PL202890B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania metalowego elementu rurowego o zmiennych przekrojach poprzecznych na całej jego długości - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania metalowego elementu rurowego o zmiennych przekrojach poprzecznych na jego długości przeznaczonego zwłaszcza na trzon słupa oświetleniowego.

Znane są trzony słupów oświetleniowych złożone z kilku odcinków rur stalowych o zróżnicowanych ich średnicach, połączonych z sobą metodą spawania przy zastosowaniu wkładek stożkowych o ś rednicach dostosowanych do średnic łączonych ze sobą odcinków rurowych.

Znany jest także z polskiego zgłoszenia patentowego wynalazku nr P-315497 element przejściowy do łączenia końców dwóch sąsiednich rur o zróżnicowanych ich średnicach składający się z trzech krótkich odcinków rurowych umieszczonych we wnętrzu siebie tak, że górny zewnętrzny odcinek rurowy obejmuje dolny koniec łączonej rury o większej średnicy oraz przylegający do jej czoła dolny wewnętrzny odcinek rurowy, wewnątrz którego, w górnej jego części znajduje się zespolony z nim trzeci krótszy odcinek rurowy oraz górny koniec łączonej rury o mniejszej średnicy, którego czoło przylega do dolnego czoła trzeciego krótszego odcinka rurowego.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania rur o zmiennych przekrojach poprzecznych na ich długości metodą obróbki plastycznej, eliminującego całkowicie operacje spawalnicze.

Istota sposobu wytwarzania rur według wynalazku polega na tym, że rurę o jednolitej średnicy wyjściowej na całej jej długości umieszcza się w podporach urządzenia do kształtowania zmiennych przekroi poprzecznych rur, a jedno czoło tej rury opiera się o element oporowy tego urządzenia, po czym drugi koniec tej rury poddaje się operacji rozpęczania, dokonując wciskania na żądaną długość siłą zewnętrzną głowicy roboczej rozpęczaka, stanowiącego wyposażenie urządzenia. Z kolei, rozpęczoną rurę na większą średnicę odwraca się na podporach urządzenia, opierając czoło jej rozpęczonego odcinka o element oporowy urządzenia, a wolny koniec tej rury o średnicy wyjściowej formuje się w kształt stożka ściętego, zaś do jego wnętrza od strony rozpęczonego końca rury wprowadza się głowicę stożkową z trzpieniem walcowym uchwytu ciągowego urządzenia i mocuje się go do ścian uformowanego stożka ściętego tej rury, po czym na uchwyt ten wywiera się zewnętrzną siłę ciągnącą, a koniec rury o ś rednicy wyjś ciowej poddaje się operacji przecią gania aż do uzyskania żądanej kolejnej powiększonej średnicy rury na określonym odcinku, tak, że pomiędzy końcami każdych dwóch odcinków rur o zróżnicowanych średnicach utworzone są przejścia w kształcie stożków ściętych.

W przypadku konieczności uzyskania więcej niż trzech odcinków rury o zmiennych ich średnicach powtarza się czynności formowania końca rury o średnicy wyjściowej w kształcie stożka ściętego, umieszczania i umocowania w nim uchwytu ciągowego oraz przeciągania tego odcinka rury przez oczko ciągadła o mniejszej jego średnicy od średnicy odcinka poprzednio przeciąganego.

Z kolei, istota urzą dzenia do stosowania sposobu wedł ug wynalazku polega na tym, ż e jego podstawa zaopatrzona jest w co najmniej dwie podpory usytuowane pomiędzy zespołem napędowym wywołującym siłę tłoczącą i siłę ciągnącą, a jego elementem oporowym, przy czym zespół napędowy wyposażony jest w wymienne zespoły spełniające funkcję rozpęczaka, matrycy, uchwytu ciągowego i ciągadła. Rozpęczak tego urządzenia stanowi trzpień walcowy zakończony głowicą roboczą w kształcie stożka ściętego oraz umieszczony luźno na tym trzpieniu pierścień oporowy. Matryca urządzenia ma gniazdo o profilu stożka ściętego, natomiast uchwyt ciągowy urządzenia składa się z trzpienia walcowego zakończonego głowicą w kształcie stożka ściętego oraz z nakrętki nakręcanej na ten trzpień, a ciągadło urządzenia ma oczko o średnicy dostosowanej do żądanej zmiennej średnicy wyjściowej rury.

