PL200911B1 - Sposób integralnego formowania kołnierza lub obrzeża na zakończeniu rury z blachy i urządzenie do integralnego formowania kołnierza lub obrzeża na zakończeniu rury z blachy - Google Patents

Abstract

Przedmiotowy wynalazek dotyczy sposobu integralnego formowania ko lnierza (10, 18) lub obrze za na zako nczeniu rury (12) wykonanej z blachy oraz dotyczy urz adzenia do realizacji tego sposobu. Rur e umieszcza si e stanowisku roboczym i zaciska od wewn atrz w pobli zu jej zako nczenia. Jedna cz esc rury wystaje poza zaci sni ety odcinek tej rury. Zgodnie z wynalazkiem najpierw co najmniej jedn a osiow a cz esc wystaj acego odcinka rury (12) poddaje si e gi eciu na zewn atrz poprzez przyk ladanie nacisku powierzchniowego do obwodowego wycinka jej powierzchni wewn etrznej, a z do osi agni ecia zadanego k ata wygi ecia. Nast epnie za pomoc a obracania rury (12) po obwodzie wewn etrznej gi etej powierzchni nadaje si e ca lemu odcinkowi (10) rury lub jej segmentów zadany k at wygi ecia. Urz adzenie do integralnego formowania ko lnierza lub obrze za na zako n- czeniu rury z blachy, jest wyposa zone w tarcz e rozpr ezn a z cylindryczn a obwodow a powierzchni a zewn etrzn a (48), wprowadzan a do wn etrza rury (12) o regulowanym usta- wianiu do ustawiania spoczynkowego w pobli zu wewn etrz- nej powierzchni rury w celu rozszerzonego ustawienia z dociskiem tarciowym do wewnetrznej powierzchni rury oraz posiada wa l nap edowy sztywno obrotowo zamocowa- ny do tarczy rozpr eznej (22) i silnik do obracania wa lu nap edowego (24). Zgodnie z wynalazkiem urz adzenie jest zaopatrzone w szcz ek e gn ac a (26, 30) . . . . . PL PL PL PL

Description

Przedmiotowy wynalazek dotyczy sposobu integralnego formowania kołnierza lub obrzeża na zakończeniu rury z blachy. Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do integralnego formowania kołnierza lub obrzeża na zakończeniu rury z blachy.

Wynalazek w szczególności dotyczy rur względnie cienkościennych, w szczególności w zakresie ich średnic od około 100 do 3000 mm i o grubości ścianek od 0,5 do 6,0 mm. Rury takie są stosowane przeważnie do przewodów powietrznych, wentylacyjnych, z przeznaczeniem na obudowy przyrządów, i im podobnych, w układach wentylacyjnych, klimatyzacyjnych, technice próżniowej, a także w aparaturze chemicznej.

Znane są różne sposoby szczelnego i trwałego łączenia ze sobą pojedynczych odcinków rur. Połączenia te mają decydujący wpływ na rentowność wykonania i techniczne właściwości układu rurowego. Do tej pory stosuje się przeważnie kołnierze kątowe, płaskie lub inne kołnierze profilowane, oddzielnie produkowane, nakładane na koniec rury i na tym końcu mocowane. Ponieważ oczywiste są korzyści z bezpośredniego formowania kołnierzy na końcach odcinka rury, zatem potrzeba realizacji takiego formowania kołnierzy i obrzeży jest także oczekiwana. Powodem dla którego potrzeba ta nie została w praktyce zaspokojona jest brak opracowania metody, umożliwiającej tanie formowanie na końcach rur wymaganych kształtów kołnierzy, przede wszystkim przy ich produkcji masowej. Jak dotąd, formowano tylko promieniowo odstające obrzeża o stosunkowo małej stabilności lub promieniowo odstające płaskie kołnierze, które posiadają otwory do połączenia gwintowego. Kołnierze takie są przeważnie stosowane z przeznaczeniem na obudowy wentylatorów.

Proste obrzeża mogą być wytwarzane za pomocą dwóch rolek na maszynie do wywijania obrzeży. Płaskie kołnierze, w których później wykonywane są otwory, wytwarzane są za pomocą prasowania. W tej technologii odcinkowi rury nadaje się dużą szybkość obrotową, co jest możliwe tylko przy obróbce bardzo krótkich odcinków rur, takich jak rury przeznaczone do stosowania na obudowy wentylatorów osiowych.

Końcówkę rury wkłada się do formy lub negatywu formowanego, płaskiego kołnierza. Za pomocą dźwigni dociskającej, na końcu której obraca się rolka, dociska się szybko obracający się koniec rury, aż do chwili osiągnięcia przez materiał stanu płynięcia i układania się tego materiału w formie. Taka metoda „docisku jest podobna do metody formowania gliny na kole garncarskim. Jest ona także stosowana do formowania kołnierzy obwodowych na krótkich pierścieniach rurowych, które potem są nakładane na koniec rury i na niej mocowane. Sposób ten jest opisany, na przykład, w opisie patentowym DE 196 32857 Al.

Przytoczony powyżej znany sposób nie nadaje się do formowania kołnierzy bezpośrednio na końcu rury, ponieważ w praktyce nie jest możliwe, a co najmniej nie jest bezpieczne, obracanie rur o dużych średnicach z niezbędną prędkością obrotową. Także nakłady finansowe przy stosowaniu wielu rodzajów formowania powyższym sposobem, przy dużej różnorodności zróżnicowanych rur, są zbyt wysokie. Ponadto, wytwarzanie kołnierzy o skomplikowanych kształtach, jak np. kołnierzy stożkowych lub podobnych, jest niemożliwe, ze względu na występujące przy tym uszkodzenia, wtedy, kiedy forma nie może być oddzielona od gotowego kołnierza.

Do produkcji skrzyń, ram, kształtowników lub przewodów kanałowych z prostymi krawędziami, stosowany jest znany sposób, który polega na zaginaniu krawędzi blachy lub ich gięciu na krawędziarkach. W tym wypadku płaski arkusz blachy jest mocowany między stałą szczęką dolną i ruchomą szczęką górną i gięty za pomocą wychylnej szczęki górnej. Dużą zaletą tego sposobu jest to, że przy zaginaniu wychylnym może być podnoszony, względnie zakrzywiany, cały arkusz blachy bez jakiegokolwiek rozciągania. Materiał blachy płynie tylko w obszarze tworzącej się krawędzi. Cały pozostały materiał pozostaje niezmieniony. Dlatego uzyskiwane profile krawędziowe, bez rozciągania i bez szczególnego nakładu finansowego, są dokładnie proste i wolne od naprężeń. W przeciwieństwie do tego, przy wyżej opisanym „dociskaniu, cały materiał jest gięty walcami lub rolkami i z tego powodu jest potem obciążony naprężeniami.

Przedmiotowy wynalazek dotyczy takiego sposobu integralnego formowania kołnierza lub obrzeża na zakończeniu rury z blachy oraz dotyczy takiego urządzenia do jego realizacji, za pomocą których możliwe jest bezpośrednie formowanie nawet skomplikowanych kołnierzy i obrzeży nie tylko na krótkich odcinkach rur, ale także, w szczególności na długich odcinkach rur, przy ekonomicznym nakładzie finansowym.

PL 200 911 B1

Sposób integralnego formowania kołnierza lub obrzeża na zakończeniu rury z blachy, w trakcie realizacji którego rurę poddaje się obwodowym naprężeniom zaciskającym wzdłuż jej wewnętrznej powierzchni w pobliżu jednego z jej końców, przy czym odcinek rury wystaje poza tą obwodowo zaciskaną i poddaną naprężeniom powierzchnie wewnętrzną, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że najpierw co najmniej jedną osiową część wystającego odcinka rury poddaje się gięciu na zewnątrz za pomocą oddziaływania naciskiem na tą osiową część obwodu powierzchni wewnętrznej aż do osiągnięcia żądanego kąta wygięcia, mierzonego w stosunku do osi rury, i że następnie za pomocą obracania rury po obwodzie wewnętrznej powierzchni, w której zachodzi gięcie, nadaje się całemu odcinkowi rury lub jej segmentów żądany kąta wygięcia.

