DE540061C - Maschine zur Herstellung hochelastischer Federrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine mit zwei inneren und einer äußeren Druckwalze zur Herstellung hochelastischer Federrohre, auch Balge genannt, wie sie als Maschinenelemente für Thermostaten, Druckregler, Stopfbüchsen u. dgl. Verwendung finden.

Das wesentliche Merkmal des Erfindungsgegenstandes gegenüber bekannten Einrichtungen, die entweder fehlerhaft und unrationell

to arbeiten oder sehr teuer sind, beruht im wesentlichen darin, daß der seitliche Abstand der inneren, dauernd umlaufenden Druckwalzen sich dem in der Breite abnehmenden und in der Tiefe zunehmenden Profil einer äußeren, bei Herstellung jeder Welle nur einmal umlaufenden Druckwalze selbsttätig anpaßt. Das in der Breite abnehmende und in der Tiefe zunehmende Profil der äußeren Druckwalze erstreckt sich zweckmäßig nur auf etwa ⁴/_s des Umfanges der Walze, während das letzte Fünftel des Profiles ein gleichmäßig dünnes und gleichmäßig hohes Profil aufweist. Das zu formende Federrohr soll mindestens eine volle Umdrehung auf diesem gleichmäßig hohen und gleichmäßig schmalen Profil beenden.

Durch die Maschine nach der Erfindung werden nicht nur die Herstellungskosten solcher Federrohre vermindert, es wird auch deren Qualität bedeutend verbessert, da durch eine möglichst gleichmäßige Materialverteilung der Werkstoff nicht mehr als unbedingt nötig beansprucht wird.

Auf der Maschine können sowohl vorgewellte als auch glattwandige Rohre verarbeitet, d. h.

zu Federrohren umgewandelt werden. Die Ver-Wendung vorgewellter Rohre hat gegenüber der von glattwandigen Rohren den Vorteil einer besseren Materialverteilung.

Zur Vorwellung der Rohre kann man sich bekannter Verfahren bedienen. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung eines innerhalb einer Matrize gelagerten Kautschukstempels, der durch einen beweglichen Metallstempel gegen einen als Auflager dienenden ortsfesten Metallstemp el gedrückt und dadurch zusammengepreßt wird, wobei die hierdurch bewirkte Verbreiterung des Kautschukstempels die Umformung des an der Formrille der Matrize liegenden Teils der Rohrwandung zur Welle herbeiführt.. Die Vorwellung des Rohres kann aber auch in anderer Weise, z. B. durch Walzen, hydraulischen Druck o. dgl., vorgenommen werden.

Falls Federrohre mit Boden hergestellt werden sollen, ist es bei der Verwendung von glattwandigen Rohren zweckmäßig, mit der Wellung am Boden zu beginnen, damit der Abstand der untersten Welle vom Boden stets ein gleichmäßiger wird. Bei beiderseits offenen Rohren ist es belanglos, an welcher Seite oder ob in der Mitte mit der Wellung begonnen wird.

Erwähnt sei ferner, daß die Herstellungsweise nach der Erfindung die Verwendung eines verhältnismäßig kurzen und damit stabilen inneren Walzdornes gestattet, weil das Federrohr nur einem einzigen Walzprozeß unterzogen wird und somit der Dorn bei Federrohren mit Boden nur die Länge des fertigen Federrohres selbst zu besitzen braucht, bei beiderseits offenen Feder-

rohren sogar nur die halbe Länge des fertigen Federrohres. Wenn dagegen mehrere Walzgänge erforderlich sind, wie bei bekannten Verfahren, so erfolgt die Kürzung des ursprünglich glatten Rohres nur sukzessive von einem Arbeitsgang zum anderen, so daß für die ersten Walzgänge, bei denen das Rohr noch relativ lang ist, entsprechend lange Dome erforderlich sind, welche die erforderliche Stabilität nicht ίο mehr aufweisen.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschau-. licht, wobei darstellen:

Fig. ι eine Gesamtansicht von oben, Fig. 2 eine Ansicht von der Stirnseite,

Fig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1 in etwas größerem Maßstabe.

