EP0692322B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verformen von Metallrohren zu konusförmigen oder sich verjüngenden Körpern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verformen von Metallrohren zu konusförmigen oder sich verjüngenden Körpern Download PDF

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EP0692322B1
EP0692322B1 EP95109489A EP95109489A EP0692322B1 EP 0692322 B1 EP0692322 B1 EP 0692322B1 EP 95109489 A EP95109489 A EP 95109489A EP 95109489 A EP95109489 A EP 95109489A EP 0692322 B1 EP0692322 B1 EP 0692322B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blank
tools
section
cross
shaping
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95109489A
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English (en)
French (fr)
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EP0692322A3 (de
EP0692322A2 (de
Inventor
Peter Weichhart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEDAL ALUMINIUM BV
Original Assignee
Contipole Aluminium-Verarbeitungsgesellschaft Mbh
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Publication date
Application filed by Contipole Aluminium-Verarbeitungsgesellschaft Mbh filed Critical Contipole Aluminium-Verarbeitungsgesellschaft Mbh
Publication of EP0692322A2 publication Critical patent/EP0692322A2/de
Publication of EP0692322A3 publication Critical patent/EP0692322A3/de
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Publication of EP0692322B1 publication Critical patent/EP0692322B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/16Making tubes with varying diameter in longitudinal direction
    • B21C37/18Making tubes with varying diameter in longitudinal direction conical tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B17/00Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
    • B21B17/14Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling without mandrel, e.g. stretch-reducing mills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/24Automatic variation of thickness according to a predetermined programme
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/46Roll speed or drive motor control

Definitions

  • the invention relates to a method for deforming metal pipes to conical or tapered bodies, in which the metal tube forming the blank is paired deformed cylindrical tools on the outside which is one on their work surface each in cross section corresponding to the halved cross-sectional shape of the blank Have groove that is conical in the circumferential direction are shaped, the blank at both ends under one corresponding biasing force clamped in its axial direction is and the roller-shaped tools along the Move blank, (see e.g. EP-A-0381116)
  • this invention relates to a device for Performing this procedure.
  • Metal pipes with a circular cross section are particularly popular for masts, light masts, flag poles or the like to be conical Bodies reshaped.
  • the tools and / or the Blank during the drawing process with additional shaking movements relative to each other in the axial direction of the blank to act upon.
  • the blank can also be used a vibrating device in its axis in a vibrating motion are displaced, which causes the material the flow behavior of the blank during the forming process improved so that even high quality metals and metal alloys, that usually only transform badly can also be processed with this method.
  • each drawing operation of a single deformation stage corresponds.
  • This gradual deformation process starts near that section of the deforming blank, which at the end of the deformation the should have the smallest cross-section.
  • the method according to the invention is carried out as follows:
  • the roller-shaped drawing tools are moved in the open state in the vicinity of the point which should have the smallest cross section at the end of the deformation, and then closed so far that they just touch the surface of the blank.
  • the first stage of the drawing process begins, whereby the blank and the drawing tool are moved relative to each other, and the roller-shaped tools are slowly closed against their normal rolling direction on the blank by a fraction of their total circumference, the narrowest opening being reached at that point of the blank that should later have the smallest cross-section.
  • the roller-shaped tools are again completely moved apart, and moved to a location that is a distance away from the point at which the last drawing process began, so that the tools are now a further distance up to now run over undeformed blank.
  • the roller-shaped tools are now moved together again to the undeformed diameter of the blank, then a drawing process begins again, in which the roller-shaped tools are moved against the rolling direction on the blank. This process can be continued continuously until the point of the blank that is later to have the smallest cross section is reached. When this point is reached, the roller-shaped tools have been moved together by a larger fraction of their total circumference. This completes another stage of the conification process.
  • the tools are moved apart again by rotation and moved to a position on the still undeformed piece of the blank that is a certain distance from the last start of deformation.
  • the rest of the process is the same. This process is repeated until the blank or the parts of the blank to be butted are completely butted.