W trakcie tego procesu zalecane jest, aby siłę przykładać od zewnątrz rury w miejscu gięcia, dla zapobieżenia wyginaniu zewnętrznej powierzchni rury w miejscu, gdzie zachodzi gięcie, przy czym korzystnie siłę nacisku przykłada się do obracającej się rury przy zmniejszonym tarciu w miejscu, gdzie zachodzi gięcie.

W przypadku tworzenia kołnierza wielokrotnie zgiętego proces kolejno wielokrotnie powtarza się.

Przedmiotem wynalazku jest także urządzenie do integralnego formowania kołnierza lub obrzeża na zakończeniu rury z blachy, które ma wprowadzaną do wnętrza rury tarczę rozprężną z cylindryczną obwodową powierzchnią zewnętrzną, o regulowanym ustawieniu od ustawienia spoczynkowego w pobliżu wewnętrznej powierzchni rury do ustawienia rozszerzonego z dociskiem tarciowym do wewnętrznej powierzchni rury, ma wał napędowy sztywno zamocowany do tarczy rozprężnej, oraz posiada silnik do obracania wału napędowego pomimo dużych oporów, które to urządzenie zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że ma szczękę gnącą wychylną pomiędzy położeniem spoczynkowym z przyleganiem do wewnętrznej powierzchni zginanego odcinka rury a położeniem roboczym po zakończeniu gięcia zginanego odcinka rury, z co najmniej częściowo cylindryczną powierzchnią stykową do styku ze zginanym odcinkiem rury, przy czym średnica cylindrycznej powierzchni stykowej jest mniejsza lub równa średnicy zginanego odcinka rury, a długość cylindrycznej powierzchni stykowej jest większa od długości tego odcinka rury.

W korzystnym wykonaniu urządzenie ma rolkę formującą, przemieszczalną pomiędzy położeniem spoczynkowym oddalonym od rury i położeniem roboczym z przyleganiem do zewnętrznej powierzchni rury przy krawędzi gięcia zginanego odcinka rury, przy czym ta rolka formująca jest zamontowana obrotowo w bloku montażowym, który jest sztywno zamocowany i stacjonarny w stosunku do osi rury.

Pożądane jest, aby tarcza rozprężna miała wiele sektorów przemieszczalnych za pomocą urządzenia rozszerzającego pomiędzy położeniem spoczynkowym i położeniem rozszerzonym tarczy rozprężnej.

Urządzenie rozszerzające może zawierać pogrubiony koniec pręta o skośnych powierzchniach bocznych, które rozchodzą się względem osi rury i współpracują z wewnętrznymi powierzchniami szczęk zaciskowych sektorów, przy czym tarcza rozprężna jest połączona z środkami ciągnącymi.

Urządzenie w takim wykonaniu może posiadać urządzenie sprężynowe do powrotnego przemieszczania sektorów z położenia roboczego do położenia spoczynkowego.

Tarcza rozprężna w korzystnym wykonaniu urządzenia zawiera zewnętrznie cylindryczny, a wewnę trznie stożkowy rozcię ty pierś cień zaciskowy oraz pł ytę dociskową ze stoż kową powierzchnią zewnętrzną przyległą do stożkowej powierzchni wewnętrznej pierścienia zaciskowego, która jest związana z prętem i środkami ciągnącymi, przy czym korzystnie jest aby rozcięcie pierścienia zaciskowego było skośne w stosunku do wzdłużnej osi tego pierścienia.

W jednym z wykonań urzą dzenia według wynalazku w co najmniej jednym miejscu powierzchni stykowej jest zamontowana co najmniej jedna rolka wsporcza w zagłębieniu powierzchni stykowej szczęki gnącej, przy czym rolka wsporcza nieznacznie wtedy wystaje poza powierzchnię stykową i jest zamontowana obrotowo na wałku równoległym do osi cylindrycznej powierzchni stykowej.

Zaleca się, aby szereg równoległych rolek wsporczych zostało osadzonych we wgłębieniach powierzchni stykowej szczęki gnącej, i aby były one i rozstawione względem siebie.

Szczęka gnąca może stanowić w pełni cylindryczną rolkę gnącą zamontowaną obrotowo na wale obrotowym, który przechodzi przez oś powierzchni cylindrycznej, a jej obsada powinna być przemieszczalna wychylnie pomiędzy położeniami roboczymi i spoczynkowymi wraz z rolkami gnącymi.

Rolki formujące w urządzeniu mogą posiadać na swoim zewnętrznym obwodzie wierzchołek który w przekroju poprzecznym jest ostry lub zaokrąglony, i przechodzi w powierzchnie ścięcia, które wyznaczają żądany kąt gięcia przy krawędzi kołnierza lub wyznaczają żądany kąt obrzeża.

PL 200 911 B1

Wychylne szczęki gnące i rolki formujące urządzenia wraz ze związanymi z nimi elementami montażowymi i napędowymi korzystnie stanowią integralny stabilny zespół roboczy, który jest obracalny wokół osi rury w stosunku do zespołu roboczego zawierającego rurę i tarczę rozprężną wraz z ich elementami montażowymi i napędowymi.

Wiele zespołów roboczych zawartych w urządzeniu według wynalazku w korzystnym wykonaniu rozmieszcza się wokół obwodu rur, przy czym są one odpowiednio przystosowane do realizacji jednego z procesów gięcia przy formowaniu kołnierza wielokrotnie giętego.

Zespoły te mogą być odpowiednio umieszczone na ruchomych sankach dla ich dostosowania do różnych średnic rur.

Korzystnie jest, jeśli zespół roboczy zawiera dwie płyty boczne sztywno ze sobą połączone przeciwległymi końcami za pomocą płyt pośrednich, przy czym pomiędzy płytami bocznymi znajduje się szeroka płyta sektorowa, po której obu stronach zwróconych w stronę płyt bocznych odpowiednio zamontowano obrotowo wiele rolek prowadzących, które biegną w hakowych rowkach prowadzących wykonanych w wewnętrznych powierzchniach obu płyt bocznych, a płyta sektorowa utrzymuje szczęki gnące zespołu roboczego.

Tak wykonana płyta sektorowa w przekroju poprzecznym równoległym do płyty bocznej może stanowić niekompletny wycinek kołowy z brakującym obszarem środkowym na przeciw kołowego haku a płaszczyzna przechodząca przez płytę sektorową, wyznaczona linią, przylega do szczęki gnącej.

Na cylindrycznej powierzchni takiej płyty sektorowej, w zakresie odpowiadającym hakowi, może znajdować się uzębienie zazębione z wałkiem zębatym napędzanym środkami napędowymi.

W korzystnym wykonaniu urządzenia według wynalazku może ono także stanowić zespół dwu urządzeń, zamontowanych na prowadnicach szynowych, przemieszczalnych w kierunku osi rury do obróbki obu końców rury oraz może ono także posiadać napęd do przemieszczania sprzężonych ze sobą urządzeń w kierunkach do i od przeciwległych końców rury.

Podstawową ideą sposobu według wynalazku jest wykorzystanie zalet liniowego sposobu gięcia do gięcia końców rur. Dlatego określa się go jako sposób gięcia kołowo-wychylnego.

Liniowy sposób gięcia nie nadaje się, oczywiście, do stosowania do okrągłych rur bez dokonania jego modyfikacji, ponieważ przy takich rurach muszą być wytwarzane nie prostoliniowe, lecz zakrzywione krawędzie ze zmiennymi promieniami, które powinny być uzyskiwane, o ile to możliwe, bez zmiany narzędzi. Zgodnie z przedmiotowym wynalazkiem skutek ten uzyskuje się przez obwodowe zaciskanie końca rury od wewnątrz, np. za pośrednictwem tarczy rozprężnej. Tarcza rozprężna ma, przed zaciskaniem, nieznacznie mniejszą średnicę niż średnica wewnętrzna rury. Po wsunięciu jej do rury, jest ona rozprężana tj. średnicę jej zwiększa się aż dociśnięcia jej zewnętrznego obwodu do wewnętrznej ścianki rury. Tarcza rozprężna, lub inne zastosowane do takiego zaciskania urządzenie, jest, korzystnie, związane z mocną osią napędową, dla wprawienia rury w ruch obrotowy. Silne zaciśnięcie końca rury jest więc jednocześnie wykorzystane do wprawienia rury w ruch obrotowy, przy czym naturalnie potrzebne są znacznie mniejsze prędkości obrotowe, niż wymagane przy metodzie „docisku. W każdym przypadku, należy wytworzyć wystarczająco duż e tarcie między wewnętrzną powierzchnią rury i urządzeniem zaciskającym, np. tarczą rozprężną, aby rura mogła być obracana pomimo oporu narzędzia gnącego.