Fig. 4 und 5, 6 und 7 zeigen in Teilansichten die Arbeitsstellungen der Werkzeuge für die Bearbeitung von vorgewellten und von glattwandigen Rohren.

In Fig. ι bis 3 bezeichnet 1 einen Spindelstock und 2 (Fig. ι und 2) eine Walzenträgerplatte, welche Teile auf einer Wange 3 montiert sind, die auf gußeisernen Füßen ruhen kann.

Der Spindelstock 1 ist mit zwei Lagern 4 und 4' zur Aufnahme der Spindeln 5 und 6 ausgerüstet, von denen die Spindel 5 in der Spindelo gleitet, so daß beide Spindeln gegeneinander in axialer Richtung verschoben werden können. Auf dem aus dem Lager 4 herausragenden Ende der Spindel 5 sitzt eine Riemenscheibe 7, die durch Treibriemen von einem Vorgelege mit Ein- und Ausrückung angetrieben wird. Die Riemenscheibe 7 wird zweckmäßig mit gerundetem Scheibenkranz ausgeführt, damit der Riemen bei der axialen Verschiebung der Spindel 5 stets in der Mitte des angetriebenen Rades läuft.

Eine Keilnut 8 (Fig. 3) dient zur Aufnahme eines Keiles 9, welcher bezweckt, die Drehung der Spindel5 auch auf die Spindelo zu übertragen. Am anderen Ende ist die Spindel 5 mit einem Innengewinde 10 zum Einsetzen des inneren Walzdornes 11 versehen. Die Spindel 6 dagegen ist außerhalb des Lagers 4¹ zu einer Büchse Ϊ2 ausgebildet. Diese dient zur Aufnahme einer Zwischenbüchse 13, welche in die Büchse 12 eingeschraubt ist. Eine Gegenmutter in Form eines Ringes 14 dient zur Feststellung der Büchse 13. Diese Gegenmutter 14 ist mit einem Schlitz 15 versehen, welcher mittels einer Schraube 16 zusammengezogen werden kann, so daß· ein Verstellen der Gegenmutter 14 während des Betriebes unmöglich ist. Die Büchse 13 besitzt ein Innengewinde zum Einschrauben des äußeren Walzdornes Vj. Dieser hat einen Ring 18 mit kantiger Außenfläche zum Anziehen und Loslösen des Walzdornes 17 mittels Gabelschlüssel. Die Büchse 13 kann auch aus einem Stück mit dem äußeren Walzdorn 17,18 bestehen. Durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben der Büchse 13 bzw. des Domes 17 in die Büchse 12 kann der Abstand zwischen den beiden Druckwalzen 19, 20 eingestellt werden. Dieser Abstand der beiden inneren Druckwalzen richtet sich nach der gewünschten Wellenhöhe bzw. nach der Distanz der Vorwellung am vorgewellten Federrohr. Die Walzen 19 und 20 werden so eingestellt, daß sie, wie aus Fig. 4 ersichtlich, möglichst genau in die vorgewellten Rillen 21 des Rohres 22 passen.

Um die Spindeln 5 und 6 während ihrer Umdrehung axial verschieben zu können, sind sie mit Bronzebüchsen 23 und 24 (Fig. 3) versehen. Diese Bronzebüchsen laufen zwischen Spurlagern 25 und 25¹ sowie 26 und 26¹.

Eine seitliche Verschiebung der Bronzebüchsen auf den Spindeln wird durch Ringe 27 und 28 sowie durch aufgeschraubte Stellringe 29 und 30 verhindert, welch letztere wieder durch Stellschrauben en 31 und 32 auf Gewinde der beiden Spindeln festgestellt sind.

