METHOD AND MACHINE FOR SPIN FORMING THIN-WALLED SEAMLESS TUBULAR ELBOWS

Abstract: 1. A method for spin-forming thin-walled seamless tubular elbows with any desired elbow radius, elbow angle and tube diameter from a short and thick-walled tubular blank material using a rotatable tubular elbow corepiece, characterized in that the short and thick-walled tubular blank material has the form of a section of a segment with a curvature matching the curvature of the tubular corepiece and that the blank material is fitted over the tubular corepiece and is rotated together with said corepiece according to corresponding tubular elbow radius arch-like between and through pressing rollers of a rotating pressing roller head rotating around the blank material for acting thereon, with said rotating pressing rollers acting with flow pressure onto the rotating blank material so that the same is stretched out and rolled out into a thin-walled sheet metal tubular elbow with its length elongated to many times the length of the blank material.

Description: Verfahren zum Ausfliessdrücken von dünnwandigen und nahtlose Rohrbogen von beliebugem Bogenradius, Rohrbogenwinkel und Rohr durchmesser aus einem dickwandigen Rohrrohling, mit oder ohne am Rohrbogen anschliessenden zylindrischen Rohrfortsätzen, und Maschine zur Durchführung des Verfahrens. Bis zur Zeit bestand keine Möglichkeit, dünnwandige Blechrohrbogen nahtlos in einem Stück zu biegen. Alle dickwandigen gezogenen Rohrbogen haben den Nachteil dass sie in Rohrberei ± sich in Kaliber verändern, hervorgerufen durchStauchungen auf der Rohrbogenaussenseite. Eine genaue Masshaltung und exakte Formgebung ist nicht möglich. Rohrbogen wie solche z.B. für Dachrinnenabfläufe Verwendung finden, sind nach wie vor aus zwei Teilen zusammengesetzt, durch Schweiss- oder Falznaht miteinande verbunden. Äus einem Stück bestehende Rohrbogen weisen unansehnliche weit abstehende Rippen auf, die durch Stauchung der Rohrbogeninnenseite entstehen. Vorliegende Erfindung sucht durch ein Verfahren obige Nachteile zu beheben, das sich zum Ausfliessdrüchen von dünnwandigen nahtle sen Rohrbogen von beliebigem Bogenradius, Bogenwinkel, Rohrdurchmesser aus einen kurzen und dickwandigen Rohrrohling bezieht, bei Einhaltung des Kalibers und exakter Formgebung, bei absolut glatter Oberfläche des Rohrbogens. Der dünnwandige Rohrbogen kann mit oder ohne zylindrische Rohrfortsätze hergestellt wer- den, aus Eisen Kupfer, Messing, Aluminium, Zink u.s.w. Die im Ausfliessdruckverfahren aus einem dickwandigen Rohrrchling hergestellten Blech-Rohrbogen können eine Wandstärke von 0,2 1,5 mm und mehr aufweisen. Gemäss dem vorliegenden Verfahren wird ein kurzer und dick wandiger Rohrrohling auf einen die gewünschte Rohrbogenform gebenden Rohrbogenkern aufgesetzt und mit diesem entsprechend dem gegebenen Rohrbogenradius zwischen, um den Rohcrrohling kreisenden und auf diesen einwirkenden Druckrollen eines rotie-nre-; Druckrollenkopfes bogenförmig eingeschwenkt, welche umlaufenden Durchrollen den Ausfliessdruck auf den einschwenkenden Rohrroh- ling bewirken und diesen in einen dünnwandigen Blech-Rohrboger mit glatter Rohroberfläche auswalzen. Während dem Einschwenkvorgang werden die Druckrollen zur Au übung des Fliessdruckes auf den zu bildenden Rohrbeen adia