W zasadzie, możliwe jest także utrzymywanie w po łożeniu stacjonarnym rury oraz elementów urządzenia z nią sztywno związanych, i obracanie wokół osi rury narzędzia gnącego oraz elementów urządzenia sztywno z nim związanych.

Gięcie wystającego fragmentu rury, w celu uformowania obrzeża lub kołnierza wokół obwodu obrabianego fragmentu rury, następuje w sposób ciągły podczas obrotu rury. Stosowana jest do tego wychylna szczęka gnąca, która w swoim położeniu spoczynkowym przylega do wewnętrznej powierzchni zakończenia rury. Jej osiowa rozpiętość powinna być przynajmniej trochę większa, niż przewidziany do gięcia odcinek zakończenia rury. Stanowi to gwarancję, że przeznaczony do gięcia segment odcinka rury przemieszcza się w całości a jego kształt pozostaje w przekroju nie zmieniony. Korzystnie, powierzchnia przylegania szczęki gnącej powinna mieć taki sam promień jak powierzchnia wewnętrzna rury, po to aby przewidziany do zaginania odcinek rury był z nią w styku na możliwie dużym obszarze. Zasadniczo jest możliwy także kształt cylindryczny powierzchni przylegania szczęki gnącej, z nieco mniejszym promieniem niż promień wewnętrzny rury. Ze względu na fakt, że w danym przypadku wychylna szczęka gnąca może giąć tylko jeden częściowy segment obwodu rury, rura musi być wprawiona w równomierny, wolny ruch obrotowy. Gdy rura obraca się, szczęka gnąca powoli wychyla

PL 200 911 B1 się do pozycji żądanego kąta gięcia. Sposób według wynalazku można zatem określić jako sposób gięcia kołowo-wychylnego.

W dalszym korzystnym wykonaniu wynalazku można dodatkowo wywierać nacisk na miejsce gięcia rury od jej strony zewnętrznej poprzez rolkę formującą, lub jej podobną, przy czym wierzchołek przekroju rolki formującej kończy się w miejscu gięcia zakończenia rury. Dlatego więc kształt krawędzi gięcia (ostry lub zaokrąglony) może zostać dosyć dokładnie określony. Kształt pozostałego przekroju rolki formującej określa maksymalny kąt gięcia formowanego profilu. Z uwagi na fakt, iż na rolkę formującą w procesie gięcia działają znaczne siły, warunkiem osiągnięcia gładkiej krawędzi gięcia jest sztywne zamocowanie i właściwe umiejscowienie rolki formującej. Korzystnie, rolka formująca i jej zamocowanie są połączone ze stacjonarnym zespołem z podobnie zamocowaną nieruchomą szczęką gnącą oraz środkami napędzającymi, co znacząco zwiększa stabilność urządzenia.

Przy mniejszych wymaganiach, stawianych co do dokładności formowania kołnierza lub obrzeża jest możliwe, przy względnie małej grubości ścianek rury, gięcie bez zastosowania rolki formującej. W tym przypadku zakrzywienie ścianki rury daje wystarczający opór gięcia. Niemożliwe jest przy tym jednak osiągnięcie ostrych krawędzi, a wraz ze wzrastającą grubością blachy wzrasta promień krawędzi zgięcia.

Przedmiotowy wynalazek zostanie bliżej objaśniony na podstawie przykładów jego wykonania, pokazanych na rysunku, na którym przedstawiono kolejne operacje realizacji sposobu według wynalazku, jak również korzystne przykłady wykonania urządzenia będącego przedmiotem wynalazku, przy czym na fig. 1 do 12 przedstawiono zgodne z przedmiotowym wynalazkiem kolejne operacje formowania kołnierza stożkowego na zakończeniu rury, fig. 13 przedstawia schematyczny widok z boku pierwszego wykonania urządzenia do realizacji sposobu według wynalazku, w pierwszym położeniu roboczym, fig. 14 przedstawia widok z boku urządzenia pokazanego na fig. 13 w drugim położeniu roboczym, fig. 15 przedstawia widok z boku urządzenia pokazanego na fig. 13 w trzecim położeniu roboczym, fig. 16 przedstawia schematyczny przekrój cząstkowy wzdłuż linii XVI-XVI na fig. 13, fig. 17 przedstawia schematyczny widok z przodu tarczy rozprężnej zastosowanej w urządzeniu według fig. 13 do 18, fig. 18 przedstawia schematyczny widok z przodu części pokazanych na fig. 17, fig. 19 przedstawia schematyczny widok z boku tarczy rozprężnej, rury i ich urządzenia napędzającego, fig. 20 przedstawia przekrój poprzeczny części elementów z fig. 19 w powiększeniu, fig. 21 i 22 przedstawiają w przekroju osiowym i w schematycznym widoku z boku inne wykonanie tarczy rozprężnej, fig. 23 i 24 przedstawiają schematyczne widoki z boku rury, tarczy rozprężnej, szczęki gnącej i rolki formującej przy różnych pozycjach szczęki gnącej, fig. 25 do 29 przedstawiają schematyczny częściowy widok z boku tarczy rozprężnej i szczęki gnącej w różnych pozycjach gięcia z różnymi przekrojami rolki formujące względnie bez rolki formującej, fig. 30 i 31 przedstawiają częściowo wyrwany schematyczny widok ukośny części urządzenia będącego przedmiotem wynalazku z rurą, tarczą rozprężną, rolką formującą i szczęką gnącą w położeniu spoczynkowym, względnie w położeniu gięcia szczęki gnącej, fig. 32 przedstawia częściowy widok ukośny bez rury i rolki formującej odpowiadający fig. 30, fig. 33 do 35 przedstawiają odpowiadające fig. 32 trzy różne przykłady wykonania elementów szczęki gnącej, a fig. 36 przedstawia schematyczny widok z boku wykonania z dwoma urządzeniami, pracującymi jednocześnie na obu końcach rury, według przedmiotowego wynalazku.

Kolejne etapy formowania kołnierza stożkowego na zakończeniu rury, zgodne z przedmiotowym wynalazkiem, pokazano na fig. 1-12. Na fig. 1 przedstawiono, w celu uproszczenia, urwany, częściowy przekrój nieobrobionej rury 12 o kołowym przekroju poprzecznym, z zakończeniem 10 skierowanym w prawo. Na fig. 2 pokazano stan końca rury po pierwszym etapie obróbki. Zakończenie 10 rury 12 zostało wygięte na zewnątrz o 150° w stosunku do kierunku 16 osi rury 12 wokół zaokrąglonej krawędzi wygięcia 14. Fig. 3 pokazuje stan rury 12 po przeprowadzeniu drugiego etapu gięcia kołowowychylnego, przy którym drugi fragment rury 18, graniczący z pierwszym fragmentem rury, tj. zakończeniem 10, wygięto na zewnątrz wokół ostrej krawędzi 20, przykładowo o kąt prosty w stosunku do kierunku osi 16. Powstał kołnierz stożkowy uformowany integralnie z graniczących ze sobą fragmentów rury 10 i 18.

Na fig. 4 do 12 pokazano schematycznie sposób pracy urządzenia przy realizacji sposobu będącego przedmiotem wynalazku. Na rysunku te same numery odnośników odnoszą się do tych samych elementów.

