CZ20024128A3 - Způsob a zařízení pro výrobu lisovací spojovací tvarovky, zejména z nerezové oceli - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pro výrobu lisovací spojovací tvarovky, zejména z nerezové oceli

Oblast techniky

Pro potrubní instalace jakož i pro topenářské trubky a pro vodovodní instalace nebo plynové potrubí se stále více používají lisovací spojovací tvarovky, které slouží ke vzájemnému spojení konců trubek a pro vytvoření rozvětvení trubek. Lisovací spojovací tvarovky se pro vytvoření spojení trubek nasunou na příslušné konce trubek, přičemž O-kroužek přidržovaný v prstencovém žlábku lisovací spojovací tvarovky vytváří tekutinotěsné spojení.

Lisovací spojka se pak v lisovací oblasti k tomu uspořádané plasticky deformuje radiálně dovnitř, čímž je mechanicky zajištěna na konci trubky. Takto získaná spojení jsou spolehlivě vyrobitelná a trvanlivá.

Dosavadní stav techniky

V souladu s materiálem potrubí jsou požadovány lisovací spojovací tvarovky ze stejného materiálu. Pro instalaci z měděných trubek se používají měděné lisovací spojovací tvarovky. Jejich výroby se týká EP-B1 0 649 689. Pro výrobu těchto měděných lisovacích spojovacích tvarovek slouží podélně nebo příčně dělené matrice, do kterých se vloží příslušně předtvarovaný polotovar s rozšířeným trubkovým koncem. Matrice má na své vnitřní straně prstencovou drážku, která určuje vnější tvar prstencového žlábku, který má být vytvořen na lisovací spojovací tvarovce. Pro vytvoření tohoto prstencového žlábku slouží pěchovací zařízení s opěrným trnem, který je pro podepření zaveden do ·· ·· ·♦ ·· ·· ···· • « · · · · ·· · • · · · · · ···· · · · • ·· · · · · · · · · * ·

-2 ·..··..· otevřeného trubkového konce polotovaru nacházejícího se v matrici. Pro umožnění tečení materiálu stěny polotovaru do prstencové drážky má pěchovací zařízení tlačnou či pěchovací objímku, jejíž pomocí se trubkový konec v matrici axiálně pěchuje. Přitom je materiál stěny lisovací spojovací tvarovky podrobován plastickému plastické deformaci na prstencovou drážku. Aby pak byl spolehlivě vytvořeno sedlo pro O-kroužek s požadovanou přesností, opěrný trn a tlačná objímka se odstraní z nástroje a provádí se proces hlazení válečkováním. K tomu slouží otáčivě uložená, na čepu nesená kladička, která je zavedena do trubkového konce a přitlačována radiálně ven proti vytvářenému prstencovému žlábku. Kladička provádí jen několik oběhů, přičemž válečkuje příslušný prstencový žlábek.

Tento způsob je vhodný zvláště pro výrobu měděných lisovacích spojovacích tvarovek, pro kterou byl vytvořen. Vyžaduje polotovar s vnějšími rozměry uzpůsobenými vnitřnímu prostoru matrice, takže zcela dosedá na matrici. Polotovar proto musí mít, před pěchováním pro vytvoření prstencového žlábku, nejprve odpovídající hrubý tvar. Proto musí být na svých koncích nejprve rozšířen. Tento krok se provádí předem. Po vložení předem rozšířeného polotovaru do matrice se prodlužuje na požadovaný rozměr. V matrici se pak provádí krok pěchování a hlazení válečkováním předem rozšířeného a na délku kalibrovaného (rozděleného na požadovanou délku) polotovaru pro vytvoření požadovaných prstencových žlábků. Získají se tak měděné lisovací spojovací tvarovky, které mají prstencový žlábek odsazený proti ústí trubky. Je možné slisování lisovací spojovací tvarovky pomocí příslušného lisovacího nástroje nebo lisovacích kleští, které působí současně na části spojovací tvarovky na obou stranách opatřené O-kroužkem, čímž je i při použití mědi jako spojovacího materiálu získáno velmi dobré mechanické spojení mezi koncem trubky a lisovací spojovací tvarovkou.

• · • · · · · · • · • · · · · · ···· · · · • ·· ··· ·· · · · · ·

-3 Nástroje pro slisování lisovací spojovací tvarovky jsou uspořádány specificky pro zvláštní tvar lisovací spojovací tvarovky. Při použití jinak tvarované lisovací spojovací tvarovky musí instalatér pořídit nové nástroje.

Lisovací spojovací tvarovka z nerezové oceli, pro potrubní instalaci z nerezové oceli, je zpravidla konstruována tak, že bezprostředně na jejím volném konci je vytvořeno sedlo pro O-kroužek. Typický zástupce těchto lisovacích spojovacích tvarovek je popsán v EP 0 361 630. Tato lisovací spojovací tvarovka má připojovací úsek, jehož 'vnitřní průměr je rozšířen na vnější průměr trubky na kterou se nasazuje. Na konci lisovací spojovací tvarovky je její stěna nejprve vyhnuta radiálně ven, a potom za vzniku prstencového žlábku a pak za vzniku prstencového žlábku zalemována dovnitř. Takovéto lisovací spojovací tvarovky nemohou být slisovány stejnými nástroji, jaké se používají pro měděné lisovací spojovací tvarovky, které mají lisovací oblast po obou stranách O-kroužku.

Výroba lisovacích spojovacích tvarovek vyžaduje stroje a postupy, kterými se lisovací spojovací tvarovky spolehlivě vyrábí ve velkém počtu kusů. Pro dosažení spolehlivého spojení trubky musí být lisovací spojovací tvarovky vyrobeny s malými tolerancemi. To musí být možné s co nejnižšími výrobními náklady. V souladu s tím musí mít stroje a zařízení pro výrobu lisovacích spojovacích tvarovek jednoduchou a robustní konstrukci, přičemž však musí umožňovat spolehlivou výrobu lisovacích spojovacích tvarovek v požadované kvalitě.

