DE2731965A1

DE2731965A1 - Verfahren zum verformen, insbesondere heissverformen von rohrfoermigen werkstuecken und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2731965A1
Application number: DE19772731965
Authority: DE
Inventors: Peter Loeser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2731965C2

Description

Verfahren zum Verformen, insbesondere
Heißverformen von r ohrförmigen Werkstücken und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen, insbesondere Heißverformen von rohrförmigen Werkstücken, z.B.
solchen aus Kunststoffen oder iletallen mittels einer Dreheinrichtung. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Verformung von hohlgewalzten Rohrluppen ist es bekannt, diese auf sogenannten Pilgerschrittwalzwerken, Schrägwalzwerken oder Dieschcr:alzwerken weiter zu behandeln. Hier können zum Beispiel Doppelkegelwalzen, Scheibenwalzen, Schulterwalzen oder Tonnenwalzen zum Einsatz, Es ist mit diesen Walzwerken Jedoch schwierig und aufwendig, beliebig geformte rohrförmige Werkstücke herzustellen, zum Beispiel kegelig zulaufende Rohre oder elliptisch geformte Rohre. Derartige Rohre werden z 13. für Rollgänge, Rohrleitungsbau, Lichtmasten etc. benötigt, die u.a. in den verschjedensten Industriezweigen Verwendung finden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem rohrföflnige Werkstücke beliebig verformt werden können, wobei dieses Verfahren einfach durchzufüliren und günstig sein soll.
Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß man erfindungsgemäß das rohrförmige Werkstück um seine Längsachse rotieren läßt und gleichzeitig auf seiner gesamten Lunge erhitzt und daß mindestens ein Formgebungsteil von außen und/oder von innen an die erhitzte Wandung des Werkstücks angenähert wird, wobei dem Werkstück rotationssymmetrisch die Form des Formgebungsteils ausgeformt wird.
In einer beispielhaften bevorzugten Ausgestaltung vorliegenden Verfahrens wird als Formgebungsteil eine kegelförmige, gestreckte Walze verwendet, die an ihrem dickeren Ende drehbar eingespannt ist, auf die das Werkstück geschoben und ebenfalls mitsamt der Walze drehbar gehaltert ist, wobei nach Erhitzen des Werkstücks an das angespannte Ende desselben ein Druckstück angelegt wird, welches längs des sich drehenden Werkstücks bewegt wird und die Wandung des Rohres unter Längsziehen desselben an die Walze anlegt. Darüberhinaus können als Formgebungsteile zwei oder mehrere sich gegenüberliegende, drehbare Druckwalzen verwendet werden, zwischen denen das Werkstück gedreht und erhitzt wird, wobei die Druckwalzen unter Druckverformung des Werkstücks diesem angenähert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den hervorstechenden Vorteil, daß mit ihm rohrförmige Werkstücke praktisch beliebig verformt werder. können. Insbesondere lassen sich gemäß der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung keOelförmige Rohre herstellen, wie sie bei Rollengägen Verwendung finden. Dabei ist das Verfahren höchst einfach und de;ent sprechend billig durchzuführen.
In einer beispielhaften weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens läße man das Werkstück nach seiner Erhitzung so schnell rotieren, daß eine Verformung der Wandung des ;erkstücks aufgrund der Fliehkräfte beginnt, wobei an das Werkstück von innen und/oder außen eine oder mehrere drehbare Begrenzungswalzen angenähert werden, die die Ausdehnung des Mantels unter Ausformung der Form der Beg-renzungswalzen bewirken.
Diese Ausführungsform gestattet es in höchst vorteilhafter Weise, beliebig geformte, rotationssyimnetrische Rohre herzustellen, die in anderer Weise nicht herzustellen bzw.
nicht zu walzen sind. Es lassen sich auf diese Weise selbst HinterschneidunGen innerhalb eines Rohrmantels ausformen, derartig spezielle Werkstücke waren bisher nur durch Schweißen herstellbar.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Dreheinrichtung und einer Einrichtung zur Erhitzung des Werkstücks ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung eine Drehmaschine ist, an der Brenner, vorzugsweise Gasbrenner mit Kühleinrichtung zum Erhitzen des Werkstücks angeordnet sind, wobei längs des Maschinenbettes Formgebungswalzen drehbar und transversal verschieblich gehaltert sind. Die Brenner können z.B. normale Propangasbrenner sein, die entsprechend der Starke und der Masse des Werkstücks ausgelegt sein müssen.