Pokazana na fig. 4 rura 12 znajduje się w stanie przed jej zaciskaniem wraz z tarczą rozprężną 22, która znajduje się w stanie nienaprężonym, w położeniu spoczynkowym, przy czym tarcza rozprężna 22 jest sztywno zamocowana na wale napędowym 24, wprawianym w ruch obrotowy pod wpływem

PL 200 911 B1 wywieranej siły. Pierwsza szczęka gnąca 26, przeznaczona do wyginania pierwszego fragmentu rury (zakończenia 10) o 150° w położenie pokazanym na fig. 2, jest przedstawiona na fig. 4 częściowo w wyrwaniu, w położeniu spoczynkowym, przed procesem wyginania. Należy wziąć pod uwagę, że na fig. 1 do 3, w przeciwieństwie do fig. 4 do 12, przedstawiono odbicia lustrzane rury, obrócone o 180°, prostopadle do osi 28 rury 12. Druga szczęka gnąca 30 jest obrócona w stosunku do pierwszej szczęki 26 o 180° wokół osi 28, i pokazana również w swoim położeniu spoczynkowym, przed procesem wyginania. Druga szczęka gnąca 30 służy do gięcia do położenia pokazanego na fig. 3 drugiego fragmentu rury 18 o 90° w stosunku do kierunku osi 28. Na fig. 4 są przedstawione w swoich położeniach spoczynkowych pierwsza rolka formująca 32 i druga rolka formująca 34, oddalone od rury 12. Pierwsza rolka formująca 32 ma przekrój poprzeczny z zaokrąglonym wierzchołkiem 36. Powierzchnie ścięcia 40 tej rolki formującej tworzą kąt 30°. Druga rolka formująca 34 jest obrócona o 180° wokół osi 28 w stosunku do pierwszej rolki formującej i znajduje się także w swoim położeniu spoczynkowym, oddalona od rury 12. Jej przekrój posiada ostrą krawędź 38, a powierzchnie ścięcia 42, przy tej krawędzi, tworzą kąt prosty. Przedstawione tu położenie części roboczych urządzenia odpowiada położeniu startowemu procesu.

Na fig. 5 pokazano następną operację, w której tarczę rozprężną wprowadza się do rury i, zgodnie ze strzałkami 44, rozpręża we wnętrzu rury. Razem z tarczą rozprężną 22 zostały wprowadzone do zakończenia 10 rury 12 szczęki gnące 26 i 30, jednakże obydwie te szczęki znajdują się jeszcze w położeniu spoczynkowym względem swojego wychylania przy wyginaniu końca rury. Również obydwie rolki formujące 32 i 34 znajdują się jeszcze w położeniu spoczynkowym, podobnie jak w położeniu z fig. 4. Jednocześnie wał napędowy 24 wprawia się w ruch obrotowy, zgodnie z kierunkiem wskazanym strzałką 46 tak, że tarcza rozprężna 22 obraca się razem z rurą 12, podczas gdy szczęki gnące 26 i 30 jak również rolki formujące 32 i 34 pozostają nieruchome względem osi 28 rury 12. Opór tarcia między cylindryczną powierzchnią zewnętrzną 48 tarczy rozprężnej 22 i wewnętrzną powierzchnią rury 12, na skutek rozprężenia tarczy rozprężnej 22 w jej położeniu roboczym z fig. 5 jest tak duży, że rura 12, ze względu na tak duży opór, obraca się razem z tarczą rozprężną 22.

Następny etap procesu obróbki jest przedstawiony na fig. 6, na której pokazano, jak pierwsza rolka formująca 32 przemieszcza się zgodnie ze strzałką 50 wzdłuż osi przesuwu 52 w swoją pozycję pracy, mocno przylegając do zewnętrznej powierzchni rury 12.

Zgodnie z fig. 7 pierwsza szczęka gnąca 26 wychyla się zgodnie ze strzałką 54 ze swojego położenia spoczynkowego (fig. 6) w swoje położenie robocze (fig. 7) o kąt 150°, wokół osi prostopadłej do płaszczyzny rysunku, przy czym pierwszy wystający poza tarczę rozprężną fragment rury 10 wygina się na zewnątrz na pierwszej rolce formującej 32 o kąt 150°. Ze względu na fakt, iż wał napędowy 24 i tarcza rozprężna 22 jednocześnie obracają się z zaciśniętą rurą 12 wokół osi 28, już po niewielu obrotach tych części wokół osi 28, fragment rury 10 zostaje wygięty na zewnątrz o 150° wokół krawędzi 14. Dzięki obrotowemu zamontowaniu rolki formującej 32 istotnie zmniejsza się opór tarcia występujący w miejscu wyginania rury.

Następnie, jak pokazano na fig. 8, pierwsza rolka formująca 32 oddala się od rury 12, wzdłuż osi przesuwu 52 zgodnie ze strzałką 52, z jej położenia roboczego do położenia spoczynkowego, a jednocześnie pierwsza szczęka gnąca 26 odchyla się ze swego położenia roboczego, zgodnie ze strzałką 58, w swoje położenie spoczynkowe.

W następnym etapie pracy, pokazanym na fig. 9, druga rolka formująca przesuwa się wzdłuż osi przesuwu 60, zgodnie ze strzałką 62, z położenia spoczynkowego w położenie robocze, z mocnym przyleganiem do zewnętrznej powierzchni rury 12. Wszystkie etapy pracy zachodzą w czasie, gdy wał napędowy 24, tarcza rozprężna 22 i rura 12 obracają się wokół osi 28, a pierwsza szczęka gnąca 26, druga szczęka gnąca 30, jak również obydwie rolki formujące 32 i 34 pozostają nieruchome. Korzystnie, zarówno obracające się części, jak i nie obracające się części, tworzą odpowiednio stabilne zespoły robocze. W obrębie stacjonarnego zespołu roboczego musi naturalnie być zagwarantowana możliwość przemieszczenia się pojedynczych części, w danym czasie, z położenia spoczynkowego w położenie robocze. Z drugiej strony, jest naturalnie także możliwe utrzymanie w położeniu stacjonarnym zespołu roboczego składającego się z wału napędowego 24, tarczy rozprężnej 22 i rury 12, i obracanie wokół osi 28 zespołu roboczego składającego się ze szczęk gnących i rolek formujących.

W kolejnym etapie pracy, pokazanym na fig. 10, druga szczęka gnąca 30 wychyla się, zgodnie ze strzałką 64, ze swojego położenia spoczynkowego w położenie robocze, przez co drugi, wystający poza tarczę rozprężną 22, fragment rury 18 wygina się o 90° na zewnątrz, z ostrą krawędzią gięcia 20 i z kątem 90° odpowiadającym przekrojowi zakończenia drugiej rolki formującej 34. Całkowite wygięPL 200 911 B1 cie drugiego fragmentu rury 18 na zewnątrz rury 12 zostaje osiągnięte wtedy, gdy obracające się części 24, 22 i 12 wykonają kilka obrotów wokół osi 28 rury 12.

W następnym etapie pracy, zgodnie z fig. 11, druga rolka formująca 34 odsuwa się od rury 12 wzdłuż osi przesuwu 60, zgodnie ze strzałką 66, w swoje położenie spoczynkowe, a druga szczęka gnąca 30 z powrotem wychyla się, zgodnie ze strzałką 68, w swoje położenie spoczynkowe.

Dzięki temu, można ponownie wprowadzić wszystkie elementy w położenie wyjściowe, przedstawione na fig. 4. Zatem, w końcowym etapie obróbki, wszystkie części urządzenia znajdują się znowu w położeniu wyjściowym, zgodnie z fig. 12, takim jak na fig. 4, przy czym w rezultacie realizacji sposobu będącego przedmiotem wynalazku, otrzymano integralny kołnierz, uformowany na końcu rury 12 z fragmentów rury 10 i 18.

Na fig. 13 do 16 przedstawiono schematycznie korzystne wykonanie urządzenia według wynalazku do realizacji procesu będącego przedmiotem wynalazku, z uwidocznionymi istotnymi dla wynalazku częściami urządzenia. Dla lepszej przejrzystości, pominięte zostały pojedyncze elementy, przykładowo rury 12, tarczy rozprężnej 22, wału napędowego 24 i szczęki gnącej 26. Dalej należy zauważyć, że w przedstawionym urządzeniu pokazane są - tylko jedna szczęka gnąca 26 i jedna rolka formująca 32, co odpowiada jednemu procesowi gięcia wystającego fragmentu rury 10. Oczywiście można przewidzieć także dalsze szczęki gnące i rolki formujące wokół osi 28, nie pokazane na rysunku. Ich szczegółowy opis można pominąć, ponieważ funkcjonują one w taki sam sposób, jak części przedstawione na fig. 13 do 16. Jeżeli odrębny zespół roboczy, złożony ze szczęki gnącej i rolki formującej, jest przeznaczony dla każdej krawędzi zginanej, wówczas urządzenie ma tą zaletę, że dla poszczególnych etapów procesu formowania nie istnieje potrzeba zmiany narzędzi roboczych. To, że zespoły robocze mogą pracować sekwencyjnie, bez wzajemnych zakłóceń jest szczególnie ważne przy masowej produkcji.