Podstata vynálezu

Na základě toho je úkolem vynálezu poskytnout zařízení a způsob pro výrobu lisovacích spojovacích tvarovek, zejména • · • · · ·

-4z nerezové oceli, umožňující jednoduchým způsobem vyrobit lisovací spojovací tvarovky požadované kvality a s požadovanou provozní spolehlivostí. Kromě toho je úkolem vynálezu poskytnout lisovací spojovací tvarovku z nerezové oceli, kterou je možno cenově příznivě vyrobit a použít v praxi.

Tento úkol řeší způsob výroby lisovací spojovací tvarovky podle nároku 1 jakož i zařízení pro výrobu lisovacích spojovacích tvarovek podle nároku 6.

Pro výrobu lisovacích spojovacích tvarovek se vychází z ocelové trubky rozdělené na jednotlivé kusy požadované délky.. Na délku rozdělené kusy trubky se v jediném integrovaném kroku způsobu se dvěma dílčími kroky tváří na lisovací spojovací tvarovku, přičemž oba dílčí kroky způsobu jsou uspořádány tak, že jsou proveditelné bez mezioperace bezprostředně po sobě v jediném nástroji.

Pro výrobu lisovací spojovací tvarovky se lisovací spojovací tvarovky upravené na délku rozšiřují a opatřují se prstencovým žlábkem, který slouží jako sedlo O-kroužku. Rozšiřování a vytváření žlábku se tak provádí prakticky v jenom tahu. Mezi oběma dílčími kroky způsobu se lisovací spojovací tvarovka nemusí ani dopravovat, ani podrobovat mezizpracování, například dodatečně kalibrovat nebo řezat na délku. Sled kroků tedy je dělení na požadovanou délku, rozšiřování, vytváření žlábku. Prostřednictvím možného sloučení kroků rozšiřování a vytváření žlábku do jediného tvářecího stupně proveditelného v jediné zpracovací stanici stačí zpracovací stroj s omezeným počtem zpracovacích stupňů. Sloučení rozšiřování a vytváření žlábků dovoluje na stroji pro výrobu lisovacích spojovacích tvarovek podstatné snížení konstrukčních a stavebních nákladů, které se nakonec odráží v podstatném zlevnění lisovacích spojovacích • 9 · ♦

-5·· ·· · · • · 9 · · • 9 9 99 9 · • · · · ♦ · Φ • · · · · ·

Φ Φ · · · Φ tvarovek. Na druhé straně se ukázalo, že navzdory odpadnutí mezikalibrace mezi rozšiřováním a vytvářením žlábku, tzn. navzdory sloučení obou jednotlivých kroků do integrovaného kroku způsobu, je možno vyrobit požadované 'lisovací spojovací tvarovky v požadované přesnosti rozměrů a kvalitě, takže je možno pomocí hromadně vyráběných lisovacích spojovacích tvarovek vytvářet bezvadná spojení trubek.

Při tomto způsobu se průměr trubkového konce rozšiřuje s výhodou o více než dvojnásobek tloušťky stěny. To poskytuje možnost vycházet z polotovaru, který je nařezán na požadovanou délku z trubkového materiálu, který má být při instalaci pomocí lisovací spojovací tvarovky spojován. Pro výrobu lisovacích spojovacích tvarovek tak není třeba žádný zvláštní trubkový materiál, což opět snižuje náklady a zjednodušuje výrobu. Rozšíření konců má kromě toho za následek, že je na vyráběné lisovací spojovací tvarovce vytvořen nasouvací konec, který omezuje axiální hloubku nasunutí připojované trubky. To poskytuje definované poměry, takže vytvářené spojení smáčknutím získá požadovanou pevnost v tahu.

Pro provádění způsobu se nejprve do polotovaru axiálně tlakem zasune trn pro rozšiřování konce tohoto polotovaru. Kuželovitý čelní konec trnu přitom rozšiřuje trubkový konec, který se protahuje v obvodovém směru a dosedá s radiálně dovnitř směřující silou na vnější válcovitou plochu trnu. Vnější průměr trnu a vnitřní průměr odpovídajícího úseku formy obsahující polotovar jsou vzájemně tak uzpůsobeny, že stěna rozšířeného polotovaru nyní, alespoň téměř, dosedá na vnitřní stěnu formy. V následujícím kroku způsobu který se může s krokem rozšiřování časově překrývat, tzn. může začínat ještě předtím, než je rozšiřování ukončeno, se konec podrobí pěchovací axiální síle, např. prostřednictvím prstencového osazení uspořádaného na trnu nebo pomocí • · • · • ·

-6zvláštní tlačné objímky. Překvapivě se materiál stěny konce vydouvá, navzdory radiálně dovnitř směřujícímu předpětí, axiální pěchovací silou v prstencové oblasti směrem ven do prstencové drážky uspořádané ve formě, přičemž se materiál z nerezové oceli v obvodovém směru roztahuje ještě dále než v kroku roztahování. Aby to bylo možno provádět naznačeným způsobem, je potřeba materiál z nerezové ocele s vysokou pevností v tlaku a houževnatosti. Materiál z nerezové oceli, často používaný ve vodovodních instalacích, tyto požadavky splňuj e.

Způsob je vhodný k výrobě lisovacích spojovacích tvarovek ze svařovaného trubkového materiálu. V oblasti svaru, vytvořeného např. laserovým svařováním, může být přítomen povrch, který není vhodný pro těsné dosednutí 0kroužku. To může být zejména případ, kdy je trubkový materiál svařen zvnějšku. Tomu je možno odpomoci tím, že se po kroku pěchování provádí následné zpracování, zejména opracování svaru. To se může provádět např. v procesu válcování, při kterém se obrobek zevnitř, zejména v oblasti svaru, vícenásobně převálcuje. Jako válcování se může provádět např. takzvané hlazení válečkováním, při kterém se na čepu nesená, otáčivě uložená kladička zavádí do trubkového konce a odvaluje se po oběžné dráze ve vytvářeném žlábku.

S výhodou se přitom provádí několik tisíc, s výhodou více než · deset tisíc opakování, při kterých se kladička přitlačuje radiálně ven. Zejména oblast svaru se přitom hladí. Alternativně může být prstencová drážka broušena. Přitom podle okolností může stačit přebrousit jen svar. Při hlazení válečkováním je výhodné, že se uzavřou póry a krátery tím, že se stlačí, přičemž mohou být při broušení získány zvláště krátké doby cyklu a zvláště dobré geometrie žlábku.

• · · • · · · · • · · » · •fr ·« ·· fr · fr · • · ··· · • · · frfr·

- 7 - ···· · · · · · · · · ** · · fr* «· ·· «·

Vyráběné lisovací spojovací tvarovky mohou mít jeden, dva, tři nebo více trubkových konců, vždy podle případu použití. Nejjednodušší případ použití je přímá potrubní spojka se dvěma trubkovými konci. Uzavírací víčka mají jen jeden trubkový konec. Odbočovací kusy mohou mít tři nebo více trubkových konců, přičemž polotovary těchto odboček mohou být vyrobeny v přípravném pracovním kroku tak, že mají příslušné rovné trubkové konce v příslušném počtu. Pokud mají být vyrobeny obloukové spojovací tvarovky, kus trubky požadované délky se nejprve ohýbá do příslušného tvaru, načež se provádějí výše diskutované kroky způsobů.

Zařízení vhodné pro výrobu lisovací spojovací tvarovky vykazuje kombinovanou rozšiřovací a pěchovací stanici, ke které patří alespoň vícedílný nástroj, rozšiřovací trn a pěchovací prvek. Rozšiřovací trn a pěchovací prvek mohou být sloučeny do jedné součásti nebo vytvořeny zvlášť. Oba prvky, rozšiřovací trn a pěchovací prvek, se používají v jednom a tomtéž nástroji (formě) současně nebo postupně. Kombinovaná rozšiřovací a pěchovací stanice tak představuje jedinou zpracovací stanici, ve které se provádí jak rozšiřování, tak také vytváření žlábků bez mezioperace. Pěchování a vytváření žlábků v jediné zpracovací stanici umožňuje zvláště cenově příznivou a přesto přesnou výrobu lisovací spojovací tvarovky, tzn. výrobu lisovací spojovací tvarovky jako hromadného výrobku v kvalitě, která umožňuje spolehlivou výrobu dlouhodobě těsných lisovaných spojení.

Nástroj má s výhodou prostor, který vykazuje několik úseků, tzn. alespoň jeden první úsek a alespoň jeden druhý úsek, které mají různý průměr a vzájemně do sebe přecházejí v prstencovém osazení. Průměr prvního úseku s výhodou souhlasí s vnějším průměrem nerozšířeného polotovaru, zatímco průměr druhého úseku má odpovídat přibližně vnějšímu průměru polotovaru po provedení kroku rozšiřování.

• · · ·

A A

AAA·

-8·· A A

Prstencové osazení vytvořené mezi prvním a druhým úsekem slouží k určení vnějšího tvaru lisovací spojovací tvarovky v přechodu od její nerozšířené k rozšířené oblasti. Navíc může prstencové osazení sloužit pro omezení zdvihu rozšiřovacího trnu, zejména jestliže jeho dálka zdvihu není určena jeho hnacím zařízením.

Nástroj může být dělený v podélném nebo příčném směru k trubkovému konci. Nástroj (forma) dělený v podélném směru je tvořen dvěma polovinami formy, jejichž dělící linie leží v podstatě ve výši středové linie polotovaru. Prstencová drážka vytvořená v polovinách formy pro určení vnějšího tvaru vytvářeného žlábku je uspořádána v obou polovinách formy a její axiální protažení je neměnné. Naproti tomu příčně dělené poloviny formy umožňují uspořádání dělící linie ve středu prstencové drážky, takže axiální protažení prstencové drážky je měnitelné. Přitom je zvláště výhodné pohybovat formou v průběhu procesu rozšiřování a/nebo pěchování tak, že se prstencová drážka pomalu uzavírá, tzn. redukuje se její axiální protažení z většího rozměru na požadovanou hodnotu. Tak je možné nejprve deformovat směrem ven větší oblast stěny trubky, čímž deformovaná stěna popřípadě lépe přilehne k formě prstencové drážky. Podstatné však je, aby byla prstencová drážka uzavřena dříve než materiál stěny vnikne příliš daleko směrem ven, tzn. do štěrbiny mezi polovinami formy.

Je možné sloučit rozšiřovaci trn a pěchovací prvek tím, že je na rozšiřovacím trnu vytvořeno prstencové osazení. Zde se pohybuje pěchovací prvek a rozšiřovaci trn vždy vzájemně synchronně, což poskytuje vysokou spolehlivost procesu a jednoduchost nástroje. Podle potřeby však může být pěchovací prvek vytvořen jako zvlášť poháněná, na trnu posuvně uložená tlačná objímka, která dosedá na trubkový konec pěchuje ji pro úplné rozšíření konce. Přitom je také možné tlačnou * · • · · ·

-9·< '·« ·» • * * » · 9 · * * · ♦· « · ·· · · · • ·· ·♦· · · · » · · objímku pro dosažení optimálních výsledků výroby např. ovládat pomocí řízení dráhy nebo síly. V každém případě je zdvih tlačného prvku dimenzován tak, aby se materiál trubkového konce v oblasti prstencové drážky sice vyboulil ven, avšak aby nebyl stisknut na plochý prstenec. Toho je s výhodou dosaženo prostřednictvím řízení dráhy tlačného prvku. Rozšiřovací trn může být připojen, např. prostřednictvím vřazení relativně tuhé pružiny, k hnacímu zařízení tak, že nabíhá pružně proti prstencovému osazení mezi prvním úsekem a druhým úsekem nástroje.