aufeinander zulaufend nachgestellt. Der Rohrrohling kann auf diese Weise in einen Blechrohrbogen von ca. 0,2 bis 1,5 stärke umgewandelt werden, und zwar von beliebigem Bogenradius, Bodenwinkel und Rohrdurchmesser, bei absolut glatter Rohrbogen- oberfläche und genauster Kaliberhaltung und exakter Formgebung aus einem Stück ohne jegliche Naht. Zur Erzielung von zylindrischen Rohrbogenfortsätzen zur bereits ausgewaltzen Blechrohrbogen wird ein zylindrisc kern an. den den Rohrbogen tragenden Bogenkern stirnseits Kernverlängerung angesetzt, worauf das zylindrische Ausfliesser cken durch Verschieben eines Supports parallel zur Achse des Druckrollenkopfes erfolgt Gemäss dem Verfahren ist es auch möglich, dickwandlge Rohin dünnwandige zylindrische Blechrohre umzuarbeiten. Die zu bearbeitenden Rohlinge rotieren nicht, sondern sie werden durch die radial verstellbaren Druckrollen des angetrisbenen Druckrollenkopfes mit Fliessdruck bearbeitet, indem die Druckrollen das Werkstück umkreisen. Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Maschine,? die.in einem Maschinengestell einen motorisch angetriebenen Druckrollen kopf mit radial von und gegeneinander verschiebbaren bzw. steuer- baren Druckrollen drehtbar lagert, unter welchem sich auf einer Grundplatte ein längs- und querverschiebbarer Kreuzschlitten befindet. Auf letzterem ruht um eine vertikale Schwenkachse schaenkbarer Support als Träger eines auswechselbaren, den Rohr bogenrohling aufnehmenden Rohrbogenkern, welcher den Rohrbogen radius einhaltend, zwischen die umlaufenden Druckrollen in den Druckrollenkopf bogenförmig einschwenkbar ist. Auf beiliegenden Zeichnungen ist die Maschine in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 die Maschine in einer Längsansicht, Fig. 2 eine Draufsicht, Fig. 3 eine Draufsicht ohne den Druckrollenkopf, Fig. 4 einen Druckrollenkopf im Längsschnitt mit Support, Fir. 5 den Druckrollenkopf in Vorderansicht, Fig. 6 und 7 einen Rohrrohling in Ansicht und Draufsicht, Fig. 8 den nach dem vorliegenden Fliessdruckverfahren herge stellte nahtlose und falzlose glatte, aus einem Stück geformte dünnwandige Blechrohrbogen in Ansicht. Auf einer Grundplatte 1 eines Maschinengestelies 2 ruht ein Elektromotor 3 für den Antrieb eines Druckrollenkopfes 4. Letzterer ist mit einer Hohlwelle 5 mittelet Lager 6, 7 im Maschinengestell 2 drehbar gelagert. In der Hohb.elle 5 ruht achsial verschiebbar aber nicht drehbar eine Schubstange 8 die hydraulisch, pneur:atisch etc. bei 9 (Zylinder mit Kolben) betätigt wird. AB freien im ùrucì;rollenkopS 4 vorstehenden Schubstangenende sitzt ein auswechselbarer zylindrischer Rohrkern 10, der durch einen im Durchmesser anderst dimensionierten Rohrkern ersetzbar ist. Die Schubstange ss wird on Führungslagern 11 geführt. Auf dem Druckrollenkopf 4 ist ein hin- und herschiebbarer Zylinder 12 aufgefschoben, mechanisch bei 13 oder auf eine andere Art und Weise steuerbar. Dieser weist einen konischen Innenmantel 14 auf, zur Steuerung von im Druckrollenkopf 4 radial zueinander versvellbaren drei Druckrollen 15 in Sternform. Letztere sind im Druckrollenkopf 4 mit Führungsachsen 16 zum Beispiel federbelastet geführt, sodass die freien Enden der Achsen 16 am Innen mantel 14 anliegen. Zur Steuerung bzw. Längverschiebung des Zylin ders 12 auf den