 40), przy czym w położeniu w którym słupy prowadzące pierwszy i drugi (34, 36) są umieszczone w otworach prowadzących (38, 40) górne i dolne ciągadło (14, 12) są ułożone w linii, zaś we wnętrzu półwyrobu rurowego jest usytuowany zwiększający ciśnienie płynu trzpień (32), przy czym łącznik rurowy ma kształt wgłębienia kształtującego (26).'
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wnętrze półwyrobu jest połączone z urządzeniem doprowadzającym płyn zawierającym pompę hydrauliczną.
11. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wewnątrz pierwszego ciągadła płytkowego (16) i częściowo wewnątrz drugiego ciągadła płytkowego (18) jest usytuowany co najmniej jeden kołek ustalający.
12. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że górne ciągadło płytkowe (14) jest zamocowane do prasy naporowej.

190 687
13. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, ze dolne ciągadło płytkowe (13) jest zamocowane do nieruchomego łoża ciągadła.
14. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wgłębienie kształtujące (26) ma przekrój poprzeczny formowanej rury.
15. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że prasa naporowa jest połączona z górnym ruchomym ciągadłem płytkowym (14) które jest sprzężone z zespołem tłoka hydraulicznego.
16. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że prasa naporowa jest połączona z górnym ciągadłem płytkowym (14) poprzez układ silnika i śrub.