Die seitliche Verschiebung der Bronzebüchsen 23 und 24 und dadurch der Spindeln 5 und 6 erfolgt durch Schenkel 33 und 34 (Fig. 1), welche die Büchsen 23 und 24 bei 35 und 36 schellenartig umfassen. Die schellenartigen Teile 35 und 36 sind mittels eingeschraubter Zapfen 37 und 37¹ sowie 38 und 38¹ drehbar in den Bronzebüchsen gelagert. Die Schenkel 33 und 34 drehen sich an der hinteren Seite auf Zapfen 39 und 40, welche auf der Grundplatte des Spindelstockes ι montiert sind. An der vorderen Seite sind die Schenkel durch ein scherenförmiges Gelenk miteinander verbunden. Auf der Grundplatte des Spindelstockes 1 ist der Zapfen 41 befestigt, auf welchem ein Schenkel 42 drehbar gelagert ist. Dieser Schenkel 42 ist mittels Zwischengelenken 43, 44 und durch Walzen 45, 46, 47 und 48 mit den Schenkeln 33 und 34 verbunden.

Der Schenkel 42 besitzt einen Verlängerungsarm 49, in welchem die Zugfeder 50 eingehängt ist. Die verschiedenen Bohrungen 51 ermögliehen ein Einhängen der Feder 50 mehr oder weniger weit vom Drehpunkt 41 des Schenkels 42 entfernt, so daß dadurch die Wirkung der Zugfeder 50 nach Bedarf abgestuft werden kann.

Die Feder 50 ist mit ihrem anderen Ende an einem Zapfen 52 befestigt, welcher auf der Grundplatte 2 angebracht ist und verstellbar ausgebildet sein kann.. Auf dem Zapfen 47 bzw. dem Schenkel 42 sitzt ferner ein Bügel 53, welcher mit einem anderen Bügel 54 durch Schraubenbolzen 56 und 57 sowie durch eine Mutterschraube 58 und Gegenmuttern 59 und verbunden ist. Einer der Schraubenbolzen 56 oder 57 besitzt Linksgewinde, der andere Rechtsgewinde. Desgleichen besitzt die Mutter 58 zur Hälfte Linksgewinde und zur Hälfte Rechtsgewinde, so daß durch Drehen dieser Mutter 58

der Abstand der beiden Zapfen 47 und 61 geändert werden kann.

Der Zapfen 61 ist in einem Schenkel 62 gelagert, der sich am hinteren Ende um einen Zapfen 63¹ dreht, welcher auf der Grundplatte 2 befestigt ist. Am vorderen Ende besitzt der Schenkel 62 einen Handgriff 63. Auf der Grundplatte 2 sind ferner die beiden Lagerböcke 64 und 65 angebracht, die zur Aufnahme einer

ίο Welle 66 bestimmt sind. Diese Welle ist zweckmäßig mittels Kugellagern in den Lagerböcken 64 und 65 gelagert.

Die Welle 66 dient zur Aufnahme einer Druckwalzenscheibe 67, die mittels eines Bundes 68 der Welle 66 und einer Mutter 69 fest mit der Welle 66 verbunden wird.

Die Walzenscheibe 67 besitzt an ihrem äußeren Umfang einen Profilring 70 mit einem in der Breite abnehmenden und im Durchmesser zu-

ao nehmenden Profil. Zur Erzeugung einer Welle macht die Walzenscheibe 67 nur eine Umdrehung. Sie beginnt mit dem niedrigen, breiten Profil, welches bei Bearbeitung eines vorgewellten Rohres in dieVorwellung dieses Rohres 22 paßt (Fig. 4), und endigt mit dem hohen, schmalen Profil (Fig. 5).

Bei der Bearbeitung eines glattwandigen Rohres 22¹ (Fig. 6 und 7) liegt das niedrige, breite Profil des Profilringes 70 bei Beginn der Umdrehung der Walze 67 der Außenwandung des Rohres 22^x an (Fig. 6).

An der Stelle, an der das breite Profil des Ringes 70 beginnt und das schmale Profil endigt, befindet sich ein Ausschnitt 71 (Fig. 2).