  • the present invention makes one significant better surface quality of the finished workpiece achieved in that against the rolling direction rotating roller-shaped forming tools an incline of opposite conical work surfaces forming circumferential groove have the slope of the blank to be manufactured. Thereby the forming is not rolling the blank, but a reshaping similar to pulling.
  • the invention Device a device for generating a shaking movement between the blank and the rollers in the axial direction of the blank. Through additional shaking movements of the blank during the forming process, namely Flow of material improved during forming. Thereby can also be difficult to form materials with this device according to the invention are formed.
  • the invention can by a vibrating device, which over the blank or the Forming tool dynamic energy in the deformation zone initiates, which improves the flow of the material will be trained.
  • the collet 6 is around one with the longitudinal axis of the blank aligned axis 7 rotatably supported, one through the arrow 8 in Figure 1 symbolized rotary drive for the Collet is provided.
  • the slope of the work surface on the circumference of the tools is not like the slope of the rolling process Blank, but opposite to it, which makes the blank a transformation similar to the technology of drawing experiences.
  • the drive 10 is preferably a speed-controllable one Motor 14 with a gear 15 so that steplessly control the speed of rotation of the tools leaves.
  • the carriage 12 is opposite the collet 6 by one Traction drive 13 slidable, which is preferred a positive drive, such as a chain hoist or can be a rack and pinion drive.
  • a positive drive such as a chain hoist or can be a rack and pinion drive.
  • FIG. 2 shows a pair of spur gears 23, 24, by means of which the tools 2, 3 into one another opposite rotation.
  • the gradual deformation process starts close to that Section of the blank to be deformed, which on End of the deformation have the smallest cross section should.
  • the roller-shaped drawing tools are opened Condition moved to this point, and then closed as far as that they just touch the surface of the blank.
  • the first stage of the drawing process begins, whereby blank and tools are moved relative to each other, and the cylindrical tools slowly counter to their normal Unwind direction on the blank by a fraction of its total circumference be closed with the narrowest opening the point of the blank that is reached later should have the smallest cross-section.
  • the tools are completely apart, and on move a place that is a bit away from the Point where the last drawing process started, so that the roller-shaped tools are now another piece so far run over undeformed blank.
  • the grooves 5 in the roller-shaped Tools 2, 3 can be any cross-section processing of blanks. With round blanks, as in the described embodiment, the grooves in Cross section centric or concentric semicircular executed. When processing blanks with polygonal Cross-section, the grooves have a cross-section which half of the polygon of the cross section of the blanks correspond.
  • the collet 6 is then in discrete Steps rotatable, the steps according to the present Angular relationships of the blank can be determined.
  • a preferred embodiment for the development of the invention consists of an arrangement of a vibrating device ( Figure 4) on the collet of the blank and / or on the Stretching device.
  • the vibration device consists in the preferred embodiment from an eccentrically mounted, vibration generating device or from pneumatic, hydraulic or magnetic devices.

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  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen von Metallrohren zu konusförmigen oder sich verjüngenden Körpern, bei dem das den Rohling bildende Metallrohr durch ein Paar auf der Außenseite angreifende walzenförmige Werkzeuge verformt wird, welche auf ihrer Arbeitsfläche je eine im Querschnitt der halbierten Querschnittsform des Rohlings entsprechende Rille aufweisen, die in Umfangsrichtung konisch geformt sind, wobei der Rohling an beiden Enden unter einer entsprechenden Vorspannkraft in seiner Axialrichtung eingespannt ist und die walzenförmigen Werkzeuge entlang des Rohlings verfahren, (siehe Z.B. EP-A-0381116)
Weiters betrifft diese Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Metallrohre mit kreisförmigem Querschnitt werden insbesondere für Masten, Lichtmasten, Fahnenstangen od. dgl. zu konischen Körpern umgeformt.