Zařízení může být navíc opatřeno stanicí pro hlazení válečnováním. Ta může být uspořádána ve zvláštní zpracovací stanici, jestliže je požadován rychlý pracovní cyklus. Výhodné však je integrovat stanici pro hlazení válečkováním do rozšiřovací a pěchovací stanice. Ke stanici pro hlazení válečkováním náleží na čepu otočně uložená kladička a hnací zařízení, jehož pomocí se čep zavádí do rozšířeného a žlábky opatřeného trubkového konce, kde se kruhově pohybuje, až vytvořené žlábky, zejména v oblasti popř. přítomného svaru stěny mají požadovaný tvar. Místo stanice pro hlazení válečkováním může být uspořádáno brousicí zařízení.

Pomocí způsobu a zařízení je možno vyrobit lisovací spojovací tvarovky z nerezové oceli, které mají rozšířený trubkový konec a v něm mají prstencový žlábek pro přijetí 0kroužku jako těsnícího prvku. Zvláštnost této lisovací spojovací tvarovky z nerezové oceli spočívá v tom, že na obou stranách 0-kroužku, tzn. prstencového žlábku, jsou uspořádány trubicovité smačkávací oblasti stejného průměru a přibližně stejné axiální délky, které mohou sloužit jako smačkávací oblast. Tím je možno lisovací spojovací tvarovku z nerezové oceli na obou stranách 0-kroužku slisovat s připojovaným koncem trubky. To zvyšuje nejen spolehlivost montáže a pevnost spojení, ale také přijetí na trhu, a kromě

- 10• · · · · « · · • · « · · © · • · ··· · · ©·· · • ·· · · · « · ··· • · · · ·©·· ···· * * ·· ·· ·· ·« ·· toho umožňuje použití smačkávacích nástrojů, které byly dosud používány pro měděné lisovací spojovací tvarovky.

Výhodná provedení vynálezu jsou popsána na výkresech, v popisu nebo v závislých nárocích.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení vynálezu jsou znázorněny na výkresech, na kterých představuje:

obr. 1 s nástrojem, rozšiřování, v řezu, zařízení pro výrobu lisovací spojovací tvarovky, trnem a pěchovacím prvkem, v průběhu kroku před pěchováním, ve schematickém znázornění obr. 2 rozšiřování a nástroj podle obr. 1, po ukončení kroku pěchování, ve schematickém znázornění v řezu, obr. 3 nástroj podle obr. 1 při procesu hlazení válečkováním, obr. 4 jiné provedení zařízení pro výrobu lisovací spojovací tvarovky v průběhu kroku rozšiřování, před pěchováním, ve schematickém znázornění v řezu, obr. 5 zařízení podle obr. 4, po ukončení kroku rozšiřování a pěchování, ve zjednodušeném a schematickém znázornění v řezu, obr. 6 další provedení zařízení pro výrobu lisovací spojovací tvarovky, v průběhu kroku rozšiřování, ve schematickém znázornění v řezu, obr. 7 zařízení podle obr. 6, po rozšiřování a pěchování, ve schematickém znázornění v řezu, • ♦ ·· ·♦ · * fcfcfc · · « · · fc fcfcfcfc · ···* · · • fcfc fcfcfc fcfc · · « · « fcfcfc · · · · · ·*·· fcfc fcfc fcfc ·· · · · ·

- 11 • fc fcfcfcfc obr. 8 další provedení zařízení podle vynálezu, s pohyblivou matricí, v průběhu procesu pěchování, ve schematickém znázornění v řezu, obr. 9 zařízení podle obr. 8, na konci obou kroků zpracování (rozšiřování a pěchování) ve schematickém znázornění v řezu, a obr. 10 hotová lisovací spojovací tvarovka z nerezové oceli pro spojování dvou trubek z nerezové oceli ve schematickém znázornění v řezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněno zařízení 1 pro výrobu lisovací spojovací tvarovky, jaká je např. ve formě přímé lisovací spojovací tvarovky znázorněna na obr. 10. Zařízení 1 podle obr. 1 slouží pro výrobu obloukovité lisovací spojovací tvarovky, přičemž se vychází z ohýbaných, na požadovanou délku rozdělených trubkových polotovarů 3 s konstantním vnitřním a vnějším průměrem.

Zařízení 1_ vykazuje dělitelnou formu či matrici 5, která je upevněna na základně 4, a která má vnitřní prostor s prvním úsekem vnitřního prostoru s vnějším průměrem a druhým úsekem 2· První úsek Ί_ 6 má vnitřní průměr, který souhlasí polotovaru 3. Druhý úsek 2 slouží k přijetí trubkového konce 2 polotovaru 3, který vytvoří pozdější smačkávací oblast vytvářené lisovací spojovací tvarovky. Vnitřní průměr v podstatě válcovitého druhého úseku 2 vnitřního prostoru Ί_ je větší než vnější průměr trubkového konce 9 před tvářením. S výhodou je vnitřní průměr druhého úseku 2 ⁰ asi dvojnásobek tloušťky stěny trubkového konce 2 větší než vnější průměr trubkového konce 2 před tvářením. V přechodu mezi oběma úseky J_, 2 vnitřního • · 9 99 9

99 9-9 99

9 9 9 9 9 9 9 9

9 999 9 9 999 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 . 10 - * · · · · · · · 9 9 9 9

99 99 99 99 99 prostoru 6 je uspořádáno kónické prstencové osazení 11. V odstupu od prstencového osazení 11 a s výhodou ještě větším odstupu od otevřeného konce 12 vnitřního prostoru T_ je v nástroji vytvořena prstencová drážka 14, která určuje vnější obrys prstencového žlábku 15 vytvářeného na lisovací spojovací tvarovce 2·. Prstencová drážka 14 tvoří uzavřený kruh jednotného, přibližně půlkruhového, průřezu.

Nástroj 5 znázorněný na obr. 1 je rozdělen paralelně s podélným směrem 16 vnitřního prostoru 6. Podélný směr 16 souhlasí s oběma axiálními směry otevřených konců polotovaru 3.

K nástroji 5 náleží rozšiřovací trn 18, pěchovací prvek 19 a hnací zařízení 21 pro ně. Rozšiřovací trn 18, pěchovací prvek 19, hnací zařízení 21 a nástroj 5 tvoří kombinovanou rozšiřovací a pěchovací stanici 22 zařízení 1.

Rozšiřovací trn 18 je válcovitý prvek opatřený na své čelní straně zkosenou hranou 23, jehož vnější průměr je nepatrně větší než vnější průměr trubkového konce 9_ před tvářením. Zkosená hrana 23 určuje kónickou prstencovou plochu, jejíž průměr bezprostředně navazující . na čelní stranu rozšířovacího trnu 18 je menší než vnitřní průměr trubkového konce 9 před tvářením. Zkosená hrana 23 tvoří ostrý kuželový úhel, který je dimenzován tak, aby rozšiřovací trn 18 mohl být zasunut do trubkového konce 9 při jejím rozšíření, aniž by před sebou tlačil trubkový konec 9. Délka rozšířovacího trnu 18 je větší než odstup mezi prstencovým osazením 11 a prstencovou drážkou 14.

Rozšiřovací trn 18 je tuhý a popřípadě spojený jako jeden kus s pěchovacím prvkem 19, který je v provedení zařízení JL podle obr. 1 tvořen válcovitým tělesem, které přechází do válcovitého rozšířovacího trnu 18 stupňovitým či jako prstencové osazení vytvořeným přechodem 25. Válcovité ·· 9 999 těleso vykazuje vnější průměr, který přesahuje vnitřní průměr rozšířeného trubkového konce 9. S výhodou je vnější průměr válcovitého tělesa menší než vnitřní průměr druhého úseku 8_ vnitřního prostoru 6, takže trn či těleso tvořené rozšiřovacím trnem 18 a válcovitým tělesem může být zavedeno do druhého úseku 2 vnitřního prostoru 6 nástroje 5.

Pro ovládání a pohyb tohoto kombinovaného rozšiřovacího a pěchovacího trnu slouží hnací zařízení 21, které je v předloženém příkladu provedení tvořeno hydraulickým pohonem. Patří k němu píst 26, který v prostoru 27 válce odděluje první pracovní prostoru 28a od druhého pracovního prostoru 28b. Píst 26 je spojen s rozšiřovacím trnem 18 a pěchovacím prvkem 19 např. prostřednictvím pístní tyče 29. Pro volitelné natlakování pracovních prostorů 28a, 28b hydraulickou tekutinou nacházející se pod tlakem slouží neznázorněné tekutinové kanály. Tím může být pístní tyč 29 cíleně pohybována v obou axiálních směrech, ve směru šipky 31 resp. 32.

Dosud popsané zařízení 1 pracuje následovně.

Vychází se z na délku rozděleného a předem ohnutého trubkového polotovaru 2 ^s konstantním průměrem. Polotovar 3 se vloží do nástroje 5, načež se nástroj uzavře. Polotovar 2 vyčnívá svým trubkovým koncem 9 do úseku 2 vnitřního prostoru 6, kde nedosedá na nástroj 2· Polotovar 2 3^e prostřednictvím svého zakřivení v nástroji 2 axiálně fixován. Trn 18 je na obr. 1 ve své poloze nejdále vpravo, kdy ještě není ve styku s trubkovým koncem 2· Nyní se pracovní prostor 28b natlakuje tekutinou, čímž se pístní tyč 29, pěchovací prvek 19 a rozšiřovací trn 18 pohybují k nástroji 5 ve směru znázorněném šipkou 31. Rozšiřovací trn 18 přitom dosedně svou zkosenou hranou 23 na čelní plochu trubkového konce 9, s výhodou zbavenou otřepů a popřípadě toto ··«·

14* toto »4 ·· » · · · to · « •toto· · ···« · · • · ··· ·· ··· · • · · ···· « · ¹ ·· ·· «· »· opatřenou malým vnitřním a vnějším zkosením. Při pokračujícím axiálním pohybu vniká rozšiřovací trn 18 do trubkového konce 9 a rozšiřuje jej, aniž by jej podstatně vtlačoval dovnitř. V důsledku nastávajícího protažení stěny trubkového konce _9 v obvodovém směru může dojít k určitému zkrácení trubkového konce 9. Rozšířený trubkový konec 9 s pnutím dosedá na plášťovou plochu rozšiřovacího trnu 18. Ten je zasouván stále dál do vnitřního prostoru trubkového konce a rozšiřuje stále delší úseky trubkového konce. Ještě předtím, než zkosená hrana 23 dosáhne prstencového osazení 11, dosedne pěchovací prvek 19, tzn. příslušný stupeň 25 (prstencové osazení) na čelní plochu 9a trubkového konce _9. Při dalším pohybu pístu 26 se nyní trubkový konec _9 pěchuje, čímž se stěna trubkového konce 9 proti svému vlastnímu radiálně směřujícímu předpětí v oblasti prstencové drážky 14 spontánně vyboulí směrem ven. K tomu dochází po celém obvodu. Délka pěchovacího zdvihu je přitom dimenzována tak, aby byl proces pěchování ukončen, když stěna trubkového konce 9 zcela dosedne na prstencovou drážku 14. To je znázorněno na obr. 2. Pěchovací zdvih je přibližně tak dlouhý, jaký je rozdíl mezi délkou stěny v prstencovém žlábku a jeho axiální délkou.

Délka zdvihu může být dimenzována prostřednictvím odpovídajícího vytvoření hnacího zařízení 21, například prostřednictvím odpovídajícího omezení zdvihu pístu. Po proběhnutí zdvihu pístu, tzn. po rozšíření a pěchování trubkového konce 9, jak je znázorněno na obr. 2, se uvolní tlak v pracovním prostoru 28b a natlakuje se pracovní pracovní prostor 28a, takže píst 26 a s ním pěchovací prvek 19 a rozšiřovací trn 18 vyjedou ve směru šipky 32 z nástroje 5 a uvolní vyrobenou lisovací spojovací tvarovku. Ta může být nyní vyjmuta z formy 5, která se otevře a do které se pak vloží nový polotovar 3, načež se opakuje výše popsaný pracovní cyklus. Pro výrobu lisovací spojovací tvarovky je

0» • · · · « * · · · · 0 0 0 0 0 0 0 a • ·· ·0· 0 0 «00 0 0 • · · · 0Φ00 0000 tak potřebný jediný zdvih pístu 2 6. Výroba je efektivní a přesná.

Zejména v případě, že je polotovar 2 oddělen ze svařované trubky, se doporučuje připojit další pracovní krok, který se může provádět v témže nástroji _5 nebo ve zvláštním nástroji. V příkladu znázorněném na obr. 3 je použita první možnost. Polotovar 3 po ukončení pěchování zůstává pro krok hlazení válečkováním ve formě 5. Pro provádění kroku hlazení válečkováním slouží válečkovací zařízení 34 . Patří k němu nosič vytvořený jako čep, na jehož volném konci je otočně uložena kladička 36, jejíž průměr je značně menší než vnitřní průměr rozšířeného trubkového konce 9. Nosič 35 je spojen s hnacím a polohovacím zařízením, které je uspořádáno k tomu, aby kladička 36 dosedala na stěnu. Pak se nosič pohybuje tak, že je kladička 36 zavedena do vnitřního prostoru trubkového konce 9 a poté se pohybuje v radiálním směru tak, že kladička 36 provádí ve vytvořeném prstencovém žlábku 15' kruhový pohyb. Proces hlazení válečkováním se provádí například po dobu 2 až 4 sekundy s počtem otáček více než 5000 ot/min. Tak je vykonáno více než 10 000 oběhů, které poskytnou dostatečnou hladkost prstencového žlábku na jeho vnitřní straně, zejména v oblasti případného svaru. Alternativně může být namísto kladičky 36 uspořádán brusný kotouč, který přebrousí celý prstencový žlábek 15 nebo jen oblast svaru.

Obměna zařízení _1 je znázorněna na obr. 4. V těch částech zařízení 1, které souhlasí s částmi zařízení 1 podle obr. 1, je použito stejných vztahových značek a odkazuje se na výše uvedený popis.

Na rozdíl od výše uvedeného zařízení J. vykazuje zařízení _1 podle obr. 1 hnací zařízení 21 s oddělenými pohony 21a, 21b pro rozšiřovací trn 18 a pěchovací prvek 19.

- 16• 0 00 • 0 0

0 0 4« • 0 0 0 0 • 0 0 · *4

0« 00 • 0 0 · 0 0 0 »0 0 0 • ·0 0

00 •0 0000

Rozšiřovací trn 18 je na straně opačné od zkosené hrany 23 opatřen slepým vývrtem 40, ^v němž je uložena tlačná pružina 41. Ta se opírá na dně slepého vývrtu 40. Do slepého vývrtu 40 je pohroužena pístní tyč 42 hydraulického pístu 43. Hydraulický píst 43 je uspořádán v hydraulickém válci 44 a odděluje v něm dva pracovní prostory 45a, 45b. Prostřednictvím cíleného natlakovávání pracovních prostorů 45a, 45b se může pracovní trn 18 pohybovat v obou směrech 31, 32. Zdvih pístu 43 je přitom tak velký, že rozšiřovací trn 18 může narážet proti prstencovému osazení 11. To slouží jako omezení zdvihu pístu 18.· Pružina 41 je tak tuhá, že při zajíždění rozšiřovacího trnu 2 do trubkového konce 9 není vůbec nebo je jen nepodstatně stlačena. To poskytuje přesné vytvarování přechodu průměru polotovaru 3 od rozšířené připojovací oblasti trubkového konce 9 do nerozšířené oblasti. Kromě toho se zařízení 2 stává necitlivým vůči odchylkám polohy mezi nástrojem 2 ^a hnacím zařízením 21.

Další zvláštnost provedení zařízení 2 znázorněného na obr. 4 spočívá v pěchovacím prvku 19. Ten je vytvořen jako objímka, posuvně uložená na rozšiřovacím trnu 18. Tato objímka je opatřena vlastním hnacím zařízením 21a, k němuž patří píst 47 uložený ve válci 46. Píst 47 odděluje ve válci 46 dva pracovní prostory 48a, 48b, které mohou být cíleně natlakovávány hydraulickou tekutinou. Tím způsobem se objímka může cíleně pohybovat ve směru šipek 31, 32 pro dosednutí její čelní plochy na čelní plochu 9a trubkového konce 9 a pro pěchování trubkového konce 9. Obě hnací zařízení 21a, 21b jsou ovladatelná nezávisle na sobě, čímž může být optimalizováno rozšiřování a pěchování trubkového konce 9. Toto provedení má svůj význam zejména tehdy, když se na jednom stroji často mění nástroje 5 pro výrobu různých tlakových spojovacích tvarovek.

- 17·· ·· • t » • · ·«♦ • * · · · • · * · ·· ** >« ·· * ♦ 4 • · « · · • 4 4 4

9 4 ♦ ·· O ·· «Μ·

4 4

4 4

4 4 4 « * · ·

44

Zatímco na obr. 4 je znázorněno rozšiřování trubkového konce 9, obr. 5 představuje stav zařízení 1^ po ukončení kroku pěchování. Rozšiřovací trn 18 přitlačil stěnu trubky pevně proti vnitřnímu osazení 11. Trubkový konec 9 je zcela rozšířen a objímka je tak daleko zanořena do nástroje 5 a do té míry spěchovala trubkový konec 9_, že je stěna trubky právě vyplňuje prstencovou drážku 14 a je tak vytvořen požadovaný žlábek 15.

Na obr. 6 je znázorněno další provedení zařízení _1. V těch částech, které souhlasí s výše uvedenými provedeními, je použito stejných vztahových značek a odkazuje se na výše uvedený popis.

Na rozdíl od výše uvedených provedení není nástroj 5 zařízení 1_ dvoudílný, ale dokonce třídílný. Navíc k dělení paralelně s podélnou středovou osou 16 je dělený v rovině ležící v prstencové drážce 14. Tím vzniká část 5a nástroje, která před pěchováním, v jeho průběhu nebo po něm může být nasazena na zbývající části nástroje 5. Pro vycentrování slouží příslušné válcovité sedlo 50. S výhodou se část 5a nástroje nasazuje na sedlo 50 před začátkem kroku pěchování. K tomu se část 5a nástroje pomocí příslušného polohovacího zařízení pohybuje ve směru šipky 31 k nástroji 5. Polohovací zařízení nese kromě toho hnací zařízení 21 pro ovládání rozšiřovacího trnu 18 a pěchovacího prvku 19. Po provedení obou pracovních kroků, tzn. rozšiřování zařízení 1 ve stavu znázorněném na obr. 7 prostřednictvím natlakování pracovního prostoru 28a stáhne z trubkového konce 9 zpět. Poté se část 5a nástroje 5 odtáhne ve směru šipky 32. Tím se trubkový konec 9 částečně uvolní. Po otevření zbývajících částí nástroje 5 může být lisovací spojovací tvarovka 3 vyjmuta. Výhoda tohoto provedení spočívá v tom, že část 5a nástroje přidržuje obě zbývající části nástroje 5 v sedle 50 pohromadě, a je tak a pěchování, je Nyní se píst 26

- 18pracující ·· • · ··♦ • · 9 9 • 9 9

9« ·· * 9 • · 999 • 9 9 9 • 9 9 9 «9 99

99*9 • 9 • 9 «

9 9 možno jednoduchým způsobem sestavit přesně nástroj.

Obměna provedení zařízení ý znázorněného na obr. 6 a 7 je znázorněna na obr. 8 a 9. Zatímco při výše popsaném provedení (obr. 6 a 7) jsou rozšiřovací trn 18 a pěchovací prvek 19 vedeny a poháněny pohyblivě vzhledem k části 5 nástroje, je rozšiřovací trn 18 v případě provedení zařízení _1 podle obr. 8 a 9 pevně přidržován na části 5a nástroje a pěchovací prvek 19 je vytvořen jako prstencová přítlačná plocha 25' na části 5a nástroje. Nástroj je spojen s neznázorněným hnacím zařízením a je pohyblivý ve směru šipek 31, 32.

Část 5a nástroje má v návaznosti na polovinu 14b prstencové drážky 14 v něm vytvořenou, jejíž druhá polovina 14a je vytvořena ve zbývajících částech nástroje 5, otvor 52, který se v určitém odstupu od poloviny 14b prstencové drážky redukuje na průměr rozšiřovacího trnu 18. Ten dále prochází zbývající částí otvoru 18'. Na konci je opatřen koncovou deskou 18', která je pevně upnuta mezi částí 5a nástroje a operou 53. Takto vytvořená jednotka sestávající z opěry 53, části 5a nástroje a rozšiřovacího trnu 18 je pohybovatelná směrem k nástroji 5 a zpět od něho pomocí hnacího zařízení jako celek. Odstup mezi prstencovou plochou 25' a prstencovou drážkou 14 je opět dimenzován tak, že rozšířený trubkový konec _9 při uzavření formy 5; 5a je pěchován tak daleko, že vyboulená stěna trubky právě vyplní uzavírající se prstencovou drážku 14. To je znázorněno na obr. 9. Přitom se pracuje s celkem trojdílnou formou a jediným hnacím zařízením jak pro rozšiřovací trn 18 tak také pro pěchovací prvek 25'.

·· ···· • · ·

• · · • · · · » • · · · ·

Pomocí výše uvedených zařízení je možno vyrobit lisovací spojovací tvarovky 2, například jaké jsou znázorněny na ob. 10. Takováto lisovací spojovací tvarovka je vyrobena ze svařovaného trubkového polotovaru, jehož svar 60 je schematicky znázorněn na obr. 10. Má jednu, dvě nebo více trubkových připojovacích oblastí 61, 62, které jsou vytvořeny jako duté válce. Každá trubková připojovací oblast 61, 62 má dva duté válcovité úseky 61a, 61b; 62a, 62b, mezi nimiž je uspořádán vždy prstencový žlábek 15. Oba válcovité úseky 61a, 61b; 62a, 62b vykazují stejný průměr. Tvoří smačkávací oblasti pro připojení trubek. Připojované trubky jsou pak mechanicky spojeny s lisovací spojovací tvarovkou 2 z obou stran příslušného O-kroužku 63.

Výše popsaný způsob umožňuje výrobu lisovacích spojovacích tvarovek z nerezové oceli v jediném pracovní operaci, která zahrnuje dva kroky postupu, které mohou probíhat současně nebo také postupně. Polotovar, dělený na požadovanou délku, se v jednom nástroji rozšiřuje a pěchuje pro vytvoření požadovaných trubkových připojovacích oblastí 61, 62. Tento způsob se osvědčil jako spolehlivý způsob výroby lisovacích spojovacích tvarovek z nerezové oceli. Mohou však být použity také jiné, v tlaku pevné a houževnaté kovy. Způsob je vhodný zejména ve spojení s následně zařazeným krokem hlazení válečkováním nebo broušení pro výrobu lisovacích spojovacích tvarovek ze svařované trubky z nerezové oceli.

Claims (15)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   1. Způsob výroby lisovací spojovací tvarovky, zvláště lisovací spojovací tvarovky z oceli, zejména z nerezové oceli, vycházející z polotovaru s alespoň jedním trubkovým koncem, zahrnující první krok způsobu, při kterém se alespoň trubkový konec vloží do nástroje a pomocí trnu, jehož vnější průměr přesahuje vnitřní průměr konce, se rozšiřuje zasouváním trnu v axiálním směru do trubkového konce, a druhý krok způsobu, při kterém se trubkový konec v témže nástroji bezprostředně v návaznosti na první krok způsobu axiálně pěchuje pro vyhnutí prstencové oblasti trubkového konce radiálně ven do prstencové drážky, vytvořené v nástroji.
2. 2. Způsob výroby lisovací spojovací tvarovky, vyznačující se tím, že v prvním kroku způsobu se průměr trubkového konce rozšiřuje s výhodou o více než dvojnásobek tloušťky stěny trubkového konce.
3. 3. Způsob výroby lisovací spojovací tvarovky, vyznačující se tím, že trn, zavedený do trubkového konce v prvním kroku způsobu, v průběhu provádění druhého kroku způsobu zůstává v trubkovém konci.
4. 4. Způsob výroby lisovací vyznačující se tím, že polotovar je trubky z nerezové oceli.

   spojovací vyroben ze tvarovky, svařované
5. 5. Způsob vyznačující se výroby tím, že lisovací spojovací tvarovky, se jako polotovar použije na

   -21 • · • · • · · · • · 4 • · · ·· · požadovanou délku oddělený kus svařované trubky z nerezové oceli.
6. 6. Zařízení (1) pro tvarovky, zvláště lisovací zejména z nerezové oceli, s alespoň jedním trubkovým výrobu lisovací spojovací spojovací tvarovky z oceli, vycházeje z polotovaru (3) koncem (9), s kombinovanou rozšiřovací a pěchovací stanicí (22), ke které patří alespoň následující prvky:

   vícedílný nástroj (5), který má vnitřní prostor (6) pro polotovar (3), přičemž vnitřní prostor (5) má pro přijetí trubkového konce (9) polotovaru (3) alespoň jeden první úsek (7) se stejným průměrem jako polotovar (3) a druhý úsek (8) s vnitřním průměrem, který je větší než vnější průměr trubkového konce (9), přičemž na vnitřní ploše druhého úseku (8) je prstencová drážka (14) pro vymezení vnějšíhu tvaru prstencového žlábku vytvářeného na trubkovém konci (9), rozšiřovací trn (18), pohyblivě vedený axiálně dovnitř úseku (8) vnitřního prostoru (6) a z něho ven, spojený s hnacím zařízením (21), jehož vnější průměr převyšuje vnitřní průměr trubkového konce (9) a je menší než vnitřní průměr úseku (8), do něhož je rozšiřovací trn (18) zaváděn, takže mezi rozšiřovacím trnem (18) a vnitřní plochou úseku (8) je vymezen prstencový prostor, jehož radiální šířka přibližně odpovídá tloušťce stěny lisovací spojovací tvarovky (3), a pěchovací nástroj (19), pohyblivě vedený axiálně k prstencové drážce (14) nástroje (5) a od ní pryč, spojený s hnacím zařízením (21), mající prstencovou tlačnou plochu (25) , která je uspořádána pro uvedení do styku s trubkovým koncem (9) a pro pěchování tohoto trubkového konce (9) .

   • ·
7. 7. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že vnitřní prostor (6) nástroje (5) má mezi prvním úsekem (7) a druhým úsekem (8) prstencové osazení (11).
8. 8. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že nástroj (5) je dvoudílný, dělený podél roviny paralelní s podélným směrem (16) lisovací spojovací tvarovky (9).
9. 9. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že nástroj (5) je dělený napříč k podélnému směru (16) lisovací polotovaru (3).
10. 10. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že rozšiřovací trn (18) je spojen s hnacím zařízením (21b) prostřednictvím pružinového prostředku (41).
11. 11. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že rozšiřovací trn (18) je spojen s hnacím zařízením (21) tuhým spojením.
12. 12. Zařízení, podle nároku 5, vyznačující se tím, že rozšiřovací trn (18) je pevně spojen s pěchovacím prvkem (19) a hnací zařízení (21) pro rozšiřovací trn (18) tvoří zároveň hnací zařízení (21) pro pěchovací prvek (19).
13. 13. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že pěchovací prvek (19) a rozšiřovací trn (18) mají vzájemně nezávislá hnací zařízení (21a, 21b).

    14. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že část (5a) nástroje (5) je pevně spojena s rozšiřovacím trnem (18) jakož i s pěchovacím prvkem (19. 15. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že

    zařízení (1) má dále zařízení (34) pro hlazení válečkováním.

    φ· φφφφ

    -23 Φ φφφφ φ φφφφ · · φ • · · · φ · ·· ··· · ·
14. 16. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že zařízení má navíc brousicí stanici s brousicím kotoučem, který je zaveditelný do trubkového konce (9) a radiálně pohybovatelný v prstencovém žlábku (15) pro provádění jeho broušení.
15. 17. Lisovací spojovací tvarovka z nerezové oceli, s připojovací oblastí vytvořenou jako trubkový konec (9), ve kterém je vytvořen prstencový žlábek (15) pro přijetí 0kroužku (63), na který po obou stranách navazují duté válcovité oblasti (61a, 61b) sloužící pro slisování s trubkou.