Die Formgebungswalzen können Jede beliebige rotationss@mmetrische Oberfläche aufweisen.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen naher erlutert. Dabei zeigen: Fig. 1 Eine schematische Seitenansicht auf eine Verformmaschine, in deren Futter ein Formgebungsteil und ein Werkstück eingespannt ist, Fig. 2 und Fig. 3 Je ein Werkstück, welche auf der Einrichtung genäß Fig. 1 hergestellt worden sind, Fig. 4 und Fig. 5 Je ein Werkstück, welche auf der Einrichtung gefliäß der Fig. 1 hergestellt worden sind, Fig. 6 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zum Verformen von Werkstücken, Fig. 7 eine schematische Vorderansicht eines Aufbausatzes zur Filehkraftverformung von rohrförmigen Werkstücken auf die Vorrichtung genäß Fig. 1, Fig. 8 ein Werkstück, welches auf der Einrichtung gemäß Fig. 7 hergestellt ist, Fig. 9 eine Seitenansicht zur Fliehkraftverformung zum Aufbausatz Cerol;R Fig. 7, Fig. 10 Steuer- und Leitlineale zur Vorrichtung gemäß Fig. 1 Diese können auch durch eile servo-hydraulische Abtasteinheit ersetzt sein.
Gemäß der Figur 1 besteht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer Drehmaschine 1, die ein Drehbankfutter 2 aufweist. In dieses Futter 2 ist eine kegelförmige, gestreckte Walze eingespannt und zwar mit ihrem dickeren Ende. Auf diese Walze 3 ist ein rohrförmiges Werkstück 4 aufgezogen, welches ebenfalls im Futter 2 festgehaltert ist. Bei Drehen des Futters 2 dreht sich also die Walze 3 mitsamt dem Werkstilek II. Des weiteren ist an der Drehmaschine 1 ein Schlitten 7 vorgesehen, der einer Transportspindel 8 entlang läuft. Der Schlitten trägt ein Druckstück 41 welches zum Anpressen des Mantels des Werkstücks 4 an die Walze 3 dient. Eine Halterung 6 ist auf dem Schlitten 7 angeordnet, die z,B. einen Brenner 5 trägt, der ein normaler Propangasbrenner sein kann. Landräder dienen zur manuellen Anstellung für das Druckteil 41; der Vorschub des Schlittens 7 wird durch die Spindel 8 ausgeführt.
Natürlich kann die Bewegung des Schlittens 7, sowie die senkrecht dazu verlaufende Bewegung des Druckstücks 41 auch selbsttätig von Hand über Getriebesteuerungen oder mit Hydraulik bewerkstelligt werden. Des weiteren ist es möglich, mehrere Brenner vorzusehen, die dann längs des Drehbankbettes über dem Werkstück angeordnet sind.
Die Doppelpfeile in Figur 1 deuten die Bewegungsmöglichkeiten des Schlittens und des Druckstücks an.
Teile 39/40 sind das Steuer- und Leitlineal, das durch eine servo-hydraulische Steuerung ersetzt sein kann.
In den Figuren 2 und 3 ist Je ein Werkstück abgebildet, welches auf der Einrichtung der Figur 1 hergestellt worden ist. Das Werkstück 9 ist ein zylindrisches Rohr mit einer abfallenden Schulter, an die sich ein verjüngt es, ebenfalls zylindrisches Rohrstück anschließt. Das Werkstück 10 ist ein kegelstunpfförmiges Rohr.
Figur G zeigt die Vorderansicht der Vorrichtung zur Druckverforinun£ von rohrförmigen Werkstücken. Ein lIaschinenbett 13 weist ein iialtegestell 16 auf, in dem zwei Druckwalzen 14, 15 drehbar gelagert sind. Die Druckwalzen 14, 15 liegen sich z.B. waagrecht gegenüber und sind radial bezürich zwischen den Druckwalzen 14, 15 angeordneten Werkstückes 19 verschieblich. Die radiale Verschieblichkeit der Druckwalzen wird durch die beiden Doppelpfeile in Figur 6 angedeutet. An den Haltegestell 16 ist eine Halterung 17 befestigt, die einen Brenner 18 zur Erhitzung des Werkstückes 19 tr'gt. Das IJerkstUck 19 kann um seine LEngsacllse gedreht werden, was wiederum vorteilhafter Weise illit einer Drehmaschine bewerkstelligt wird. In diesem Falle können die Walzen 14, 15 auch links und rechts des Werkstückes am Drehbankbett befestigt sein. Bei einer stationären Verformung der Wandung des Werkstücks aufgrund einer Vielzahl von Rollen 14, 15 entfällt hier ein beweglicher Schlitten für die Verformung des Werkstücks.
In den Figuren 4 und 5 ist Je ein Werkstück 11, 12 gezeigt, die auf der Walzeneinrichtung 13 gemäß der Figur 1 oder 6 hergestellt worden sind. Das Werkstück 11 der Figur 4 ist doppel-kegelstupfförmig ausgebildet, wobei die dickeren Enden Jeweils außen liegen. Das Werkstück 12 der Figur 5 besitzt zwei Einschnitte 42, 43 von verschiedener Tiefe und Gestalt.
In den Figuren 7 und 9 ist Je eine Irrichtung zur Fliehkraftverformung eines rohrförmigen Werkstücks dargestellt.
Figur 7 zeigt in schematischer Ansicht eine Walzeinrichtung 20 für Fliehkraftverformung. Ein zu verformendes, rohrförmiges Werkstück 24 ist wiederum drehbar gelagert. Diese Walzeinrichtung weist des weiteren verschiedene Brenner 25. 26 und 27 auf, mit denen das Werkstück 24 erhitzt werden kann.
