DE2651889C3

DE2651889C3 - Einziehwerkzeug

Info

Publication number: DE2651889C3
Application number: DE2651889A
Authority: DE
Inventors: Joseph W. Dayton Ohio Smith
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1975-11-26
Filing date: 1976-11-13
Publication date: 1982-01-14
Also published as: FR2332827B1; IT1064551B; GB1530020A; BR7607805A; US4033163A; FR2332827A1; DE2651889B2; CA1051824A; DE2651889A1; NL7612431A

Description

Die Erfindung betrifft ein Einziehwerkzeug zur Bearbeitung der Außenfläche des Endabschnittes eines rohrförmigen Werkstückes, mit einer Dornhülse mit einer konisch ausgebildeten inneren Oberfläche, einer sich durch die Mitte der Dornhülse erstreckenden Welle, einem innerhalb der Dornhülse angeordneten Rollenkäfig, der mit einer Reihe von Umfangsöffnungen versehen ist, einer Reihe von in dem Käfig angeordneten und in den Umfangsöffnungen drehbar gelagerten Einziehrollen, die mit der Außenfläche des Werkstücks in Kontakt bringbar sind, und einer den Rollenkäfig in Axialrichtung beaufschlagenden Feder.

Derartige Einziehwerkzeuge finden insbesondere bei Bohrrohren Verwendung, wie sie bei öl- und Gasbohrungen benutzt werden, um deren aufgeweitete Enden auf ihre ursprüngliche Größe zurückzuführen. Ein Einziehwerkzeug der vorstehend beschriebenen Art ist aus der US-PS 38 15 397 bekannt geworden. Bei diesem bekannten Werkzeug sind der Rollenkäfig sowie die darin gelagerten Rollen in Axialrichtung stationär angeordnet. Der Enddurchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes wird dabii so eingestellt, daß die Dornhülse relativ zu einem Antriebselement verschoben und mit einer Stellschraube arretiert wird. Die stark konisch ausgebildeten Vorderseiten der Rollen dienen zum Einziehen des Werkstücks, während die schwächer konisch ausgebildeten Rückseiten die Fertigbearbeitung des Werkstückes durchführen. Der Rollenkäfig wird über die Feder nach innen gegen ein Drucklager gepreßt.

Infolge der axial stationären Anordnung des Rollenkäfigs und der damit verbundenen axial stationären Lage der Rollen ist das Ausmaß, um das der Werkstückaußendurchmesser reduziert werden kann, relativ gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einziehwerkzeug zu schaffen, mit dem der Werkstückaußendurchmesser um ein größeres Ausmaß verringerbar ist als bei dem bekannten Werkzeug.
Diese Aufgabe ist bei einem Einziehwerkzeug der

ίο eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rollenkäfig gleitend auf der Welle montiert und durch die Feder entgegen der Bewegungsrichtung des Werkstücks beaufschlagt ist und daß eine axial einstellbare Anschlagplatte zur Begrenzung der axialen Einwärtsbewegung des Rollenkäfigs und gleichzeitig der radialen Einwärtsbewegung der Rollen vorgesehen ist

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform können sich somit der Rollenkäfig und damit die Rollen axial innerhalb der Dornhülse bewegen, so daß der Außendurchmesser des eingeführten Werkstücks fortlaufend reduziert wird. Das Ausmaß der Reduzierung ist somit von derjenigen Strecke abhängig, um die sich die Rollen in die Dornhülse hineinbewegen. Zweifelsohne kann somit der Außendurchmesser des Werkstücks um einen größeren Betrag reduziert werden als dies mit dem bekannten Werkzeug möglich ist Zum Einstellen dieses Betrages dient eine Anschlagplatte, die die Einwärtsbewegung des Rollenkäfigs in die Dornhülse hinein begrenzt.

Zweckmäßigerweise ist der Rollenkäfig auf einer gleitend auf der Welle montierten Lagerbuchse befestigt. Bei der Einführung des Werkstückes in das Werkzeug gleitet die Lagerbuchse auf der Welle so weit in das Innere des Werkzeuges, bis die axiale Einwärtsbewegung des Rollenkäfigs durch die axial einstellbare Anschlagplatte begrenzt wird. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist an der Lagerbuchse ein Positionierstutzen montiert, an dem ein ringförmiges Anschlagelement befestigt ist, das relativ zum Stutzen axial einstellbar und mit dem Werkstück in Kontakt bringbar ist. Das Werkstück wird dabei so weit zwischen die Rollen eingeführt, bis es gegen das Anschlagelement stößt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein Einziehwerkzeug, bei dem sich die Einziehrollen in der Ausgangsstellung befinden;und

F i g. 2 einen Schnitt durch das in F i g. 1 dargestellte Werkzeug, wobei sich die Einziehrollen in der Endlage befinden.

Die Zeichnung zeigt ein Einziehwerkzeug mit einem Lager oder Antriebskörper 10, der an,einem zusätzlichen Ausrüstungsteil, wie beispielsweise einem auf einer Drehbank gelagerten Flansch oder irgendeiner anderen umlaufenden Einrichtung befestigt werden kann, die das Werkzeug während des Drehens des Werkstücks stationär hält, oder an einem auf einer Spindel gelagerten Flansch, der eine Umlaufkraft überträgt, während das Werkstück stationär gehalten wird. Zur Zusammenwirkung mit dem Flansch sind Umfangsbolzen 12 vorgesehen. Der Antriebskörper 10 besitzt eine

t>5 Bohrung 14 und eine mit Gewinde versehene Schulter 16, die so bemessen ist, daß sie mit einer mit Gewinde versehenen Schulter auf einer Dornhülse 18 zusammenpaßt. Die Dornhülse 18 weist eine Innenbohrung 20 auf,

die sich durch die Hülse hindurch erstreckt und von dem vorderen oder Werkstückende der Hülse zu dem hinteren oder Antriebskörper der Hülse verjüngt ist Die Innenseite 20 ist im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet

In dem Antriebskörper 10 ist eine Welle 22 zentrisch gelagert, die sich nach vorn bis zfi einem Punkt unmittelbar vor dem Ende der Dornhülse 18 erstreckt Die Welle 22 ist in dem Antriebskörper 10 mittels Halteringen 24 fixiert, die in Schlitzen auf der Welle angeordnet sind und jedes Ende des Antriebskörpers 10 erfassen. Eine Lagerbuchse 26 ist auf der Welle 22 montiert und kann über deren gesamte Länge eine Gleitbewegung ausführen. An dem Lager 26 ist ein zylindrischer Rollenkäfig 28 befestigt Dieser weist um den Umfang herum eine Reihe öffnungen auf, die so bemessen sind, daß sie jeweils eine drehbar gelagerte Einziehrolle 30 aufnehmen. Der Außendurchmesser des Rollenkäfigs 28 ist kleiner als der kleinste Innendurchmesser der Bohrung 20, wodurch der Käfig 28 ohne Berührung der Bohrungswand über die Länge der Welle 22 entlang bewegt werden kann. Die Rollen 30 sind konisch ausgebildet, wobei das Ausmaß der Konizität etwa die Hälfte der Konizität der inneren konischen Bohrungswand 20 der Dornhülse 18 beträgt so daß die Innenseiten der Rollen sich parallel zum Werkstück oder waagerecht erstrecken, wie in den Figuren gezeigt.

Ein Positionierstutzen 32 ist zur Ausführung einer freien Umlaufbewegung auf der Lagerbuchse 26 montiert Der Stutzen wird an der Ausführung einer Vorwärtsbewegung längs der Lagerbuchse durch einen Haltering 34 und an der Ausführung einer Rückwärtsbewegung durch ein Drucklager 36 gehindert. Der Außendurchmesser des Positionierstutzens ist mit einem Gewinde versehen, um ein ringförmiges Anschlagelement 38 aufzunehmen, das zylindrisch ausgebildet und mit einem zu dem Außengewinde auf dem Stutzen 32 passenden Innengewinde versehen ist. Durch das Anschlagelement 38 hindurch erstreckt sich eine Reihe von Zylinderkopfstellschrauben 40, die gegen eine Flanschwand des Stutzens 32 stoßen. Durch Einstellung der Stellschrauben 40 und Aufschrauben des Anschlagelementes 38 auf den Stutzen 32 kann die Lage des Werkstücks 43 relativ zu den Rollen 30 voreingestellt werden. Das Werkstück 42 wird zwischen die Rollen 30 bewegt, bis es gegen das Anschlagelement 38 stößt und so die axiale Länge des Werkstücks 40 festlegt, die von den Rollen 30 zu bearbeiten ist.

Die Welle 22 wird von einer Druckfeder 44 umgeben, die auf den hinteren Abschnitt des Rollenkäfigs 28 und den Antriebskörper 10 drückt. Innerhalb der Bohrung 14 des Antriebskörpers 10 ist eine Anschlagplatte 46 angeordnet, die mittels einer Reihe von Zylinderschrauben mit Innensechskant 48 eingestellt werden kann, die sich durch den Antriebskörper hindurcherstrecken und mit der Anschlagplatte 46 verschraubt sind. Das Ende der Zylinderschrauben 48 stößt gegen einen Einstellstift 50, welcher in derselben relativen Lage in den Flanschabschnitt des Antriebskörpers 10 eingeschraubt ist wie jede der Zylinderkopfschrauben 48. Die Einstellknöpfe 50 können in dem Flansch des Antriebskörpers 10 verschraubt und durch die Kiemmutter 52 arretiert werden, um so die äußerste Rückwärtslage der Anschlagsplatte 46 festzulegen.

Es wird nunmehr auf F i g. 2 Bezug genommen, aus welcher ersichtlich ist, daß die Rückwärtsbewegung der Lagerbuchse 26 und des Rollenkäfigs 28 gegen die Wirkung der Druckfeder 44 durch die auf das Drucklager 54 einwirkende Anschlagplatte 46 begrenzt wird.