Każdy zespół roboczy, zawierający jedną szczękę gnącą 26 i jedną rolkę formującą 32 jest odpowiednio zamontowany na sankach przesuwnych 70, przy czym na jednej płycie podstawowej 72 można zamontować promieniowo także wiele sanek. W ten sposób pojedyncze zespoły można łatwo dopasować do średnicy obrabianej rury. Każde sanki 70 mogą być przemieszczane za pomocą długiej śruby 78, obracanej poprzez napęd 76, wzdłuż dwóch równoległych prowadnic 71, w kierunku oznaczonym dwustronną strzałką 74.

Na sankach 70 umieszczone są dwie rozstawione, równoległe płyty boczne 80 (fig. 16), które są ze sobą sztywno związane za pomocą płyt pośrednich 82, tworząc ramę. Między płytami bocznymi 80 znajduje się ślizgowo przemieszczalna wzdłuż wewnętrznych powierzchni płyt bocznych 80, szeroka płyta sektorowa 84, ukształtowana, w przybliżeniu, w postaci wycinka koła lub cylindra, do której za pośrednictwem śrub 86 jest zamocowana szczęka gnąca 26. Płyta sektorowa 84 stanowi, w widocznym na fig. 13 przekroju równoległym do płyt bocznych 80, niepełny sektor kołowy, któremu brakuje obszaru środkowego, leżącego naprzeciwko łuku kołowego 88, ponieważ środek sektora kołowego musi pozostać wolny, ze względu na proces wyginania fragmentu rury 10. Proste 90 i 92, przystające do łuku kołowego 88 przecinają się, nie dochodząc do punktu środkowego łuku kołowego 88. Szczęka gnąca 26 jest umocowana za pomocą śrub do płyty sektorowej 84, w płaszczyźnie przekroju płyty sektorowej 84, odpowiadającej na rysunku prostej 92.

Należy zauważyć, że na fig. 16, w przeciwieństwie do fig. 13 do 15, są pokazane tylko te części, które są niezbędne do wychylenia szczęki gnącej 26.

Prowadzenie płyty sektorowej 84 wraz ze szczęką gnącą 26, podczas wychylenia realizowane jest poprzez rolki prowadzące 94, które toczą się w rowkach prowadzących 96 o kształcie haku kołowego, wykonanych w płytach bocznych 80. Rolki prowadzące 94 wystają z obydwu stron płyty sektorowej 84 i są obustronnie prowadzone w rowkach prowadzących. Na obwodowej cylindrycznej powierzchni płyty sektorowej 84 odpowiadającej łukowi kołowemu 88 w przekroju płyty sektorowej 84 znajduje się uzębienie 98, które zazębia się z napędzającym wałkiem zębatym 102 napędzanym przez napęd 100. Płyta sektorowa 84 może zatem być wychylana z położenia spoczynkowego szczęki gnącej 26, jak pokazano na fig. 13 i 14, w położenie robocze szczęki gnącej 26, odpowiadające położeniu według fig. 15. Kąt wychylenia płyty sektorowej 84 może przy tym być dowolnie wybrany i w przedmiotowym przypadku odpowiada kątowi między powierzchniami ścięcia przekroju rolki formującej 32.

Na fig. 13 do 15 ponadto pokazano, że rolka formująca 32, która może się obracać wokół swojej osi środkowej 105, jest zamontowana w bloku montażowym 104 w kształcie widełek, który jest przemieszczalny ze swojego położenia spoczynkowego z fig. 13 w położenie robocze z fig. 14, w kierunku wskazanym dwustronną strzałką 50, 56. Do przemieszczenia bloku montażowego 104 służy wałek

PL 200 911 B1 gwintowany 106 napędzany silnikiem 108. Jest ważne, aby blok montażowy z rolką formującą w pozycji roboczej, zgodnie z fig. 14 i 15, był sztywno, i w sposób umożliwiający przenoszenie wysokich obciążeń, związany z zespołem roboczym, składającym się ze szczęki gnącej, rolki formującej i przynależnych do nich innych części.

W położeniach roboczych pokazanych na fig. 13 do 15 tarcza rozprężna 22 jest wprowadzana w koniec rury przez przesunięcie rury 12, podczas, gdy znajduje się ona w stanie nie rozprężonym, tj. w położeniu spoczynkowym, jak opisano powyżej. Następnie tarcza rozprężna 22, jak szczegółowo opisano poniżej, jest rozprężana do swojego położenia roboczego i obwodowo zaciska rurę 12 od wewnątrz. Przy tym wystający fragment rury 10, który ma zostać wygięty, wystaje poza cylindryczną zewnętrzną powierzchnię tarczy rozprężnej 22. Przed nasunięciem rury 12 na tarczę rozprężną 22, zespół składający się ze szczęki gnącej, rolki formującej oraz części i urządzeń napędowych z nimi związanych, jest ustawiany za pośrednictwem sanek 70 przesuwających się w kierunku strzałki 74, w stosunku do stacjonarnej płyty podstawowej 72, dla dopasowania go do danej średnicy rury 12. Na fig. 13 do 15 jest przedstawiony tylko jeden tego rodzaju zespół roboczy. Dalsze zespoły mogą być umieszczone na płycie podstawowej 72 promieniowo względem osi 28 rury, przeważnie z podwójnymi prowadnicami sanek, tak, że mogą być one kolejno włączane do obróbki rury w przypadku formowania z tej rury skomplikowanego kołnierza. Do każdych sanek jest przy tym przewidziany napęd 76 z długą śrubą 78, z gwintowaną tuleją 110 przemieszczaną na długiej śrubie 78 i z uchwytem 112 połączonym z sankami, przy czym uchwyt 112 jest przesuwny promieniowo względem osi 28, w wycięciu 114 płyty podstawowej 72.

Poniżej, na podstawie fig. 17 do 20, opisano szczegółowo ukształtowanie i sposób działania tarczy rozprężnej. Z uwagi na fakt, że zadanie tarczy rozprężnej 22 polega na tym, żeby zapobiegać deformacjom lub zmianom kształtu we wnętrzu rury, jest ważne możliwie pełne przyleganie jej cylindrycznej powierzchni obwodowej 116 do ściany rury. Przedstawiona tu, w korzystnym wykonaniu, tarcza rozprężna jest w tym celu podzielona na większą ilość sektorów, w przedstawionym przykładzie wykonania na sześć sektorów 118. Tarcza rozprężna jest rozprężana, z wewnętrznego położenia spoczynkowego, przedstawionego po lewej stronie fig. 17 i 18, w zewnętrzne położenie robocze, przedstawione z prawej strony rysunku na fig. 17 i 18, z rozprężnym przyleganiem do wewnętrznej powierzchni rury, za pomocą napędu osiowego, przykładowo w postaci siłownika hydraulicznego 124, przemieszczającego osiowo pręt 122 zaopatrzony w pogrubiony koniec 120. Liczba sektorów może być dowolna. Zaletą większej liczby sektorów jest to, że szczeliny 126 między sektorami 118, które powstają przy rozprężaniu tarczy rozprężnej, będą wtedy mniejsze, a ścianki rury 12 nawet, jeśli są one bardzo cienkie, nie ulegają odkształceniom. Sektory 118 mają kształt pierścieni kołowych zakończonych w określonej odległości od osi 28 wewnętrzną powierzchnią cylindryczną 128. Promieniowa szerokość sektorów 118 może być dowolnie dobrana, dla dopasowania, w danym przypadku, średnicy tarczy rozprężnej do średnicy rury 12. Dopasowanie takie może być wykonane najprościej, przez wymianę sektorów 118. Wewnętrzne powierzchnie 128 sektorów 118 przylegają do cylindrycznych zewnętrznych powierzchni 130 szczęk zaciskowych 132 w kształcie kołowych sektorów pierścieniowych. Sektory 118 są przymocowane do szczęk zaciskowych 132 za pomocą promieniowych śrub 142. Szczęki zaciskowe 132 mają ukośną wewnętrzną powierzchnię czołową 134, nachyloną w stosunku do osi 28, która z kolei przylega do powierzchni bocznej 136 pogrubionego końca 120 pręta 122. W przedstawionym przykładzie wykonania, pogrubiony koniec 120 pręta 122 ma przekrój sześciokątny, tak, że na każdą z sześciu szczęk zaciskowych 132 jest przewidziana jedna jego płaszczyzna boczna.