Druckrollenkopf 4 können Rollen 17 auf einen Flansch 18 des Zylinders 12 durch Verschiebung derselben einwirken. Unter dem Druckrollenkopf 4 ist auf der Grundplatte 1 ein Kreuz schlitten 19 auf Stangen 20 des Maschinengestelles 2 hinund herschiebbar geführt, während der obere Kreuzschlittenteil 21 quer verstellbar ist. Auf dem letzteren sitzt an einer Vertikalachse 22 ein Support 23 zur Aufnahme eines auswechselbaren Rohrbogenkerns 24. Auf diesen wird wie bereits eingangs errshnt, der zu bearbeitende dicke Rohrrohling 25 aufgeschoben. Je nach dem gewünschten Radius des Rohrbogens und flurchmesser des Rohres ist der Schwenkradius R des Supports 23 verkürzbar oder verlän garbar durch Auswechslung des entsprechenden Supports 23 und gleichzeitiger Querverstellung des Kreuzschlittenoberteils 21, was durch Querschlitze 26 in diesem ermöglicht wird. Der Support 23 wird von einem Elektromotor 27 über ein Getriebe 28 zur Aus übung einer Schenkbewegung im Radius R des Rohrbogenkerns 24 mit dem Rohrrohling in Richtung Druckrollenkopf 4 und dessen umlaufenden Druckrollen 15 angetrieben. Der Kreuzschlitten steht mit einer von einem Zylinder 29 aus gesteuerten Stange 30 in Bewegungsvrbindung, wiedoruri hydraulisch pneumatisch, elektrisc oder von aand steuerbar. Um den dünnwandigen fertigen Rohrbogen 33 von Rohrkern 24 a- streifen zu können, dient ein allseitig auf dem Nreuzschlitten 19 auf dessen Oberteil 21 scgwenkbarer Auswurfhebel 31, der mit einem am freien Ende befindlichen Gabel stück 32 oder dergleichen den Bogenkern 24 stirnseits am einen Rohrbogenende des ausgewalzten Blecrohrbogens 33 bei 36 umfasst. Durch Ausschwingen des Auswurfhebels 31 in Richtung Rohrbogenradius ist der Rohrbogen 33 vom Rohrbogenkern 24 abziehbar, wenn der Schlitten 19, 21 mit der Stange 30, zusammen mit dem Support 23 vom Druckrollenkopf 4 weggeschoben wurde. Wenn der Rohrbogen 33 zylindrische Rohrfortsätze 34 aufweisen soll, dann wird am Rohrbogenkern 24 stirnseitig der zylindrische Kernfortsatz 10 benötigt, der an der Schubstange 8 sitzt, welcher stirnseits als Verlängerung an den Rohrbogenkern 24 mit der Schubstange 8 vorgeschoben wird. Der zgerzielende zylindrische Rohrbogenfortsatz 34 kann je nach Wunsch gegenüber dem Rohrbogendurchmesser gleich, grösser oder kleiner sein. Es können somit die zylindrischen Rohrbogenfortsätze 34 auch weit oder eng angeformt werden. Für die zylindrische Auswalzung im Fliessdruckverfahren tritt der Zylinder 9 mit Kolben in Aktion, um die Längsverschiebung des Kreuzschlittens 19 zu bewirken, wobei der Zylinder 29 mit Kolben mitwirken kann, oder lediglich mitverschober. wird. Statt die Auswechslung des Supports 23 bei verändertem Rohrbogenradius fl eines herzustellenden Blech-Rohrbogens vorzunehmen, ist es auzh denkbar, den Auslegearm 25 des Supports 23 verkürzbar oder verlängerbar zu konstruieren. Der nach dem Verfahren mit der Maschine aus einem Stück nahtlos und falzios hergestellte Blech-Rohrbogen 33 (Fig. 8) weist eine absoltlt glatte Oberfläche auf. Er ist kaliberhaltig und formgerecht. Er kann als Verlängerung des Rohrbogen zylindrische Rohrbogenfortsätze 34 aufweisen, die gleich dem Rohrbogendurchmesser oder verengt oder ausgeweitet sein können. Dio Wandstärke misst ca. 0,2 bis 1,5 mm je nach Verwendungszweck des Blechrohrbogens.