Im Betrieb wird das Einziehwerkzeug mit einem umlaufenden Werkzeug, beispielsweise einer Drehbank, zusammengebaut und zwar mit Hilfe der Bolzen 12 und des Antriebskörpers 10. Es kann das Werkzeug gedreht werden, während das Werkstück stationär gehalten wird, oder es kann das Werkzeug stationär gehalten werden, während das Werkstück gedreht wird. Das rohrförmige Werkstück 42 mit aufgeweitetem Ende, wie in F i g. 1 gezeigt wird mit dem vorderen Ende des Einziehwerkzeuges fluchtend in Stellung gehalten. Die endgültige Größe des aufgeweiteten Endes des Rohres wird durch Einstellung der Anschlagplatte 46 festgelegt so daß dann, wenn diese von den Drucklagern 54 erfaßt wird, der Abstand zwischen den Innenkanten der Rollen 30 gleich der gewünschten Rohrabmessung ist Bevor das Werkstück 42 in das Werkzeug eingesetzt wird, hat die Druckfeder 44 den Rollenkäfig 28 und die Lagerbuchse 26 in Längsrichtung der Welle 22 nach vorn gedrückt. Die Lagerbuchse 26 befindet sich in Berührung mit einem Haltering 56 auf dem Ende der Welle. Die Rollen 30 sind gegenüber einem Hindurchfallen durch die öffnungen des Käfigs 28 gesichert. Der Käfig 28 mit den darin ausgebildeten öffnungen verhindert auch eine Axialbewegung der Rollen 30 relativ zu diesem. Die axiale Länge des Werkstücks 42, die durch die Rollen 30 zu bearbeiten ist, ist durch Einstellung des Anschlagelementes 38 relativ zu dem Positionierstutzen 32 vorgegeben und festgelegt.

Nach Einstellung des Anschlagelementes 38 und der Anschlagplatte 46 auf den gewünschten Arbeitsdurchmesser und die gewünschte axiale Länge kann das Werkstück 42 zwischen die Rollen 30 eingesetzt werden, bis es gegen den Anschlag 38 stößt Eine fortgesetzte Vorwärtsbewegung des Werkstücks 42 verursacht ein axiales Entlanggleiten der Lagerbuchse 26 an der Welle 22 entgegen der Wirkung der Druckfeder 44, bis die Rollen 30 mit der Bohrungswand der Dornhülse 18 und mit dem Werkstück 42 in Berührung treten. Die Umlaufbewegung des Antriebskörpers 10 oder des Werkstücks erzeugt eine relative Drehbewegung zwischen den Rollen und der Dornhülse 18, was die Rollen 30 veranlaßt, um den Umfang des Werkstücks 42 zu rotieren. Beim Vorschub des Werkstücks 42 wird auch die den Käfig 28 tragende Lagerbuchse 26 innerhalb der Dornhülse 18 axial weitergeschoben, und die konische Bohrungswand verursacht eine Abnahme des Abstandes zwischen den Rollen 30 und vermindert so den Außendurchmesser des Werkstücks 42. Wenn das Drucklager 54 die Anschlagplatte 46 erfaßt, wird die Vorwärtsbewegung des Werkstücks 42 unterbrochen, und das Werkstück 42 kann mit dem gewünschten Außendurchniesser von dem Werkzeug zurückgezogen werden. Die Rollen 30 können gegebenenfalls im Winkel zur Achse des Werkzeugs geneigt sein, um eine selbsttätige Vorschubbewegung zum Vorschub des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück vorzusehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einziehwerkzeug zur Bearbeitung der Außenfläche des Endabschnittes eines rohrförmigen Werkstückes, mit einer Dornhülse mit einer konisch ausgebildeten inneren Oberfläche, einer sich durch die Mitte der Dornhülse erstreckenden Welle, einem innerhalb der Dornhülse angeordneten Rollenkäfig, der mit einer Reihe von Umfangsöffnungen versehen ist, einer Reihe von in dem Käfig angeordneten und in den Umfangsöffnungen drehbar gelagerten Einziehrollen, die mit der Außenfläche des Werkstücks in Kontakt bringbar sind, und einer den Rollenkäfig in Axialrichtung beaufschlagenden Feder, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenkäfig (28) gleitend auf der Welle (22) montiert und durch die Feder (44) entgegen der Bewegungsrichtung des Wer!:stücks (42) beaufschlagt ist und daß eine axial einstellbare Anschlagplatte (46) zur Begrenzung der axialen Einwärtsbewegung des Rollenkäfigs (28) und gleichzeitig der radialen Einwärtsbewegung der Rollen (30) vorgesehen ist.

2. Einzieh werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenkäfig (28) auf einer gleitend auf der Welle (22) montierten Lagerbuchse (26) befestigt ist.

3. Einziehwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lagerbuchse (26) ein Positionierstutzen (32) montiert ist, an dem ein ringförmiges Anschlagelement (38) befestigt ist, das relativ zum Stutzen (32) axial einstellbar und mit dem Werkstück (42) in Kontakt bringbar ist.