Do obracania tarczy rozprężnej 22 i rury 12, zastosowano główny wał napędowy 24 rozwiercony poosiowo, przy czym przez uzyskany kanał przechodzi pręt 122. Po uruchomieniu siłownika hydraulicznego 124 pręt 122 można przesunąć z położenia spoczynkowego 138, przedstawionego w dolnej połowie na rysunku fig. 19, do położenia roboczego 140, pokazanego w górnej połowie na rysunku fig. 19. Tym samym sektory 118 przemieszczane są z położenia spoczynkowego, przedstawionego po lewej stronie rysunku - fig. 17 i 18, w którym znajdują się w niewielkiej odległości od wewnętrznej powierzchni rury 12, w położenie robocze, przedstawione po prawej stronie rysunku - fig. 17 i 18, w którym znajdują się w stanie docisku do wewnętrznej powierzchni rury 12. Przemieszczenie takie zachodzi dzięki odpowiedniemu przesunięciu szczęk zaciskowych 132.

Wał napędowy 24 przechodzi przez wycięcie 144 płyty podstawowej 72 wspólnej dla całego urządzenia, jest zamontowany obrotowo, w sposób znany przeciętnemu specjaliście, i wprawiany w ruch obrotowy za pomocą silnika 146 z przekładnią 148 typową dla wału rurowego. Przeciwny koniec wału napędowego 24 jest zakończony grzybkową głowicą 150 z płaską powierzchnią czołową 152,

PL 200 911 B1 do której przylegają płaskie, promieniowo przesuwne, powierzchnie ślizgowe 154 szczęk zaciskowych 132. Powierzchnie ślizgowe 156 szczęk zaciskowych 132, usytuowane naprzeciwko powierzchni ślizgowych 154, przylegają ślizgowo do powierzchni wewnętrznej oporowej tarczy 158, która jest przymocowana za pomocą śrub 160 do grzybkowej głowicy 150. Śruby 160 przechodzą z luzem przez przelotowe otwory 169 w szczękach zaciskowych 132, które umożliwiają niezbędne, nieznaczne promieniowe przemieszczenia szczęk zaciskowych 132.

Śruby 160 są prowadzone w tulejkach dystansowych 162, które razem z otworami 169 szczęk zaciskowych 132 gwarantują liniowe i promieniowe prowadzenie szczęk zaciskowych 132.

Siłownik hydrauliczny 124, przemieszczający pręt 122, jest osiowo podparty w przekładni wału rurowego. Duża siła od siłownika hydraulicznego 124 jest jeszcze wzmacniana, zależnie od potrzeby, poprzez ukosowanie pogrubionego końca 120 pręta 122 względem osi 28. W taki sposób wytwarzana jest potrzebna duża siła rozprężająca, która wytwarza wystarczającą siłę tarcia między tarczą rozprężną 22 i ścianką rury do obracania rury pomimo oporu narzędzi gnących (szczęka gnąca 26 i rolka formująca 32). Oczywiście ukos pogrubionego końca 120 może być także skierowany odwrotnie, tj. może zmniejszać się w prawo na fig. 19, gdy pręt pracuje inaczej, tj. jest popychany a nie wciągany.

Ruch powrotny szczęk zaciskowych 132 przy luzowaniu tarczy rozprężnej 22 do jej położenia spoczynkowego może odbywać się w prosty sposób, za pomocą (nie przedstawionych na rysunku) sprężyn, które są umieszczone w poszczególnych szczękach zaciskowych lub poprzez obwodowo zamkniętą sprężynę naciągową bez końca umieszczoną na obwodzie zewnętrznym szczęk zaciskowych (również nie przedstawioną), która jest wpuszczona w (nie przedstawiony na rysunku) rowek.

Alternatywnie, wał napędowy, w wykonaniu przedstawionym na fig. 20, może być zamontowany za pomocą poprzecznego łożyska kulkowego 164, którego powierzchnia zewnętrzna (lub wewnętrzna) ma uzębienie. Silnik 146 będzie w takim przypadku umieszczony obok łożyska kulkowego 164. Koło zębate 168 na wale wyjściowym 170 silnika 146 zazębia się z uzębieniem łożyska kulkowego 164 i napędza wał napędowy 24. Naturalnie możliwe są jeszcze inne, znane specjalistom, rodzaje zamontowania wału napędowego.

Inne korzystne wykonanie tarczy rozprężnej 22 i jej napędu jest przedstawione na fig. 21 i 22. W tym wykonaniu tarcza rozprężna 22 ma umieszczony na obwodzie pierścień zaciskowy 174 z cylindryczną powierzchnią obwodową 116 i stożkową powierzchnią wewnętrzną 176, rozdzielony skośnym rozcięciem 172. Do stożkowej powierzchni wewnętrznej 176 przylega powierzchnia zewnętrzna 178 płyty dociskowej 180, która za pośrednictwem gwintowanego sworznia 182 i nakrętek 184 jest przymocowana do pogrubionego końca 186 pręta 122. Poprzez przesunięcie pręta 122, w kierunku dwustronnej strzałki 188, między przedstawionym w górnej połowie rysunku - fig. 21 położeniem spoczynkowym i przedstawionym w dolnej połowie rysunku - fig. 21, rozprężonym położeniem roboczym, pierścień zaciskowy 174 obciąża się (lub odciąża) dowolną żądaną siłą. Możliwe byłoby także wykonanie rozcięcia 172 pierścienia 174 w kierunku poosiowym, równolegle do osi 28. Ukośne ustawienie rozcięcia 172 powoduje, że rozwierająca się przy dociskaniu szczelina nie stanowi luki przy dociskaniu ścianek rury, co stanowiłoby groźbę odkształcania się ścianki rury w tym miejscu. Zwolnienie pierścienia zaciskowego 174 przy odciążaniu następuje w tym przypadku poprzez działanie sprężyste samego pierścienia zaciskowego. W razie potrzeby, działanie to można wzmocnić za pomocą (nie przedstawionej na rysunku), przebiegającej w rowku pierścienia zaciskowego 174 sprężyny naciągowej bez końca.

Jest oczywiste, że grubość blachy, z której wykonana jest rura, czy zmiana materiału tarczy rozprężnej 22 nie mają wpływu na żądany kształt kołnierza. Koniec rury 10, 18 jest, odpowiednio, tak daleko nasuwany na tarczę rozprężną 22, aby wystarczyło materiału do ukształtowania żądanego kołnierza.

Na kolejnych fig. 23 do 35 przedstawione są korzystne postacie wykonania szczęki gnącej 26 i rolki formującej 32 wraz z odkształcanym odcinkiem rury 12, jak również z częściowo pokazaną tarczą rozprężną 22, w ich ustawieniu roboczym.

Na fig. 23 i 24 pokazano pierwsze wykonanie tych części, przy czym rolka formująca 32, przemieszczana w sposób przedstawiony powyżej, jest dociskana do zewnętrznej powierzchni rury 12. Wychylna szczęka gnąca 26 przylega w położeniu roboczym, od wewnątrz, do przeznaczonego do wyginania fragmentu rury 10 wystającego poza tarczę rozprężną 22, przy czym ścianka rury 12 jest zaciśnięta i przytrzymywana pomiędzy tarczą rozprężną 22 i rolką formującą 32. Wierzchołek 36 przekroju poprzecznego rolki formującej 32 kończy się w miejscu, gdzie wystający fragment rury 10 ma być wyginany. Kształt krawędzi gięcia jest określony przez kształt rolki formującej 32.

PL 200 911 B1

Wychylna szczęka gnąca 26 przylega w swoim położeniu spoczynkowym, zgodnie z fig. 23, do wewnętrznej powierzchni fragmentu rury 10. Jej rozpiętość poosiowa powinna przynajmniej być trochę większa, niż poosiowa długość przeznaczonego do wyginania fragmentu rury 10. Dzięki temu jest zagwarantowane, że przeznaczony do wyginania fragment rury będzie przemieszczony jako całość, a jego kształt w przekroju nie ulegnie deformacji. Podobnie, cylindryczna powierzchnia stykowa 190 szczęki gnącej 26 powinna mieć taki sam promień, jak wewnętrzna powierzchnia rury 12, aby uzyskać możliwie duży obszar styku tych powierzchni.

Ze względu na to, że wychylna szczęka gnąca 26 może jednorazowo wyginać tylko część całego obszaru obwodowego rury 12, rura 12 musi być wprawiona w równomierny powolny ruch obrotowy. Kiedy rura 12 obraca się, szczęka gnąca 26 jest powoli wychylana do pozycji żądanego kąta wyginania (fig. 24). W tym położeniu roboczym szczęka gnąca 26 pozostaje do zakończenia tego kolejnego pełnego obrotu rury 12 wokół osi 28, który kończy wyginanie fragmentu rury 10. Aby rura 12 po uformowaniu kołnierza lub obrzeża mogła być zdjęta z tarczy rozprężnej 22, rolka formująca z blokiem montażowym 104 musi zostać odsunięta w położenie spoczynkowe wystarczająco oddalone od rury.

Dalsze wyginanie prowadzone jest w sposób wyżej opisany, przez następny zespół roboczy, który jest ustawiony na inny kąt wyginania.

Dla dogodniejszego wprowadzenia tarczy rozprężnej 22 w koniec rury 10, cylindryczna powierzchnia zewnętrzna 48 tarczy rozprężnej 22, od strony wprowadzania, może posiadać ścięcie 192.

Na fig. 25 do 28 przedstawiono różne wykonania rolki formującej 32, względnie 34, z ostrym wierzchołkiem 36, względnie z prostokątnym wierzchołkiem 38. Wierzchołek 36 służy do wyginania fragmentu rury 10 o 150°, podczas gdy wierzchołek 38 służy do wyginania fragmentu rury o 90°.

Na fig. 29 schematycznie pokazano, jak można realizować wyginanie, przy mniejszych wymaganiach odnośnie dokładności formowania kołnierza lub obrzeży rury, bez rolki formującej, tylko za pomocą tarczy rozprężnej 22 i szczęki gnącej 26.

Na fig. 30 i 31 pokazano udoskonaloną szczękę gnącą 26, z obejmującą prawie pół obwodu cylindryczna powierzchnia stykowa 190, w położeniu spoczynkowym (fig. 30) i w położeniu roboczym (fig. 31).

Fig. 32 pokazuje, w nieco powiększonej skali, fragment trochę inaczej ukształtowanej szczęki gnącej 26 z mniej zakrzywioną powierzchnią stykową 190, umocowanej za pomocą śrub 86 do (tylko częściowo przedstawionej na rysunku), wychylnej płyty sektorowej 84. Powierzchnia stykowa 190 przylega z całą siłą tarcia do wewnętrznej powierzchni (tu nie przedstawionej) rury. Na kolejnych figurach rysunku przedstawiono kilka korzystnych postaci wykonania szczęki gnącej 26 (z fig. 32), jednakże ze zmniejszonym tarciem między powierzchnią stykową 190 i powierzchnią wewnętrzną rury. W idealnym wykonaniu promień roboczy powierzchni stykowej 190 szczęki gnącej 26 powinien odpowiadać średnicy wewnętrznej rury. Promień powierzchni stykowej 190, bez szczególnie szkodliwych następstw, może także być mniejszy niż promień wewnętrzny rury. Dlatego możliwa jest obróbka wielu średnic rur tą samą szczęką gnącą. Dla istotnego zmniejszenia tarcia i oporów, w korpusie szczęki gnącej 26, w miejscu maksymalnego tarcia, tj. w środku powierzchni stykowej 190, może być zastosowana łożyskowana tocznie rolka wsporcza 194, której oś obrotu 196 przebiega równolegle do powierzchni stykowej 190 i której powierzchnia obwodowa 198 wystaje nieznacznie ponad powierzchnię stykową 190. Wyginany fragment rury 10 opiera się wówczas na powierzchni obwodowej 198 rolki wsporczej 194 praktycznie bez tarcia.

Ponadto można udoskonalić szczękę gnącą 26 poprzez zastosowanie całego szeregu rolek wsporczych 194 (patrz fig. 34). W przykładzie wykonania, przedstawionym na fig. 34, przewidziano pięć zamontowanych szeregowo rolek wsporczych 194. Pozostała część powierzchni stykowej 190 między rolkami wsporczymi 194 zapobiega nierównomiernemu wchodzeniu ścianki rury 12 pomiędzy rolki wsporcze 194, co prowadziłoby do tworzenia się fal i rozstępów.

Minimalne tarcie między szczęką gnącą i wewnętrzną powierzchnią rury 12 osiąga się wtedy, jeżeli szczęka gnąca 26, zgodnie z fig. 35, ma kształt kompletnego cylindra z cylindryczną powierzchnią stykową 190, przy czym cała cylindryczna szczęka gnąca 26, obrotowo zamontowana na wale obrotowym 200, jest łożyskowana na płycie sektorowej 84. W takim przypadku występuje najmniejsze tarcie, ale ponieważ przeważnie brak jest miejsca na cylindryczną szczękę gnącą 26 o dużej średnicy, trzeba pogodzić się ze szkodliwymi następstwami takimi, jak tworzenie się fal, jak również rozstępów ścianki rury. Te szkodliwe następstwa są mniejsze przy większych grubościach ścianki rury tak, że przy grubości blachy (z której wykonana jest rura) powyżej 1,5 mm, można stosować „rolkę gnącą zamiast szczęki gnącej 26.

PL 200 911 B1

Całe urządzenie, będące przedmiotem wynalazku, do realizacji procesu wyginania wychylnokołowego wg wynalazku, może być zastosowane alternatywnie: zarówno przy poziomym położeniu osi rury, jak i przy pionowym położeniu osi rury, przy czym poziome położenie jest zalecane dla prostych długich rur, a pionowe położenie dla krótkich elementów rurowych.

W celu racjonalnego wykonywania prostych rur z uformowanym koł nierzem na obydwu koń cach, dwa urządzenia 204 do wychylno-kołowego wyginania, zgodnie z przedmiotowym wynalazkiem, umieszcza się na wspólnych prowadnicach szynowych 202 i przemieszcza się wzdłuż tych prowadnic, zgodnie z kierunkiem oznaczonym podwójną strzałką 206, tak, że schematycznie pokazane tarcze rozprężne 22 i szczęki gnące 26 ustawiają się naprzeciwko siebie. Każde urządzenie 204 może być przemieszczane niezależnie, za pomocą odrębnego napędzanego gwintowanego trzpienia 208 po prowadnicach szynowych 202.

Dla wprowadzenia rury 12, urządzenia 204 odsuwa się, aż rura 12 zmieści się pomiędzy tarczami rozprężnymi 22. Po dosunięciu urządzeń 204, tarcze rozprężne 22 wprowadza się do końców rury, aż do zderzaków ustawionych na obrabianą długość rury. Obie tarcze rozprężne 22 zaciska się w położenie robocze i proces obróbki prowadzi się jednocześnie po obu stronach. Dla wyjęcia rury 12 urządzenia 204 muszą znowu zostać odsunięte.

Claims (22)

1. Sposób integralnego formowania kołnierza lub obrzeża na zakończeniu rury z blachy, w którym rurę poddaje się obwodowym naprężeniom zaciskającym wzdłuż jej wewnętrznej powierzchni w pobliżu jednego z jej końców, przy czym odcinek tej rury wystaje poza tą obwodowo zaciskaną i poddaną naprężeniom powierzchnię wewnętrzną, znamienny tym, że najpierw co najmniej jedną osiową część wystającego odcinka rury poddaje się gięciu na zewnątrz za pomocą oddziaływania naciskiem na tą osiową część obwodu powierzchni wewnętrznej aż do osiągnięcia żądanego kąta wygięcia, mierzonego w stosunku do osi rury, a następnie za pomocą obracania rury (12) po obwodzie wewnętrznej powierzchni, w której zachodzi gięcie, nadaje się całemu odcinkowi rury lub jej segmentów żądany kąta wygięcia.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przykłada się siłę od zewnątrz rury w miejscu gięcia, zapobiegając wyginaniu zewnętrznej powierzchni rury w miejscu, gdzie zachodzi gięcie.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że siłę nacisku przykłada się do obracającej się rury przy zmniejszonym tarciu w miejscu, gdzie zachodzi gięcie.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dla utworzenia kołnierza wielokrotnie zgiętego proces kolejno wielokrotnie powtarza się.

5. Urządzenie do integralnego formowania kołnierza lub obrzeża na zakończeniu rury z blachy, posiadające tarczę rozprężną z cylindryczną obwodową powierzchnią zewnętrzną (48), wprowadzaną do wnętrza rury (12), o regulowanym ustawieniu od ustawienia spoczynkowego w pobliżu wewnętrznej powierzchni rury (12) do ustawienia rozszerzonego z dociskiem tarciowym do wewnętrznej powierzchni rury (12), wał napędowy (24) sztywno obrotowo zamocowany do tarczy rozprężnej (22), oraz silnik (146) do obracania waha napędowego (24) pomimo dużych oporów, znamienne tym, że posiada ono szczękę gnącą (26, 30) wychylną pomiędzy położeniem spoczynkowym z przyleganiem do wewnętrznej powierzchni zginanego odcinka rury (10, 18) i położeniem roboczym po zakończeniu gięcia zginanego odcinka rury (10, 18), z co najmniej częściowo cylindryczną powierzchnią stykową (190) do styku ze zginanym odcinkiem rury (10, 18), przy czym średnica tej cylindrycznej powierzchni stykowej (190) jest mniejsza lub równa średnicy zginanego odcinka rury (10, 18), a długość cylindrycznej powierzchni stykowej (190) jest większa od długości tego odcinka rury.

6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że pomiędzy położeniem spoczynkowym oddalonym od rury (12) i położeniem roboczym z przyleganiem do zewnętrznej powierzchni rury (12) przy krawędzi gięcia (14, 20) zginanego odcinka rury (10, 18) jest przemieszczana rolka formująca (32, 34), przy czym rolka formująca (32, 34) jest zamontowana obrotowo w bloku montażowym (104), który jest sztywno zamocowany obrotowo w stosunku do osi (28) rury (12).

7. Urządzenie według zastrz. 5 albo 6, znamienne tym, że tarcza rozprężna (22) zawiera wiele sektorów (118) przemieszczalnych pomiędzy położeniem spoczynkowym i położeniem rozszerzonym tarczy rozprężnej (22) za pomocą, urządzenia rozszerzającego (120, 122, 124).

PL 200 911 B1

8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że urządzenie rozszerzające zawiera pogrubiony koniec (120) pręta (122) o skośnych powierzchniach bocznych (136) rozchodzących się względem osi (28) rury (12) współpracujących z wewnętrznymi powierzchniami szczęk zaciskowych (132) sektorów (118), przy czym tarcza rozprężna (22) jest połączona z środkami ciągnącymi (124).

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że posiada urządzenie sprężynowe do powrotnego przemieszczania sektorów (118) z położenia roboczego do położenia spoczynkowego.

10. Urządzenie według zastrz. 5 albo 6, znamienne tym, że tarcza rozprężna (22) zawiera zewnętrznie cylindryczny, a wewnętrznie stożkowy rozcięty pierścień zaciskowy (174) oraz płytę dociskową (180) ze stożkową powierzchnią zewnętrzną przyległą do stożkowej powierzchni wewnętrznej (176) pierścienia zaciskowego (174), która jest związana z prętem (122) i środkami ciągnącymi (124).

11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że rozcięcie (172) pierścienia zaciskowego (174) jest skośne w stosunku do wzdłużnej osi (28) pierścienia zaciskowego (174).

12. Urządzenie według jednego z zastrz. 5, znamienne tym, że co najmniej w jednym miejscu powierzchni stykowej (190) zamontowana jest co najmniej jedna rolka wsporcza (194) w zagłębieniu powierzchni stykowej (190) szczęki gnącej (26), przy czym rolka wsporcza (194) nieznacznie wystaje poza powierzchnię stykową (190) i jest zamontowana obrotowo na wałku (196) równoległym do osi cylindrycznej powierzchni stykowej (190).

13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że szereg równoległych rolek wsporczych (194) osadzonych jest we wgłębieniach powierzchni stykowej (190) szczęki gnącej (26) i rozstawionych względem siebie.

14. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że szczęka gnąca (26) stanowi w pełni cylindryczną rolkę gnącą zamontowaną obrotowo na wale obrotowym (200) przechodzącym przez oś powierzchni cylindrycznej, przy czym jej obsada jest przemieszczalna wychylnie pomiędzy położeniami roboczymi i spoczynkowymi wraz z rolkami gnącymi.

15. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że rolki formujące (32, 34) posiadają na swoim zewnętrznym obwodzie wierzchołek (36, 38), który w przekroju poprzecznym jest ostry lub zaokrąglony, który przechodzi w powierzchnie ścięcia (40, 42), które wyznaczają żądany kąt gięcia przy krawędzi (14, 20) kołnierza (10, 18) lub kąt obrzeża.

16. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że wychylne szczęki gnące (26) i rolki formujące (32) wraz ze związanymi z nimi elementami montażowymi i napędowymi stanowią integralny stabilny zespół roboczy, który jest obracalny wokół osi (28) rury (12) w stosunku do zespołu roboczego zawierającego rurę (12) i tarczę rozprężną (22) wraz z ich elementami montażowymi i napędowymi.

17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że wiele zespołów roboczych (26, 32) jest rozmieszczonych wokół obwodu rury (12), przy czym są one odpowiednio przystosowane do realizacji jednego z procesów gięcia przy formowaniu kołnierza (10, 18) wielokrotnie giętego.

18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że zespoły robocze (26, 32) są odpowiednio umieszczone na ruchomych sankach (70) dla ich dostosowania do różnych średnic rur (12).

19. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że zespół roboczy (26, 32) zawiera dwie płyty boczne (80) sztywno ze sobą połączone przeciwległymi końcami za pomocą płyt pośrednich (82), przy czym pomiędzy płytami bocznymi (80) znajduje się szeroka płyta sektorowa (84), po której obu stronach zwróconych w stronę płyt bocznych (80) odpowiednio zamontowanych jest obrotowo wiele rolek prowadzących (94), które biegną w hakowych rowkach prowadzących (96) wykonanych w wewnętrznych powierzchniach obu płyt bocznych (80), oraz tym, że płyta sektorowa (84) utrzymuje szczęki gnące (26) zespołu roboczego.

20. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że płyta sektorowa (84) w przekroju poprzecznym równoległym do płyty bocznej (80) stanowi niekompletny wycinek kołowy z brakującym obszarem środkowym na przeciw kołowego łuku (88) i że płaszczyzna przechodząca przez płytę sektorową (84) wyznaczona linią (92) przylega do szczęki gnącej (26).

21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że na cylindrycznej powierzchni płyty sektorowej (84) w zakresie odpowiadającym łukowi (88) znajduje się uzębienie zazębione z wałkiem zębatym (102) napędzanym środkami napędowymi (100).

22. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że obejmuje dwa urządzenia (204) zamontowane na prowadnicach szynowych i przemieszczalne w kierunku osi (28) rury (12) do obróbki obu końców rury oraz tym, że posiada napęd (208) do przemieszczania powiązanych ze sobą urządzeń (204) w kierunkach do i od przeciwległych końców rury (12).