Um den Umfang des Werkstücks 24 symmetrisch verteilt,sind drehbar drei Begrenzungswalzen 21, 22 und 23 angeordnet, die geeignet in der Walzeinrichtung gehaltert sind. Die Begrenzungswalzen 21, 22 und 23 können ebenfalls radial in Bezug auf das Werkstück 24 verschieblich sein.
Gewöhnlich berühren die Begrenzugswalzen das Werkstück im nichtverformten Zustand nicht. Wenn das Werkstück erhitzt ist, und in Rotation gebracht wird, beginnt die Wandung des Werkstücks aufgrund der Fliehkräfte sich auszudehnen, bis die Wandung an die Begrenzunswalzen anlsuft. Bei weiterer Rotation und Erhitzung des Werkstüci:s wird nun die Wandung desselben in die Form der Begrenzungswalzen eingedrückt und die Form derselben an das Werkstück abgeformt.
Bei entsprechenden Wand stärken werden die Begrenzungswalzen nach innen zur Anlage an das Werkstück gefahren und beim Erhitzen langsam nach außen gesteuert um keinen unrunden Querschnitt zu erhalten.
Figur 8 zeigt ein Werkstück 2E, welches in einer Walzeneinrichtung gemaß der Figur 7 hergestellt worden ist. Das rohrförmige Werkstück 28 besitzt hier eine Tonnenform. was mit anderen Verfahren nur unter sehr viel aufwendigeren Mitteln herzustellen ist.
Figur 9 zeigt die Seitenansicht der Vorrichtung zur Heiß-Verformung von rohrförmigen Werkstücken mittels Fliehkraft.
In ein Futter 30 einer Drehbank 29 ist ein Werkstück 31 eingespannt , wobei längs des Werkstückes 31 eine Begrenzungswalze 32 mit dem entsprechenden Profil in einer Halt erdung 33 34 geeignet gehaltert drehbar ist. über dem Werkstück 31 sind Brenner 35. 36 und 37 anGeordnet, Mach Erhitzen des Werkstilckes 31 und Rotation desselben baucht sich das Werkstück entsprechend den Fliehkr ften auf und wird gegen die lose mit laufende oder angetriebene Begrenzungsrolle 32 gedrückt. Auf diese Weise wird das Profil der Begrenzungsrolle auf die Wandung des Werkstücks 31 übertragen.
Die Begrenzungsrollen 32 sind in ihrer Halterung 33 und 34 verschiebbar gelagert um bei entsprechenden Wandstärken nach innen zur Anlage an das Werkstück zu gelangen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Verformen, insbesondere Heiverfermen von rolirförmigen Werkstücken z.B. solchen aus Kunststoffen oder l-letallen mittels einer Dreheinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man das rohrförmige Werkstück um seine Länsachse rotieren läßt und gleichzeitig auf seiner gesamten L'n£e erhitzt und daß mindestens ein Formgebungsteil von außen und/oder von innen an die erhitzte Wandung des Werkstücks angenähert wird wobei dem Werkstück rotationssymmetrisch die Form des Formgebungsteils ausgefornit wird.
2. Verfahren rach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß als Formgebungsteil eine kegelförmige gestreckte Walze (3) verwendet wird die an ihrem dickeren Ende drehbar eingespannt ist auf die das Werkstück (4) geschoben und ebenfalls mitsamt der Walze drehbar gehaltert ist wobei nach Erhitzen des Werkstücks an das eingespannte Ende desselben (41) angelegt, welches lttngs des sich drehenden Werkstücks bewegt wird und die Wandung des Rohres unter Längsziehen desselben an die Walze anlegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß als Formgebungsteile mindestens zwei sich gesenüberliegende, drehbare Druckwalzen (14 15) verwendet werden, zwischen denen das Werkstück (19) gedreht und erhitzt wird, wobei die Druckwalzen unter Druckverformung des Werkstücks diesem angenähert werden
4 Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4 dadurch 6ekennzeichnet, PatentansDrüche daß das Werkstück still steht und daß sich die Druckwalzen in einem Ring um das Werkstück herumdrehen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet daß man das Werkstück (24, 31) nach seiner Erhitzung so schnell rotieren läßt, daß eine Verformung der Wandung des Werkstücks aufgrund der Fliehkräfte beginnt, und daß dem Werkstück von außen eine oder mehrere drehbare begrenzungswalzen (21, 22, 23, 32) angenähert werden, die die Ausdehnung der Wandung unter Aurrormung der Form der Begrenzungswalzen begrenzen.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5 mit einer Dreheinrichtung und einer Einrichtung zur Erhitzung des Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung eine solche Drehmaschine (1, 16 20, 29) ist, an der Brenner (5, 8, 25, 26, 27, 35, 36, 37) zum Erhitzen des Werkstücks (4, 9, 10, 11, 12, 19, 24, 31) angeordnet sind, wobei lvnQs der Drehbank Formgebungswalzen (3, 14, 15, 21, 22 23, 32) drehbar und transversal oder radial bezüglich des Werkstücks verschieblich gehaltert sind.