Claims: P at entansrÜche 1. Verfahren zum Ausfliessdrücken von dünnwandigen naht- und falzlosen Blech-Rohrbogen von beliebigem Bogenradius, Bogenwin kel und Röhrdurchmesser aus einem kurzen und dickwandigen Rohrrohling, mit oder ohne am Rohrbogen anschliessenden zylindrischel Rohrfortsätzen, dadurch gekennzeichnet, dass ein kurzer und dick wandiger Rohrrohling auf einen die gewünschte Rohrbogenform gebei den Rohrbogenkern aufgesetzt und mit diesem entsprechend dem gegen benen Rohrbogenradius zwischen um den Rohrrohling kreisenden und auf diesen einwirkenden Druckrollen eines rotierenden Druckrollex kopfes bogenförmig eingeschwenkt wird, welche umlaufenden Druckrollen den Ausfliessdruck auf den einschwenkenden Rohrrohling bewirken und diesen in einen dünnwandigen Blech-Rohrbogen mit glatter Rohroberfläche auswalzen. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung von zylindrischen Rohrbogenfortsätzen am ausgewalzten Blech-Rohrbogen ein zylindrischar Rohrkern als Verlängerung an dz den Rohrbogen tragenden Bogenkern angesetzt wird, worauf durch Verschieben des Blech-Rohrbogens in der Achse des zylindrischen Rohrkerns in den Bereich der umlaufenden Druckrollen, die längen mässige Auswalzung des zylindrischen Rohrbogenfortsatzes erfolgt 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung von lediglich zylindrischen Blechrohren, dessen Rohrrohling auf einem zylindrischen Rohrkern aufgesetzt und mit diesem zwischen die.umlaufenden Druckrollen bei nicht rotierende! Rohrkern axial verschoben wird. 4. Maschine zur Herstellung von . iShtlosen und falzlosen dünn- wandigen Blech-Rohrbogen mit glatter Oberfläche uni beliebigem Bogenradius, Bogenwinkel und Rohrdurchmesser aus einem kurzen und dickwandigen Rohrrohling, nach dom Vorfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf einem mit Grundplatte (1) versehenen Maschinengestell (2) ein Druckrollenkopf (4) mit radial verstellbaren Druckrollen (15) drehbar lagert, unter welchem ein um eine verikale Achse (22) schwenkend antreibbarer Sup- port (23) festsitzt, der als Trager eines, einen Rohrrohling (25) aufnehmenden Rohrbogenkern (24) dient, der durch Schwenk kung um den Rohrbogenradius (R) zwischen die umlaufenden Druckrollen (15) des Druckrollenkopfes (4) führbar ist, die den Rohrrohling durch Auswalzen in einen Blech-Rohrbogen ve?wandelt. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Support (23) gegen einen anderen Support mit verändertem bzw. kürzerem oder längerem Auslegearm (35) in Anpassung an den ge wünschen Rohrbogenradius (R) auswechselbar ist. 6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Support (23) einen in seiner Lange veränderlichen Auslegearm (35) besitzt. 7. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem angetriebenen Druckrollenkopf (4) ein koaxialer Zylinder (12) axial verschiebbar gelagert ist, der mit einem hohlkonischen Innenmantel (14) versehen ist, gegen welchen Führungsbolzen (16) der Druckrollen (15) unter Ferderwirkung anliegen, welche durch axiales Verschieben des Zylinders (12) auf dem Druckrollenkopf (4) von und gegeneiander radial steuerbar sind. 8. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Druckrollenkopf (4) und dessen Hohlwelle (5) eine nicht mitdrehbare aber längsverschiebbare Schubstange (8) lagert, die im Bereich des Druckrollenkopfes (4) einen: zylindrischen und auswechselbaren Rohrkern (10) trägt, der durch Verschieben der Schubstange (8) als Verlängerung am Bogenkern (24) stirnseits ansetzbar ist, bei gleichbleibendem, geringerem oder grösseren Durchmesser gegenüber demjenigen des Bogenkerns (24), sodass durch Längsverschiebung der Schubstange (8) am Blechrohrbogen (33) bei umlaufenden Druckrollen (15) ein zylindrischer Rohrbogenfortsatz (34) im Auafliessdruckverfahren auswalzbar ist. 9. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der den Bogenkern (24 > tragende Support (23) um die Vertikalachse (22) mittels Elektromotor (27) über ein Getriebe (28) steuer- bzw. schwenkbar ist, welche Teile sich auf dem oberen quer verstellbaren Kreuzschlittenteil (21) befinden. 10. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (22) des Supports (23) in bezug zur Rotationsachse des Druckrollenkopfes (4) mit Hilfe des Kreuzschlittens (19, 21) längenmässig veränderbar ist. 11. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein allseitig ausschwenkbarer Auswurfhebel (31) auf dem Kreuzschlitten oberteil (21) angeordnet ist, dessen freies oberes Ende (32) stirnseits am ausgewalzten Blech-Rohrbogen (33) angesetzt, letzterer vom Bogenkern (24) bei ausfahrendem Blechrohrbogen aus dem Druckrollenkopf (4) abstreifbar ist.

Inventors: BLASER, HEINZ
Applicants: BLASER, HEINZ
Application year: 1979
Main classification: B21D22
IPC codes: B21C37, B21D22