Sposób i urządzenie według wynalazku umożliwiają uzyskiwanie metalowych elementów rurowych o stałym przekroju i zmiennym wymiarze poprzecznym lub o zmiennym przekroju i zmiennym wymiarze poprzecznym, przy czym różnica między kolejnymi wymiarami poprzecznymi przekrojów wyjściowych może dochodzić nawet do 217%. Dodatkową zaletą sposobu i urządzenia jest to, że uchwyt ciągowy umożliwia uzyskiwanie siły ciągnięcia zbliżonej do wytrzymałości na rozciąganie elementu rurowego i mogą być one stosowane do rur stalowych, aluminium i stopów aluminium. Poza tym, otrzymana sposobem według wynalazku rura metalowa stanowi jeden monolit o zmiennych przekrojach na określonych odcinkach, wytworzony z całkowitym wyeliminowaniem operacji spawalniczych.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schemat urządzenia do kształtowania zmiennych przekroi poprzecznych rury na żądanych ich długościach, fig. 2-6 - poszczególne etapy wytwarzania rury o trzech zmiennych jej przekrojach poprzecznych na trzech jej odcinkach, przy czym fig. 2 przedstawia rurę wyjściową o jedPL 202 890 B1 nolitej średnicy na całej jej długości w widoku z przodu, fig. 3 - tę samą rurę zamocowaną w urządzeniu kształtującym zmienne jej przekroje w czasie operacji rozpęczania jednego jej końca i zwiększania jej średnicy na określonej długości, fig. 4 - tę samą rurę zamocowaną w tym samym urządzeniu w czasie operacji kształ towania jej jednego koń ca w stoż ek ś cię ty w widoku z przodu, fig. 5 - tę samą rurę zamocowaną w tym samym urządzeniu w czasie operacji przeciągania jej końca z ukształtowanym stożkiem ściętym przez ciągadło celem uzyskania drugiego odcinka rury o średnicy mniejszej od uzyskanej w wyniku rozpęczania w widoku z przodu, a fig. 6 - tę samą rurę z wykonanymi na niej trzema zróżnicowanymi średnicami na trzech odcinkach w widoku z przodu.

Urządzenie do kształtowania zmiennych przekroi poprzecznych rury na żądanych ich długościach pokazane na fig. 1 ma podstawę 1 łączącą ze sobą dalsze jego zespoły obejmujące: zespół napędowy 2 powodujący działanie sił osiowych F₁, F₂ i F₃ wywołujących ruch posuwisto-zwrotny zespołów roboczych stanowiących jego wyposażenie. Podstawa urządzenia 1 zaopatrzona jest w dwie podpory tulejowe 3, a w tylnej części w element oporowy 4, natomiast zespół napędowy wyposażony jest w wymienne zespoły robocze, którymi są: rozpęczak 5, matryca 6, uchwyt ciągowy 7 i ciągadło 8. Rozpęczak 5 urządzenia stanowi trzpień walcowy 9 zakończony głowicą roboczą 10 w kształcie stożka ściętego, oraz umieszczony luźno na tym trzpieniu pierścień oporowy 11, przy czym trzpień ten umieszczony jest luźno w prowadnicy 12 urządzenia. Matryca 6 urządzenia posiada gniazdo 13 o profilu stożka ściętego, natomiast uchwyt ciągowy 7 stanowi trzpień walcowy 14 zakończony głowicą 15 w kształcie stożka ściętego, zaopatrzony w nakrętkę 16 nakręcaną na ten trzpień, której otwór walcowo-stożkowy obejmuje częściowo także stożkową powierzchnię głowicy 15, natomiast ciągadło 8 urządzenia ma oczko 17 o średnicy dostosowanej do żądanej zmiennej średnicy dw rury 18.

Sposób wytwarzania rur o zmiennych przekrojach poprzecznych polega na tym, że rurę 18 o średnicy wyjściowej dw i długości wyjściowej Lw mocuje się w urządzeniu tak, że jej część środkową umieszcza się w dwóch podporach tulejowych 3, a jej jedno czoło opiera się o element oporowy 4 tego urządzenia, po czym drugi koniec rury 18 poddaje się operacji rozpęczania, dokonując wciskania w nią na żądaną długość siły zewnętrzną, F₁ głowicy roboczej 10 rozpęczaka 5, w wyniku, czego uzyskano zwiększoną średnicę d₁ na długości L₁ rury 18 z przejściem stożkowym 19 pomiędzy średnicami dw i d₁ tej rury. Z kolei rurę 18 odwraca się w podporach tulejowych 3 urządzenia, opierając czoło jej rozpęczonego odcinka o średnicy d o elementy oporowe 4 urządzenia, a na wolnym końcu tej rury o średnicy dw wykonuje się kilka nacięć podłużnych oraz formuje się ten koniec w kształt stożka ściętego 20 za pomocą matrycy 6 urządzenia wywierając na nią siłę osiową F₂. Następnie do wnętrza ukształtowanego stożka ściętego 20 rury 18 do strony jej rozpęczonego końca o średnicy d wprowadza się trzpień walcowy 15 z głowicą stożkową 14 uchwytu ciągowego 7 urządzenia i mocuje się go do ścian uformowanego stożka ściętego 20 tej rury nakręcając nakrętkę 16 na jego trzpień walcowy 15, po czym na uchwyt ten wywiera się zewnętrzną siłę ciągnącą F₃, a koniec tej rury poddaje się operacji przeciągania przez oczko 17 ciągadła 8 urządzenia aż do uzyskania żądanej kolejnej końcowej średnicy d₂ na długości L₃ rury 18 z przejściem stożkowym 21 pomiędzy średnicami dw i d₂ rury 18, zachowując równocześnie żądany odcinek o średnicy dw na długości L₂.