Die Walzenscheibe 67 wird durch einen Arretierstift 72 (Fig. 1), welcher in eine Bohrung 73 der Scheibe 67 greift, jeweils in dem Zeitpunkte angehalten, wenn der Walzenscheibenausschnitt 71 sich auf der Höhe der Druckwalzen 19, 20 befindet (Fig. 2), in welcher Stellung die Bearbeitung einer Welle beendet ist (Fig. 5 und 7).

Der Ausschnitt 71 in der Walzenscheibe 67 gibt also das Rohr 22 bzw. 22¹ nach Beendigung jeder Welle frei.

Das abnehmende Profil der Walzenscheibe 67 erstreckt sich nur auf etwa ⁴/₅ des Scheibenumfanges, während der letzte Profilabschnitt von etwa ¹J₅ des Scheibenumfanges entsprechend dem Umfang des Federrohres ein gleichmäßig dünnes Profil aufweist, damit das Federrohr auf dem die Bearbeitung beendenden Profilteil mindestens eine volle Umdrehung beschreiben kann zwecks Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Wellung.

Der Arretierstift 72 (Fig. 1) ist in einer Büchse 74 gelagert und wird durch eine in dieser Büchse befindliche Feder stets gegen die Walzenscheibe 67 gedruckt. Auf der anderen Seite greift der Arretierstift mit einem rechtwinklig abgebogenen Zapfen 76 in einen Schlitz 75 des Schenkels 62 ein.

Die "Stellschraube yj gestattet ein genaues Einstellen der Grundplatte 2 bzw. der Walzenscheibe 6¹J in bezug auf die inneren Walzen 19, 20.

Der Vorgang beim Wellen des Rohres ist nun folgender: Die Spindeln 5 und 6 und somit die inneren Walzen 19, 20 befinden sich in dauernder Umdrehung. Mit der rechten Hand hält die Bedienungsperson das Werkstück, d. h. das Rohr22 bzw. 22¹ möglichst parallel zur Achse des Spindelstockes. Mit der linken Hand umfaßt sie den Handgriff 63. Die Walzenscheibe 67 befindet sich in der Ausgangsstellung, wie durch Fig. 2 veranschaulicht, so daß das Rohr 22 über die sich drehenden Walzen 19, 20 geschoben werden kann und das erste zu formende Wellental des Rohres 22 zwischen diese zwei Walzen 19, 20 zu liegen kommt (Fig. 4 bzw. 6). Nun schiebt der Bedienende den Handgriff 63 nach links in Richtung des Pfeiles I (Fig. 1), wodurch die inneren Walzen 19, 20 durch die Schenkelübertragung 42, 43, 44, 33 und 34 nach beiden Seiten auseinandergehen. Sobald dies geschehen ist und der Handgriff 63 sich in der Endstellung befindet, wird auch gleichzeitig der Arretierstift 72 ausgelöst, d. h. aus der Vertiefung 73 der Scheibe 67 herausgezogen, wodurch die Scheibe freigegeben wird. Da das obere breitere Profil 70 der Scheibe 67 schwerer ist als das untere dünnere Profil und zufolge der Kugellagerung kein großer Reibungswiderstand zu überwinden ist, setzt sich die Scheibe 67 sofort in Drehung und wird alsdann von den sich drehenden Walzen 19, 20 bzw. dem Werkstück 22 mitgenommen.

In dem Zeitpunkt, in dem die Scheibe 67 mit ihrem Profil 70 zwischen den Walzen 19, 20 eingreift, gibt der Bedienende den Handgriff 63 frei, so daß dieser Handgriff in seine Ausgangsstellung zurückgehen kann. Die Feder 50 zieht nun den Hebel 49 zurück und übt dadurch einen konzentrischen Druck der Walzen 19, 20 auf die innere Rohrwandung aus; die inneren Walzen drücken also die Flanke der zu erzeugenden Welle stets kräftig gegen das Profil 70 der äußeren Scheibe 67, wodurch jede Faltenbildung verhindert und das Bilden der Wellen erleichtert wird und die Flanken der Wellen vollständig gerade ausfallen.