Aus der US-PS 3 019 678 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verformen von Metallrohren zu konusförmigen Körpern bekannt, bei denen das den Rohling bildende Metallrohr durch ein Paar auf der Außenseite angreifende Walzen verformt wird, welche auf ihrer Arbeitsfläche je eine im Querschnitt der halbierten Querschnittsform des Rohlings entsprechende Rille aufweisen, die in Umfangsrichtung konisch geformt ist, so daß beim Abwälzen der Walzen aufeinander ein sich konisch verändernder Verformungsquerschnitt zwischen den beiden Walzen bildet, wobei die Walzen entlang dem sich in dem ein Gesenk bildenden Verformungsquerschnitt befindlichen Rohling verfahren werden und die Walzen während des Ziehens zur Veränderung des Verformungsquerschnittes angetrieben werden, und wobei der Rohling durch eine Spannzange gehalten und gedreht wird.
Ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, in dem nicht nur ausschließlich nahtlose Rohre, sondern auch geschweißte Rohre als Ausgangsmaterial verwendet werden können und darüber hinaus mit ein und demselben Werkzeug konusförmige oder sich verjüngende Körper mit kreisförmigem Querschnitt, mit unterschiedlichen Längen und unterschiedlichen Steigungen des Konus hergestellt werden können, und dies bei einem sehr geringen, vernachlässigbaren Wandstärkenzuwachs im verjüngten Teil des konischen Körpers. Dieser geringe Wandstärkenzuwachs bietet den Vorteil der Herstellung von konstruktionstechnisch optimalen Bauteilen. Im Basisbereich durch den großen Durchmesser bedingt große Widerstandsmomente und in Topbereich, durch die niedrige Wandstärke bedingt, kleine Widerstandsmomente und geringes Eigengewicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 oder 7 gelöst.
Besonders bevorzugt ist es dabei, die Steigung des erzeugten Konus über die Geschwindigkeit der Werkzeugzustellbewegung (Drehbewegung) zur Geschwindigkeit der Werkzeuglängsbewegung zu steuern. Dadurch kann mit dem gleichen Werkzeugsatz (Walzensatz) eine Vielzahl unterschiedlicher Konusformen hergestellt werden, wobei auch eine Abfolge unterschiedlicher Steigungen sowie nicht-konische Zwischenabschnitte herstellbar sind.
Insbesondere ist es bevorzugt, die Werkzeuge und/oder den Rohling während des Ziehvorgangs mit zusätzlichen Rüttelbewegungen relativ zueinander in Axialrichtung des Rohlings zu beaufschlagen. So kann der Rohling zusätzlich mittels einer Rütteleinrichtung in seiner Achse in eine Rüttelbewegung versetzt werden, die bewirkt, daß dadurch der Werkstoff des Rohlings beim Umformvorgang sein Fließverhalten verbessert, so daß auch hochwertige Metalle und Metall-Legierungen, die sich üblicherweise nur schlecht umformen lassen, auch mit diesem Verfahren verarbeitet werden können.
Insbesondere ist es bevorzugt, die Ziehvorgänge mehrstufig durchzuführen, wobei jeder Ziehvorgang einer einzelnen Verformungsstufe entspricht. Dieser stufenweise Verformungsvorgang beginnt in der Nähe desjenigen Abschnitts des zu verformenden Rohlings, welcher am Ende der Verformung den geringsten Querschnitt aufweisen soll. Dadurch wird einerseits erreicht, daß bei einem einzelnen Ziehvorgang keine zu großen Verformungen bewirkt werden müssen, zum anderen bleibt der Arbeitszeitaufwand für die Verformung in erträglichen Grenzen, da in den Anfangsschritten nicht die gesamte Länge des Rohlings überfahren werden muß.
