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(11) |
EP 0 692 322 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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20.10.1999 Patentblatt 1999/42 |
(22) |
Anmeldetag: 20.06.1995 |
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Verfahren und Vorrichtung zum Verformen von Metallrohren zu konusförmigen oder sich
verjüngenden Körpern
Method and apparatus for shaping metal tubes into conical or tapering bodies
Procédé et appareil de façonnage de tubes métalliques en corps côniques ou effilés
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH DE FR GB IT LI NL SE |
(30) |
Priorität: |
24.06.1994 DE 4421683
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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17.01.1996 Patentblatt 1996/03 |
(73) |
Patentinhaber: CONTIPOLE Aluminium-Verarbeitungsgesellschaft m.b.H. |
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4843 Ampflwang (AT) |
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Erfinder: |
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- Weichhart, Peter
A-4800 Attnang-Puchheim (AT)
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(74) |
Vertreter: Brose, D. Karl, Dipl.-Ing. et al |
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Patentanwaltsbüro Brose & Brose,
Postfach 11 64,
Leutstettener Strasse 13 82301 Starnberg 82301 Starnberg (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 381 116 GB-A- 2 030 819
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GB-A- 431 135
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] 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)
[0002] Weiters betrifft diese Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
[0003] Metallrohre mit kreisförmigem Querschnitt werden insbesondere für Masten, Lichtmasten,
Fahnenstangen od. dgl. zu konischen Körpern umgeformt.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 oder 7 gelöst.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] 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.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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.
[0026] 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.
[0027] 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.
[0028] 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.
[0029] 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.
[0030] 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.
[0031] 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.
[0032] Eine Erweiterung der Erfindung besteht in der Aufbringung einer Drehbewegung der
Spannzange der Reckeinrichtung in beiden Richtungen zur Verdrehung des Rohres.
[0033] 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.
[0034] 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.
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.
1. A method for shaping metal tubes into cone-shaped bodies, in which a metal tube is
conically shaped by a pair of roll-shaped tools (2, 3) contacting the exterior of
the tube, said tools (2, 3) on their working surface each are having a groove (5),
which in cross-section is corresponding to the halved cross-section of the blank,
which in the circumferential direction is conically shaped and, wherein, by moving
the tools (2, 3) along the blank with a simultaneous changing of the shaping cross-section,
the cylindrical tube is conically drawn by the tools (2, 3), characterized in that
the blank during the shaping is stretched by the means of an additional force acting
in an axial direction over the entire blank, in that the tools (2, 3) for decreasing
the cross-section are moved on the blank opposite to the rolling direction and, in
that the grooves (5) of the tools (2, 3) are having an upgrade being contrary to the
desired upgrade of the blank.
2. A method according to claim 1, characterized in that the upgrade of the produced cone
is controlled by the velocity of the advance movement of the tools (turning movement)
with respect to the velocity of the longitudinal movement of the tool.
3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the tools and/or the blank
during the stretching procedure are exposed to additional shaking movements relative
to each other in the axial direction of the blank.
4. A method according to claim 1 to 3, characterized in that the stretching procedures
are in multiple steps, wherein each stretching step is corresponding to a singular
shaping step and that the step-wise shaping is beginning close to that section of
the blank to be formed, which is to have the smallest cross-section at the end of
the shaping.
5. A method according to claim 4, characterized in that the roll-shaped drawing tools
in their opened state are moved close to the position, which, at the end of the shaping,
should have the smallest cross-section and thereafter are closed so far that they
are just touching the surface of the blank and that thereafter the first stage of
the drawing procedure begins, wherein the blank and the tools (2, 3) are moved relative
to each other and the roll-shaped tools slowly and contrary to their normal rolling
direction are moved by a fraction of their entire circumference, wherein the smallest
opening is achieved at that point of the blank, which later should have the smallest
cross-section and that after the termination of this first stage of the shaping procedure
the roll-shaped tools again are completely opened and moved to a point, which against
the drawing direction is in a distance from the point at which the previous drawing
procedure had begun such that the tools now are moved along a further section of the
undeformed blank and in that the roll-shaped tools now again are closed up to the
undeformed diameter of the blank, wherein again a drawing procedure begins in which
the roll-shaped tools against their rolling direction are moved towards the blank,
wherein this procedure is continuously continued until the point of the blank is reached
which later should have the smallest cross-section, wherein, when this point is reached,
the roll-shaped tools have been moved towards each other by a larger fraction of their
entire circumference and a further step of the conical shaping therewith is terminated,
wherein the tools by turning are opened and are moved to a point on the undeformed
section of the blank being by a defined section distant from the last beginning point
of the shaping, wherein this procedure is repeated until the blank is completely conically
shaped.
6. A method according to claim 4 or 5, characterized in that the blank is turned between
the singular drawing procedures.
7. Apparatus for performing the method according to any of the claims 1 to 5 having a
pair of rotatably driven rolls (2, 3), which on their working surface (4) contacting
the blank each are having a groove (5) the cross-section of which is corresponding
to the halved cross-sectional shape of the blank, said grooves being conically shaped
in the circumferential direction of the rolls (2, 3) the apparatus having a collet
chuck (6) for holding the blank, wherein a means (9) being provided to create a relative
movement between the rolls (2, 3) and the blank, characterized in that the grooves
(5) of the rolls (2, 3) are having an upgrade being contrary to the desired upgrade
of the blank and that additionally an apparatus (30, 31, 32, 33, 34) is provided engaging
the end of the blank opposite to the collet chuck (6) subjecting the blank during
the processing to an axially acting force.
8. Apparatus according to claim 7, characterized in that there is provided a means for
producing a shaking movement between the blank and the rolls (2, 3) in the axial direction
of the blank.
1. Procédé de formage de tubes métalliques en corps coniques, dans lequel un tube métallique
est déformé coniquement par une paire d'outils (2, 3) en forme de rouleaux, agissant
sur le côté extérieur du tube, les outils (2, 3) présentent chacun, sur leur surface
de travail, une gorge (5) dont la section correspond à la moitié de la forme de la
section de l'ébauche, laquelle gorge a une forme conique dans la direction périphérique
et le tube cylindrique est étiré coniquement par déplacement des outils (2, 3) le
long de l'ébauche en même temps que la section de formage est modifiée par les outils
(2, 3), caractérisé en ce que pendant la déformation, l'ébauche est étirée par une
force supplémentaire, agissant axialement sur toute l'ébauche et les outils (2, 3)
sont déplacés sur l'ébauche dans le sens contraire au sens du roulement, pour réduire
la section, et les gorges (5) des outils (2, 3) présentent une pente opposée à la
pente recherchée pour l'ébauche.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pente du cône produit est
commandée par la vitesse du mouvement d'avance de l'outil (mouvement de rotation)
par rapport à la vitesse du déplacement longitudinal de l'outil.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les outils et/ou l'ébauche
sont soumis, pendant l'étirage, à des mouvements de secousses supplémentaires les
uns par rapport aux autres, dans la direction axiale de l'ébauche.
4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les opérations d'étirage
s'effectuent en plusieurs étapes, chaque opération d'étirage correspondant à une étape
individuelle de formage et l'opération de formage par étapes commençant à proximité
de la partie de l'ébauche à déformer qui doit présenter la plus petite section à la
fin du formage.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les outils d'étirage en forme
de rouleaux, à l'état ouvert, sont déplacés à proximité de l'emplacement qui doit
présenter la plus petite section à la fin du formage et sont ensuite fermés, jusqu'à
ce qu'ils touchent tout juste la surface de l'ébauche, et commence ensuite la première
étape de l'opération d'étirage, l'ébauche et les outils (2, 3) étant déplacés l'une
par rapport aux autres et les outils en forme de rouleaux étant approchés lentement
de l'ébauche dans le sens contraire à leur sens normal de roulement sur une partie
de leur périmètre total, l'ouverture la plus étroite étant atteinte au point de l'ébauche
qui devra présenter plus tard la section la plus réduite, et à la fin de cette première
étape de l'opération de formage, les outils en forme de rouleaux sont à nouveau totalement
écartés l'un de l'autre, et sont déplacés en un point qui est un peu éloigné, dans
le sens contraire au sens d'étirage, du point auquel a commencé le dernier processus
d'étirage, de sorte que les outils passent sur une autre partie de l'ébauche non encore
déformée, et les outils en forme de rouleaux sont maintenant à nouveau réunis jusqu'au
diamètre non déformé de l'ébauche, un processus d'étirage commençant à nouveau au
cours duquel les outils en forme de rouleaux sont approchés de l'ébauche, dans le
sens contraire à leur sens de roulement, le processus étant poursuivi en continu jusqu'à
ce que soit atteint le point de l'ébauche qui doit présenter plus tard la section
la plus réduite, lorsque ce point est atteint, les outils en forme de rouleaux sont
rapprochés d'une partie assez grande de leur périmètre total, et une autre étape du
processus de réalisation d'un cône est ainsi terminée, les outils sont à nouveau écartés
par rotation, et déplacés en un point éloigné d'une distance déterminée du dernier
début de formage, sur la partie non encore déformée de l'ébauche, cette séquence se
renouvelant jusqu'à ce que l'ébauche soit totalement transformée en cône.
6. Procédé selon la revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on fait tourner l'ébauche
entre les différentes opérations d'étirage.
7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5,
comportant une paire de rouleaux (2, 3) entraînés en rotation qui présentent chacun
sur leur surface de travail (4) venant en prise avec l'ébauche, une gorge (5) dont
la section correspond à la moitié de la forme de la section de l'ébauche qui a une
forme conique dans la direction périphérique des rouleaux (2, 3) et comportant une
pince de serrage (6) pour maintenir l'ébauche, un dispositif (9) étant prévu pour
produire un déplacement relatif entre les rouleaux (2, 3) et l'ébauche, caractérisé
en ce que les gorges (5) des rouleaux (2, 3) présentent une pente opposée à la pente
recherchée pour l'ébauche et en ce qu'il est prévu en supplément un dispositif (30,
31, 32, 34) qui agit à l'extrémité de l'ébauche, opposée à la pince de serrage (6)
et l'ébauche est soumise à une force agissant axialement pendant la transformation.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un dispositif destiné à
produire un mouvement de secousses entre l'ébauche et les rouleaux (2, 3) dans la
direction axiale de l'ébauche, est prévu.