Sposobem według wynalazku z rury 18 o średnicy wyjściowej dw i długości wyjściowej Lw otrzymano rurę o średnicy d na długości L₁, średnicy dw na długości L₂ oraz o średnicy d na długości L₃, przy czym pomiędzy średnicami d₁ i dw oraz dw i d₂ utworzone są przejścia 19 i 21 w kształcie stożków ściętych.

W celu uzyskania większej ilości odcinków rury 18 o zmiennych przekrojach poprzecznych powtarza się operacje formowania końca rury o średnicy dw w kształt stożka ściętego 20, umieszczania i mocowania w nim uchwytu ciągowego 7 oraz przeciągania tego końca przez oczko 17 ciągadła 8 o mniejszej jego średnicy od średnicy wyjściowej dw rury 18.

Sposobem według wynalazku dokonuje się zmiany przekrojów poprzecznych zarówno w rurach o przekroju poprzecznym okrągłym, jak i o przekroju poprzecznym kwadratowym, prostokątnym, trójkątnym i owalnym nie pokazanych na rysunku.

Claims (8)

1. Sposób wytwarzania elementów rurowych o zmiennych przekrojach polegający na ich rozpęczaniu i przeciąganiu, znamienny tym, że rurę (1) o średnicy wyjściowej (dw) i długości wyjściowej (Lw) umieszcza się w podporach (3) urządzenia do kształtowania zmiennych przekroi poprzecznych

PL 202 890 B1 rur, a jedno czoło rury (18) opiera się o element oporowy (4) tego urządzenia, po czym drugi koniec tej rury poddaje się operacji rozpęczania dokonując wciskania na żądaną długość (Li) siłą zewnętrzną (Fi) głowicy roboczej (10) rozpęczaka (5) stanowiącego wyposażenie urządzenia, a następnie rozpęczoną na średnicę (d₁ rurę (18) odwraca się w podporach (3) urządzenia, opierając czoło jej rozpęczonego odcinka o średnicy (d₁ o element oporowy (4), a wolny koniec tej rury formuje się w kształt stożka ściętego (20), zaś do jego wnętrza od strony rozpęczonego końca rury (18) o średnicy (d₁) wprowadza się głowicę stożkową (14) z jej trzpieniem walcowym (15) uchwytu ciągowego (7) urządzenia i mocuje się go do ścian uformowanego stożka ściętego (20) tej rury, po czym na uchwyt ten wywiera się zewnętrzną siłę ciągnącą (F₃), zaś koniec rury (18) o średnicy (dw) poddaje się operacji przeciągania aż do uzyskania żądanej kolejnej średnicy (d₂), na długości (L₃) rury (18).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy średnicami (d₁ i (dw) oraz (dw) i (d₂) utworzone są przejścia (19) i (21) w kształcie stożków ściętych.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku konieczności uzyskania więcej niż trzech odcinków rury (18) o zmiennych ich średnicach powtarza się czynność formowania końca rury o średnicy (dw) w kształt stożka ściętego (20), umieszczania i mocowania w nim uchwytu ciągowego (7) oraz przeciągania tego odcinka rury (18) przez oczko (17) ciągadła (8) o mniejszej jego średnicy od średnicy (dw) rury (18).

4. Urządzenie do wytwarzania elementów rurowych o zmiennych średnicach posiadające korpus, zespół napędowy i zespoły formujące, znamienne tym, że podstawa urządzenia zaopatrzona jest, w co najmniej dwie podpory (3) usytuowane pomiędzy zespołem napędowym wywołującym siły tłoczące (F₁) i (F₂) i siłę ciągnącą (F₃), a jego elementem oporowym (3), przy czym zespół napędowy wyposażony jest w wymienne zespoły spełniające funkcję rozpęczaka (5), matrycy (6), uchwytu ciągowego (7) i ciągadła (8).

5. Urządzenie według zastrz. 4. znamienne tym, że jego rozpęczak (5) stanowi trzpień walcowy (9) zakończony głowicą roboczą (10) w kształcie stożka ściętego oraz umocowany luźno na tym trzpieniu pierścień oporowy (11).

6. Urządzenie, według zastrz. 4. znamienne tym, że matryca (6) ma gniazdo (13) o profilu stożka ściętego.

7. Urządzenie, według zastrz. 4, znamienne tym, że jego uchwyt ciągowy (5) składa się z trzpienia walcowego (14) zakończonego głowicą (15) w kształcie stożka ściętego oraz nakrętki (16) nakręcanej na ten trzpień.

8. Urządzenie, według zastrz. 4. znamienne tym, że jego ciągadło (8) ma oczko (17) o średnicy dostosowanej do żądanej zmiennej średnicy (dw) rury (18).