Im einzelnen wird das erfindungsgemäße Verfahren folgendermaßen ausgeführt:
Die walzenförmigen Ziehwerkzeuge werden im geöffneten Zustand in die Nähe der Stelle gefahren, die am Ende der Verformung den geringsten Querschnitt aufweisen soll, und dann soweit geschlossen, daß sie gerade die Oberfläche des Rohlings berühren. Nun beginnt die erste Stufe des Ziehvorgangs, wobei Rohling und Ziehwerkzeug zueinander relativ bewegt werden, und die walzenförmigen Werkzeuge langsam entgegen ihrer normalen Abrollrichtung auf dem Rohling um einen Bruchteil ihres Gesamtumfanges zugefahren werden, wobei die engste Öffnung an demjenigen Punkt des Rohlings erreicht wird, der später einmal den geringsten Querschnitt aufweisen soll. Nach Abschluß dieser ersten Stufe des Verformungsvorganges werden die walzenförmigen Werkzeuge wiederum ganz auseinandergefahren, und an eine Stelle verfahren, die ein Stück entgegen der Ziehrichtung von der Stelle entfernt ist, an der der letzte Ziehprozeß begonnen hat, so daß die Werkzeuge nun ein weiteres Stück bisher unverformten Rohlings überfahren. Die walzenförmigen Werkzeuge werden nunmehr wieder bis auf den unverformten Durchmesser des Rohlings zusammengefahren, dann beginnt wieder ein Ziehprozeß, bei dem die walzenförmigen Werkzeuge gegen ihre Abrollrichtung auf dem Rohling zugefahren werden. Dieser Prozeß kann kontinuierlich fortgesetzt werden, bis diejenige Stelle des Rohlings erreicht ist, die später einmal den geringsten Querschnitt aufweisen soll. Wenn diese Stelle erreicht ist, sind die walzenförmigen Werkzeuge um einen größeren Bruchteil ihres Gesamtumfangs zusammengefahren worden. Eine weitere Stufe des Konifizierungsprozesses ist damit abgeschlossen. Die Werkzeuge werden durch Drehung wieder auseinandergefahren, und an eine um ein bestimmtes Stück von dem letzten Verformungsbeginn entfernte Stelle auf dem noch unverformten Stück des Rohlings bewegt. Der übrige Ablauf ist dann der gleiche. Dieser Ablauf wird so oft wiederholt, bis der Rohling oder die zu konifizierenden Teile des Rohlings vollständig konifiziert ist.
Vorteilhafterweise wird auf diese Weise eine mehrstufige Verformung in einzelnen Verformungsstufen erreicht. Dabei wird zuerst nur derjenige Bereich verformt, der insgesamt der stärksten Verformung unterworfen werden muß. Stück für Stück arbeitet sich der Prozeß dann in Richtung auf die weniger stark zu verformenden Abschnitte des Rohlings vor. Durch diese Vorgehensweise wird eine hervorragende Oberflächenqualität des verformten Rohlings erzielt, ohne daß die Bearbeitungszeiten zu lange werden.
Allgemein wird durch die vorliegende Erfindung eine erheblich bessere Oberflächenqualität des fertigen Werkstücks dadurch erreicht, daß die sich gegen die Abrollrichtung drehenden walzenförmigen Umformwerkzeuge eine Steigung der konischen Arbeitsflächen bildenden umlaufenden Rille entgegen der Steigung des zu fertigenden Rohlings aufweisen. Dadurch ist die Umformung kein Walzen des Rohlings, sondern eine dem Ziehen ähnliche Umformung. Weiter wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen, die ein Paar von drehangetriebenen Walzen, welche auf ihrer mit dem Rohling in Eingriff gelangenden Arbeitsfläche je eine im Querschnitt der halbierten Querschnittsform des Rohlings entsprechende Rille aufweisen, die in Umfangsrichtung der Walzen konisch ausgebildet ist, und mit einer Spannzange zum Halten des Rohlings, wobei die Spannzange um eine mit der Längsachse des Rohlings fluchtende Achse drehbar gelagert ist, ein Drehantrieb für die Spannzange vorgesehen ist, eine Einrichtung vorgesehen ist, um zwischen den Walzen und dem Rohling eine Relativbewegung zu erzeugen, wobei erfindungsgemäß die Rillen der Walzen eine der angestrebten Steigung des Rohlings entgegengesetzte Steigung aufweisen.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung einer Rüttelbewegung zwischen dem Rohling und den Walzen in Axialrichtung des Rohlings aufweist. Durch zusätzliche Rüttelbewegungen des Rohlings während des Umformvorganges wird nämlich das Fließen des Materials während des Umformens verbessert. Dadurch können auch schwer umformbare Werkstoffe mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung umgeformt werden.
Im einzelnen kann die Erfindung, wie bereits angeführt, durch eine Rütteleinrichtung, die über den Rohling oder das Umformwerkzeug dynamische Energie in die Verformungszone einleitet, wodurch das Fließen des Werkstoffes verbessert wird, weitergebildet werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung;
  • Figur 2 eine teilweise geschnittene Ansicht der Verformungswerkzeuge mit ihrem Antrieb;
  • Figur 3 eine Ansicht der Reckeinrichtung, und
  • Figur 4 eine Ansicht der Rütteleinrichtung.
  • Wie in den Zeichnungen gezeigt, weist die erfindungsgemäße, allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung als Hauptbestandteile ein Paar walzenförmige Werkzeuge 2, 3 auf (vgl. Figur 2), welche auf ihrer mit dem nicht dargestellten Rohling in Eingriff gelangenden Arbeitsfläche 4 jeweils eine um den Umfang der Walzen 2, 3 verlaufende, im Querschnitt halbkreisförmige Rille 5 aufweisen. Wie sich insbesondere aus der teilweise geschnittenen Ansicht von Figur 2 ergibt, ist die Rille 5 in Umfangsrichtung der Walzen 2, 3 konisch ausgebildet, so daß beim Abwälzen der Walzen 2, 3 aufeinander ein sich verändernder Querschnitt entsteht.
    Die Spannzange 6 ist um eine mit der Längsachse des Rohlings fluchtende Achse 7 drehbar gelagert, wobei ein durch den Pfeil 8 in Figur 1 symbolisierter Drehantrieb für die Spannzange vorgesehen ist.
    Bei der Umformung von Rohren zu konischen Körpern wird das den Rohling bildende Rohr durch die einer Drehung unterworfenen walzenförmigen Umformwerkzeuge 2, 3, die auf dem Wagen montiert sind, und entlang des Rohlings bewegt werden, gleichzeitig durch den zwischen ihnen ausgebildeten Querschnitt verformt.
    Die Steigung der Arbeitsfläche am Umfang der Werkzeuge ist nicht wie bei einem Walzvorgang gleich der Steigung des Rohlings, sondern diesem entgegengesetzt, wodurch der Rohling eine der Technologie des Ziehens ähnliche Umformung erfährt.
    Zur Erreichung der Relativbewegung zwischen der den Querschnitt verändernden Werkzeuge 2, 3 und der Bewegung entlang des Rohlings ist in Figur 2 eine mit 12 bezeichnete Einrichtung vorgesehen.
    Diese Einrichtung 12 ist als Wagen ausgebildet, auf dem die Werkzeuge 2, 3 mit ihren Achsen bzw. Wellen 21, 22 gelagert sind. Auf dem Wagen ist ferner der mit 10 bezeichnete Antrieb der walzenförmigen Werkzeuge gelagert.
    Bei dem Antrieb 10 handelt es sich bevorzugt um eine drehzahlregelbaren Motor 14 mit einem Getriebe 15, so daß sich die Drehgeschwindigkeit der Werkzeuge stufenlos steuern läßt.
    Der Wagen 12 ist gegenüber der Spannzange 6 durch einen Zugantrieb 13 verschiebbar, bei welchem es sich bevorzugt um einen formschlüssigen Antrieb, wie einen Kettenzug oder einen Zahnstangenantrieb handeln kann.
    In Figur 2 ist noch ein Paar von Stirnrädern 23, 24 dargestellt, mittels derer die Werkzeuge 2, 3 in eine zueinander gegensinnige Drehung versetzt werden.
    Um nun ein Metallrohr mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu einem konischen Körper zu verformen, wird das Rohr in die Vorrichtung eingelegt und an dem einen Ende in der Spannzange geklemmt und an dem zweiten Ende in der Reckvorrichtung eingespannt. Durch Drehung der Werkzeuge 2, 3 unter gleichzeitigem Fahren der Werkzeuge entlang des Rohlings erfolgt dann die Verformung des Rohres zu einem konischen Körper, wobei die Verformung in mehreren Abschnitten erfolgt und zwischen diesen Verformungsabschnitten die Spannzange gedreht wird, um dadurch ein möglichst rundes und gleichmäßiges Ziehergebnis zu bekommen.
    Der stufenweise Verformungsvorgang beginnt in der Nähe desjenigen Abschnitts des zu verformenden Rohlings, welcher am Ende der Verformung den geringsten Querschnitt aufweisen soll. Die walzenförmigen Ziehwerkzeuge werden im geöffneten Zustand an diese Stelle gefahren, und dann soweit geschlossen, daß sie gerade die Oberfläche des Rohlings berühren. Nun beginnt die erste Stufe des Ziehvorgangs, wobei Rohling und Werkzeuge zueinander relativ bewegt werden, und die walzenförmigen Werkzeuge langsam entgegen ihrer normalen Abrollrichtung auf dem Rohling um einen Bruchteil ihres Gesamtumfanges zugefahren werden, wobei die engste Öffnung an demjenigen Punkt des Rohlings erreicht wird, der später einmal den geringsten Querschnitt aufweisen soll. Nach Abschluß dieser ersten Stufe des Verformungsvorganges werden die Werkzeuge wiederum ganz auseinandergefahren, und an eine Stelle verfahren, die ein Stück entfernt ist von der Stelle, an der der letzte Ziehprozeß begonnen hat, so daß die walzenförmigen Werkzeuge nun ein weiteres Stück bisher unverformten Rohlings überfahren. Die Werkzeuge werden nunmehr wieder bis auf den unverformten Durchmesser des Rohlings zusammengefahren, dann beginnt wieder ein Ziehprozeß, bei dem die Walzen gegen ihre Abrollrichtung auf dem Rohling zugefahren werden. Dieser Prozeß wird kontinuierlich fortgesetzt, bis diejenige Stelle des Rohlings erreicht ist, die später einmal den geringsten Querschnitt aufweisen soll. Wenn diese Stelle erreicht ist, sind die walzenförmigen Werkzeuge um einen größeren Bruchteil ihres Gesamtumfanges zusammengefahren worden. Eine weitere Stufe des Konifizierungsprozesses ist damit abgeschlossen. Die Werkzeuge werden wieder auseinandergefahren, und an eine um ein bestimmtes Stück von dem letzten Verformungsbeginn entfernten Stelle auf dem noch unverformten Stück des Rohlings bewegt. Der übrige Verlauf ist dann der gleiche.
    Auf diese Weise wird eine mehrstufige Verformung in einzelnen Verformungsstufen erreicht. Dabei wird zuerst nur derjenige Bereich verformt, der insgesamt der stärksten Verformung unterworfen werden muß. Stück für Stück arbeitet sich der Prozeß dann in Richtung auf die weniger stark zu verformenden Abschnitte des Rohlings vor. Durch diese Vorgangsweise wird eine hervorragende Oberflächenqualität des verformten Rohlings erzielt, ohne daß die Bearbeitungszeiten zu lange werden.
    Durch die variable Geschwindigkeit der Bewegung des Wagens 12 und/oder die variable Drehgeschwindigkeit der walzenförmigen Werkzeuge 2, 3 wird die Steigung des Konus des fertigen Erzeugnisses gesteuert. Die Drehbewegung der Walzen, welche im Zusammenhang mit der Ziehgeschwindigkeit für die Steigung des Konus ausschlaggebend ist, wird über Drehzahlregelung des Motors 14 vorzugsweise durch eine elektronische Steuerung verändert.
    Es läßt sich ohne Änderung der Werkzeuge 2, 3 eine große Anzahl verschiedenster konischer Körper mit unterschiedlichsten Steigungen der Konizität herstellen, wobei durch die Drehung des Rohlings zwischen den Ziehvorgängen durch die Spannzange ein ausgesprochen gleichförmiges Produkt erzeugbar ist.
    Durch entsprechende Gestaltung der Rillen 5 in den walzenförmmigen Werkzeugen 2, 3 lassen sich beliebige Querschnitte von Rohlingen verarbeiten. Bei runden Rohlingen sind, wie bei der beschriebenen Ausführungsform, die Rillen im Querschnitt zentrisch bzw. konzentrisch halbkreisförmig ausgeführt. Bei Verarbeitung von Rohlingen mit polygonalem Querschnitt weisen die Rillen einen Querschnitt auf, welcher der Hälfte des Polygons des Querschnittes der Rohlinge entsprechen. Hierbei ist dann die Spannzange 6 in diskreten Schritten drehbar, wobei die Schritte entsprechend den vorliegenden Winkelverhältnissen des Rohlings bestimmt werden.
    Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird auf der gegenüber dem der Spannzange gegenüberliegenden Ende des Rohlings angeordneten Reckeinrichtung (Figur 3) der Rohling während der Verarbeitung durch Aufbringen einer axial wirkenden Kraft gereckt. Die Reckeinrichtung besteht in der bevorzugten Ausführungsform aus einer Spanneinrichtung 30, die über einen Dorn in ihrer Achse 31 gelagert ist und durch einen Zylinder 32, sowie einem Stahlseil 33 und einer Seilwinde 34 die Rohrklemmung durchführt, sowie die für die Reckung notwendige Kraft aufbringt. Die Spanneinrichtung der Reckeinrichtung ist drehbar gelagert.
    Eine Erweiterung der Erfindung besteht in der Aufbringung einer Drehbewegung der Spannzange der Reckeinrichtung in beiden Richtungen zur Verdrehung des Rohres.
    Eine bevorzugte Ausführung für die Weiterbildung der Erfindung besteht in einer Anordnung einer Rütteleinrichtung (Figur 4) an der Spannzange des Rohlings und/oder an der Reckeinrichtung. Die Rütteleinrichtung besteht in der bevorzugten Ausführung aus einer exzentrisch gelagerten, schwingungserzeugenden Einrichtung bzw. aus pneumatischen, hydraulischen, oder magnetischen Einrichtungen.
    Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

    Claims (8)

    1. Verfahren zum Verformen von Metallrohren zu konusförmigen Körpern, bei dem ein Metallrohr durch ein Paar auf der Außenseite des Rohres angreifende walzenförmige Werkzeuge (2, 3) konisch verformt wird, die Werkzeuge (2, 3) auf ihrer Arbeitsfläche je eine im Querschnitt der halbierten Querschnittsform des Rohlings entsprechende Rille (5) aufweisen, die in Umfangsrichtung konisch geformt ist und durch Verfahren der Werkzeuge (2, 3) entlang des Rohlings bei gleichzeitiger Veränderung des Verformungsquerschnitts durch die Werkzeuge (2, 3) das zylindrische Rohr konisch gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling während der Umformung durch eine zusätzliche, axial über den ganzen Rohling wirkende Kraft gereckt wird und die Werkzeuge (2, 3) zur Verringerung des Querschnitts entgegen der Abrollrichtung auf dem Rohling bewegt werden und die Rillen (5) der Werkzeuge (2, 3) eine der angestrebten Steigung des Rohlings entgegengesetzte Steigung aufweisen.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des erzeugten Konus über die Geschwindigkeit der Werkzeugzustellbewegung (Drehbewegung) zur Geschwindigkeit der Werkzeuglängsbewegung gesteuert wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge und/oder der Rohling während des Ziehvorgangs mit zusätzlichen Rüttelbewegungen relativ zueinander in Axialrichtung des Rohlings beaufschlagt werden.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehvorgänge mehrstufig erfolgen, wobei jeder Ziehvorgang einer einzelnen Verformungsstufe entspricht und der stufenweise Verformungsvorgang in der Nähe desjenigen Abschnitts des zu verformenden Rohlings beginnt, welcher am Ende der Verformung den geringsten Querschnitt aufweisen soll.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die walzenförmigen Ziehwerkzeuge im geöffneten Zustand in die Nähe der Stelle gefahren werden, die am Ende der Verformung den geringsten Querschnitt aufweisen soll, und dann soweit geschlossen werden, daß sie gerade die Oberfläche des Rohlings berühren, und dann die erste Stufe des Ziehvorganges beginnt, wobei Rohling und Werkzeuge (2, 3) zueinander relativ bewegt werden, und die walzenförmigen Werkzeuge langsam entgegen ihrer normalen Abrollrichtung auf dem Rohling um einen Bruchteil ihres Gesamtumfanges zugefahren werden, wobei die engste Öffnung an demjenigen Punkt des Rohlings erreicht wird, der später einmal den geringsten Querschnitt aufweisen soll, und nach Abschluß dieser ersten Stufe des Verformungsvorganges die walzenförmigen Werkzeuge wiederum ganz auseinandergefahren, und an eine Stelle verfahren werden, die ein Stück entgegen der Ziehrichtung von der Stelle entfernt ist, an der der letzte Ziehprozeß begonnen hat, so daß die Werkzeuge nun ein weiteres Stück bisher unverformten Rohlings überfahren, und die walzenförmigen Werkzeuge nunmehr wieder bis auf den unverformten Durchmesser des Rohlings zusammengefahren werden, wobei wieder ein Ziehprozeß beginnt, bei dem die walzenförmigen Werkzeuge gegen ihre Abrollrichtung auf dem Rohling zugefahren werden, wobei dieser Prozeß kontinuierlich fortgesetzt wird, bis diejenige Stelle des Rohlings erreicht ist, die später einmal den geringsten Querschnitt aufweisen soll, wenn diese Stelle erreicht ist, sind die walzenförmigen Werkzeuge um einen größeren Bruchteil ihres Gesamtumfanges zusammengefahren worden, und eine weitere Stufe des Konifizierungsprozesses ist damit abgeschlossen, die Werkzeuge werden durch Drehung wieder auseinandergefahren, und an eine um ein bestimmtes Stück von dem letzten Verformungsbeginn entfernten Stelle auf dem noch unverformten Stück des Rohlings bewegt, wobei sich dieser Ablauf so oft wiederholt, bis der Rohling vollständig konifiziert ist.
    6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling zwischen den einzelnen Ziehvorgängen gedreht wird.
    7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Paar von drehangetriebenen Walzen (2, 3) welche auf ihrer mit dem Rohling in Eingriff gelangenden Arbeitsfläche (4) je eine im Querschnitt der halbierten Querschnittsform des Rohlings entsprechende Rille (5) aufweisen, die in Umfangsrichtung der Walzen (2, 3) konisch ausgebildet ist und mit einer Spannzange (6) zum Halten des Rohlings, wobei eine Einrichtung (9) vorgesehen ist, um zwischen den Walzen (2, 3) und dem Rohling eine Relativbewegung zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (5) der Walzen (2, 3) eine der angestrebten Steigung des Rohlings entgegengesetzte Steigung aufweisen, und zusätzlich eine Vorrichtung (30, 31, 32, 33, 34) vorgesehen ist, die an dem der Spannzange (6) gegenüberliegenden Ende des Rohlings angreift, und den Rohling während der Verarbeitung mit einer axial wirkenden Kraft beaufschlagt.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung einer Rüttelbewegung zwischen dem Rohling und den Walzen (2, 3) in Axialrichtung des Rohlings vorgesehen ist.
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