Sobald die Scheibe 67 eine vollständige Drehung beschrieben hat, ist auch der Schenkel 62 wieder in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt, und der Arretierbolzen 72 rückt sich wieder in die Vertiefung 73 der Scheibe 67 ein und bringt diese zum Stillstand. Der Bedienende verschiebt hierauf das Federrohr 22 um eine Wellenbreite und betätigt von neuem den Handgriff 63, wie vorstehend erklärt, so daß die Teile wieder die Stellung der Fig. 4 bzw. 6 einnehmen.

Der vollständige Arbeitsgang dauert nur einige Sekunden pro Welle. Es können beispiels-

weise durchschnittlich 40 Stück Federrohre von etwa 26 mm Lichtweite und etwa 38 mm Außendurchmesser von je 30 Wellen stündlich hergestellt werden. Das macht insgesamt 1200 Wellen pro Stunde bei einem Kraftbedarf von etwa ¹Z₄ PS. Die an sich sehr einfache und somit billige Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet also gegenüber bekannten Maschinen dieser Art äußerst wirtschaftlich.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Maschine zur Herstellung hochelastischer Federrohre mit in sich geschlossenen ringförmigen Wellen, bei der das Rohr durch eine äußere und zwei innere Druckwalzen gewellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand der inneren, dauernd umlaufenden Druckwalzen (19, 20) sich dem in der Breite abnehmenden und in der Tiefe

ao zunehmenden Profil (70) einer äußeren, bei Herstellung jeder Welle nur einmal umlaufenden Druckwalze (67) selbsttätig anpaßt.

2. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialer Richtung verschiebbaren inneren Walzen (19, 20) mittels scherenartiger Gelenke (42, 43, 44) und Schenkel (33 und 34) gesteuert werden.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der inneren Walzen (19, 20) gegen den Profilring (70) der äußeren Profilwalze (67) nach Bedarf dadurch geändert werden kann, daß eine mit einem Verlängerungsarm (49) eines Schenkels (42) des scherenartigen Gelenkes zu verbindende Feder (50) nach Bedarf in eine von mehreren mehr oder weniger weit vom Drehpunkt (41) des Schenkels (42) entfernte Bohrungen (51) des Verlängerungsarmes (49) eingehängt werden kann.

4. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangsabstand der beiden inneren Druckwalzen (19, 20) durch mehr oder "weniger tiefes Einschrauben des einen (äußeren) Walzdornes (17) in eine Büchse (12) nach Bedarf eingestellt werden kann, wobei ein Lösen des Domes (17) durch eine den Dorn oder Teile, desselben umfassende Gegenmutter in Form eines mit einem Klemmschlitz (15) versehenen Ringes (14) verhindert wird.

5. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Profilwalze (67) am Übergang vom breiten niederen Profil zum schmalen tiefen Profil einen Ausschnitt (71) am äußeren Umfange besitzt, welcher die axiale Verschiebung des Rohres (22 bzw. 22') nach jeweils beendigter Wellung erlaubt, und daß die Profilwalze (67) durch einen Arretierstift (72) in der Anfangsstellung festgehalten wird.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auseinanderschieben der Innenwalzen (19, 20) durch einen Handhebel (63) erfolgt und dabei gleichzeitig der Arretierstift (72) die äußere Profilwalze (67) 5s freigibt.

7. Maschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Walze (67) eine solche Gewichtsverteilung besitzt, daß sie sich sofort nach Freigabe durch den Arretierstift (72) zu drehen beginnt, um alsdann, nachdem sie in Berührung mit dem von den inneren Walzen (19, 20) in Drehung versetzten Rohr (22) gekommen ist, von diesem umgedreht zu werden.

8. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Breite abnehmende und in der Tiefe zunehmende Profil der äußeren Druckwalze (67) nur auf etwa ⁴/₅ des Umfanges der Walze sich erstreckt und das letzte Fünftel des. Profiles ein gleichmäßig dünnes und gleichmäßig hohes Profil aufweist, und daß das zu formende Federrohr (22) mindestens eine volle Umdrehung auf diesem gleichmäßig hohen und gleichmäßig schmalen Profil beendet.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen