CZ282252B6 - Způsob výroby dvoustěnného, potrubního kusu a zařízení k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

K výrobě dvoustěnného potrubního kusu se ohýbá obrobek (1), který má dvě, téměř bez vůle, do sebe zasunuté trubky (3, 5) a potom se vkládá do dutiny (57), která je ohraničena formou (51) se dvěma oddělitelnými částmi (53, 55). Následně se natlačí fluidní medium (79), např. voda, mezi obě trubky (3, 5) a hlavně také do vnitřního prostoru vnitřní trubky (3) a tlakem fluidního media se vnější trubka (5) rozšíří. Mezi stěnami, které jsou tvořeny oběma trubkami (3, 5) potrubního kusu, který je vyroben tímto způsobem, je pak alespoň v rozsahu jeho délky volný meziprostor (91). Tím, že se ohýbá obrobek, který má alespoň přibližně dost do sebe zasunuté trubky (3, 5), může být proveden ohýbací proces a celý způsob výroby relativně jednoduše a rychle.ŕ

Description

Způsob výroby tvarově stálého alespoň částečné ohnutého trubkového dílu (99) s dvojitými stěnami, mezi nimiž je alespoň v části Jejich délky vytvořen mezlprostor (91), přičemž vnitřní trubka (3) pro vytvoření vnitřní stěny Je zasunuta do vnější trubky (5) pro vytvoření vnější stěny, přičemž vytvarovaný polotovar (1) je alespoň, částečně ohnutý. Po ohnutí polotovaru (1) se mezi obé trubky (3, 5) přivede tlakové médium (79) pro rozšíření průměru vnější trubky (5), která se rozšíří alespoň v části své délky. Tlakové médium (79) o stejném tlaku Jako tlakové médium (79) přiváděné mezi vnitřní trubku a vnější trubku se dále přivede také do vnitřního prostoru vnitřní trubky-

Způsob výroby tvarově stálého alespoň částečně ohnutého trubkového dílu s dvojitými stěnami

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby tvarově stálého alespoň částečně ohnutého trubkového dílu s dvojitými stěnami, mezi nimiž je alespoň v Části jejich délky vytvořen meziprostor. Trubkový díl tedy tvoří trubkové koleno s dvojitými stěnami. Takový trubkový díl s dvojitými stěnami například se stěnami z nerezové oceli může tvořit zejména část výfukového potrubí tj. výfuku spalovacího motoru

Dosavadní stav techniky

U trubkových dílů výfukového potrubí s dvojitými stěnami s kruhovým průřezem je radiální vzdálenost mezi vnějším povrchem vnitřní stěny a vnitřním povrchem vnější stěny obvykle 2 až 5 mm. U známých způsobů výroby takového trubkového dílu se nejdříve zasunou do sebe dvě rovné trubky, které mají předpokládaný průměr vnitřní, respektive vnější stěny vyráběného trubkového dílu. Před ohýbáním trubek se meziprostor mezi oběma trubkami a popřípadě i vnitřní prostor vnitřní trubky vyplní nějakým pevným plnicím materiálem. Tento materiál je tvořen například pískem, nebo nějakými látkami, jako je led nebo slitina s bodem tání asi 70 °C, přičemž tyto látky se přivádějí do trubek v tekutém stavu a potom se nechají v trubkách ztuhnout ochlazením. Když se vzájemně zasunuté trubky ohnou, plnicí materiál se opět z trubek odstraní.

U těchto známých způsobů je poměrně obtížné zachování vzájemné koaxiální polohy obou trubek při plnění plnicím materiálem, aniž by došlo ke značnému omezení při jeho plnění. Když se jako plnicího materiálu použije písku, dostává se písek před ohýbáním trubek jen poměrně pomalu do úzkého prstencovitého prostoru mezi oběma trubkami a popřípadě do vnitřního prostoru vnitřní trubky a po ohnutí trubek se z nich dostává ještě hůře a obtížněji. Když se jako plnicího materiálu použije ledu, musí se trubky po svém naplnění vodou ochladit na teplotu bod bodem tuhnutí, a během celého postupu ohýbání se musí udržovat na teplotě bod bodem tání ledu a po ohnutí se musí opět ohřát. Když se jako plnicího materiálu použije slitiny s bodem tání kolem 70 °C, musí se trubky i slitina ohřát jak při přivádění, tak při odstraňování slitiny na teplotu nad bodem tání této slitiny. Přivádění plnicího materiálu a jeho odstraňování je u těchto plnicích materiálů nepohodlné a časově náročné. Když plnicí materiál nevyplní zcela prostor mezi oběma trubkami, nebo když vyteče z tohoto prostoru, vzniká nebezpečí, že trubky nezůstanou při ohýbání vzájemně koaxiální, nebo že se může měnit jejich průřez. To má za následek, že se na různých místech nežádoucím způsobem mění vzdálenost mezi oběma trubkami, a že se obě trubky za určitých okolností dokonce dotýkají.

U způsobu výroby ohnutého trubkového dílu s dvojitými stěnami, podle japonské přihlášky JPA-61-172 625, se zasune rovná vnitřní trubka do rovné vnější trubky a meziprostor, který je k dispozici mezi oběma trubkami se před ohýbáním vyplní plnicím materiálem. Plnicí materiál u tohoto způsobu je etyl-silikát a prášek z A1₂O₃ a SiO₂. Když plnicí materiál po přivedení mezi obě trubky dosáhne tuhosti tvrdé pryže, ohnou se vzájemně zasunuté trubky, přičemž plnicí materiál se zahřátím speče. Nevýhodou u tohoto způsobu je, stejně jako již u popsaných způsobů, kde se přivádí plnicí materiál mezi obě trubky, které se mají ohýbat, že obě trubky se musí při ohýbání udržovat ve vzájemné koaxiální poloze. Kromě toho se plnicí materiál při ohýbání deformuje bez pochyby tak, že vzájemně zasunuté trubky mění rozdílně při ohýbání svůj průřez a po ohnutí již nemají mezi sebou všude požadovanou vzdálenost. U trubkového dílu vyrobeného tímto způsobem je původně dutý prostor mezi oběma trubkami vyplněný spečeným plnicím materiálem, čímž se nežádoucím způsobem zvyšuje hmotnost trubkového dílu a pravděpodobně se snižuje tepelná izolace. Vzhledem ktomu, že trubkový díl použitý jako

- 1 CZ 282252 B6 výfukové potrubí se může při provozu silně ohřívat, vzniká přitom nebezpečí, že organické složky spečeného plnicího materiálu úplně nebo částečně shoří a nespálené složky se nekontrolovatelně nahromadí na jednom nebo několika místech prostoru mezi oběma trubkami.

Ve francouzské přihlášce FR-A-2 364 710 je uveden způsob a zařízení k výrobě vlnovce. Zařízení má upínací kroužky, které dosedají na vnější povrch válcového měchu, který se má tvarovat a prstencovité opěrky uspořádané ve vzájemné rozteči k podepření tvářeného vnitřního pouzdra uspořádaného uvnitř měchu. Při výrobním způsobu se přivádí kapalina, například voda do kruhového prostoru mezi původně válcový měch a vnitřní pouzdro. Potom se měch a vnitřní pouzdro hydraulicky vzájemně pěchují v axiálním směru, takže se vytlačuje měch mezi upínacími kroužky směrem ven a vnitřní pouzdro mezi prstencovitými opěrkami směrem dovnitř a tvarují se vlny. Po tomto přetváření původně válcového měchu na vlnovec se z vlnovce odstraní také vytvarované vnitřní pouzdro jako odpad. Tohoto známého způsobu se tedy nepoužívá k výrobě ohnutého trubkového dílu s dvojitými stěnami, ale pouze k výrobě vlnovce s rovnou osou.

V německém patentovém spisu DE-B-1 068 206 je uveden způsob výroby zakřivených trubkových tvarovek. U tohoto způsobu se nejdříve ohne původně válcový kus bezešvé trubky, potom se vloží do dutiny dvoudílné formy a tlakovou kapalinou přiváděnou dovnitř trubky se místy rozšiřuje. Trubková tvarovka vyrobená tímto způsobem tedy nemá dvojité stěny.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob výroby tvarově stálého alespoň částečně ohnutého trubkového dílu s dvojitými stěnami, mezi nimiž je alespoň v části jejich délky vytvořen meziprostor, přičemž vnitřní trubka pro vytvoření vnitřní stěny je zasunuta do vnější trubky pro vytvoření vnější stěny, přičemž vytvarovaný polotovar je alespoň částečně ohnutý, podle vynálezu, jehož podstatou je, že po ohnutí polotovaru se mezi vnitřní trubku a vnější trubku přivede tlakové médium pro rozšíření průměru vnější trubky, která se rozšíří alespoň v části své délky.

V jednom příkladu provedení způsobu podle vynálezu se tlakové médium o stejném tlaku jako tlakové médium přiváděné mezi vnitřní trubku a vnější trubku dále přivede také do vnitřního prostoru vnitřní trubky. V dalším příkladu provedení způsobu podle vynálezu je, před rozšířením průměru vnější trubky, radiální vzdálenost mezi vnitřním povrchem vnější trubky a vnějším povrchem vnitřní trubky, která je koaxiálně zasunutá do vnější trubky, 0,01 % až 3 % vnějšího průměru vnitřní trubky.

V dalším příkladu provedení způsobu podle vynálezu je, před rozšířením průměru vnější trubky, radiální vzdálenost mezi vnitřním povrchem vnější trubky a vnějším povrchem vnitřní trubky, která je koaxiálně zasunutá do vnější trubky, 0,01 mm až 1 mm.

V dalším příkladu provedení způsobu podle vynálezu se radiální vzdálenost mezi vnitřním povrchem vnější trubky a vnějším povrchem vnitřní trubky při rozšiřování průměru vnější trubky zvětší alespoň o 1 mm.

V dalším příkladu provedení způsobu podle vynálezu se polotovar po svém ohnutí a před rozšířením průměru vnější trubky umístí do dutiny vzájemně rozebíratelné dvoudílné formy a potom se vnější trubka rozšiřuje tlakovým médiem, dokud svou rozšířenou částí nedosedne na vnitřní plochu vymezující dutinu formy.

V dalším příkladu provedení způsobu podle vynálezu se oba protilehlé krajní úseky vnější trubky po umístění polotovaru do formy zajistí proti rozšiřování.

-2CZ 282252 B6

V dalším příkladu provedení způsobu podle vynálezu je tlakové médium pro rozšiřování vnější trubky kapalina, například voda.

Trubky používané k výrobě trubkového dílu jsou zejména z kovových materiálů, například z nerezové oceli, která může být pro zlepšení povrchu opatřena alespoň na vnější straně tenkým povlakem z hliníku. Trubky mají být tvořeny ve svém průřezu nepřerušovaným svařeným pláštěm, jejich obvod má být hladký ajejich vnitřní i vnější povrchy mají být spojité. Každá trubka může být opatřena například podél svaru pláštěm navařeným na tupo, přičemž svár se následným opracováním například vybrousí. Trubky mohou být také z nerezových materiálů umožňující ohyb trubek plastickou deformací a u vnější trubky i její roztažitelnost. Trubky používané k výrobě trubkového dílu mají spolu lícovat, ale musí být vzájemně zasouvatelné. Rozměry závisejí na přesnosti použitých trubek, na požadované přesnosti trubkového dílu, který se má vyrobit a především na průřezu komerčně dostupných trubek. Použité trubky mají především kruhový průřez, respektive ve tvaru mezikruží. Vnější poloměr vnitřní trubky trubkového dílu pro výfukové potrubí motorového vozidla je v rozsahu 10 až 100 mm nebo ještě větší a většinou je v rozsahu 15 až 60 mm. Uvedená radiální vzdálenost mezi vnitřním povrchem vnější trubky a vnějším povrchem vnitřní trubky může být potom 0,01 mm až 1 mm a zejména až 0,3 mm před rozšířením průměru vnější trubky. Radiální vzdálenost mezi vnitřním povrchem vnější trubky a vnějším povrchem vnitřní trubky se při rozšiřování průměru vnější trubky zvětší alespoň o 1 mm, například o 2 až 5 mm. Použité trubky mohou být ve speciálních případech eliptický, oválný nebo mnohoúhelníkový tvar. V posledním případě se rohy nebo určité strany mnohoúhelníku nahrazují ohnutými přechody, takže trubka má průřez složený částečně z přímek a oblouků. V tomto případě platí podmínky, které byly dány pro radiálně měřené vzdálenosti a poloměry i pro vzdálenosti měřené vždy pravoúhle k povrchu trubek, odpovídající vnějšímu poloměru vnitřní trubky.

Obě trubky se mohou před ohýbáním uříznout na potřebnou délku například z dlouhých trubek a mohou se potom zasunout do sebe. Potom se polotovar vytvořený z dvojice vzájemně zasunutých trubek ohne na požadovaný tvar například pomocí trubkové ohýbačky s trnem zavedeným do vnitřní trubky. Když vzájemně zasunuté trubky spolu lícují s malou vůlí a podle toho na sebe alespoň přibližně dosedají, zůstávají také při ohýbání bez použití speciálních opatření alespoň přibližně a prakticky úplně v koaxiální poloze. Když při ohýbání trubek, v závislosti na použitém způsobu, dochází alespoň místy ke změnám jejich průřezu, jsou tyto změny u obou trubek stejné, to znamená, že obrysové čáry obou trubek zůstávají v průřezu rovnoběžné. Vzájemně zasunuté trubky se mohou tedy ohýbat bez nutnosti přivádění plnicího materiálu mezi obě trubky a do vnitřní trubky a bez nutnosti jeho odstraňování po ohnutí trubek.

Tlakové médium pro rozšiřování vnější trubky je převážně kapalina, například voda nebo případně olej s nízkou viskozitou. Po případě se místo kapaliny může použít plynu. U výhodného příkladu provedení způsobu podle vynálezu se pro rozšiřování vnější trubky nepřivádí tlakové médium jenom mezi obě trubky, ale také se přivádí do vnitřního prostoru vnitřní trubky, a to pod stejným tlakem. Tím se může jednoduchým způsobem dosáhnout toho, že vnitřní trubka si uchová svůj tvar při rozšiřování vnější trubky. Když je vnitřní trubka dost pevná, aby odolala tlaku tlakového média, potřebného pro rozšíření vnější trubky, nemusí se případně přivádět tlakové médium do vnitřní trubky. Dále je možné před rozšiřováním vnější trubky přechodně umístit do vnitřní trubky tm složený z kloubově spojených článků nebo z pružných prutů pro vyztužení vnitřní trubky během rozšiřování vnější trubky, bez nutnosti přivádění tlakového média do vnitřní trubky.

Při rozšiřování vnější trubky je její vnější tvar určen dutinou vzájemně rozebíratelné dvoudílné nebo vícedílné formy. Forma se po vložení polotovaru složeného ze dvou vzájemně zasunutých a ohnutých trubek uzavře a po rozšíření vnější trubky se opět rozevře pro vyjmutí hotového výrobku. Forma je zejména uspořádána tak, že ve svém uzavřeném stavu pevně svírá oba

- 3 CŽ 282252 B6 protilehlé krajní úseky vnější trubky, a tím je zajišťuje proti rozšiřování. Celá zbývající část vnější trubky, která je umístěna mezi těmito krajními úseky, se může ve formě rozšiřovat. Délka této části, která se při výrobě rozšiřuje, je alespoň 50 %, zejména alespoň 80 % a dokonce až 90 % celkové délky vnější trubky. Když se tyto krajní úseky vnější trubky nerozšíří během výrobního procesu podle popsaného příkladu provedení způsoby výroby trubkového dílu, může se jeden nebo oba krajní úseky, v případě potřeby, dodatečně oddělit od prostředního hlavního úseku trubkového dílu. Když se oddělí oba tyto krajní úseky, je mezi oběma trubkami hotového trubkového dílu vytvořen meziprostor, který prochází po celé délce obou trubek, nebo v případě nestejné délky obou trubek po celé délce kratší trubky.

Vnější trubka se může také rozšiřovat za určitých okolností, zejména při nízkých požadavcích na přesnost tvaru a rozměru vyráběného trubkového dílu, aniž by se způsob rozšiřování prováděl v duté formě.

Protože při provádění tohoto způsobu podle vynálezu není třeba před ohýbáním vzájemné zasunutých trubek přivádět plnicí materiál mezi obě trubky a po jejich ohnutí jej opět odstraňovat, může se zjednodušit pracovní proces a může se snížit čas potřebný k výrobě trubkového dílu, proti známým způsobům, kde se musí přivádět plnicí materiál. Podstatná výhoda způsobu podle vynálezu spočívá také v tom, že se při sériové výrobě trubkových dílů může používat poměrně jednoduchých strojních prostředků ve velkém rozsahu a dokonce plně automaticky, tj. bez nutnosti ruční práce. Způsob podle vynálezu umožňuje výrobu trubkových dílů, jejichž stěny, které jsou tvořené dvěma trubkami, se vzájemně dotýkají ve svých krajních úsecích. Kromě toho je zde možnost, odříznout dotýkající se krajní úseky trubek na jednom nebo obou koncích trubkového dílu. V tomto případě se mohou obě trubky nebo stěny trubkového dílu vzájemně spojit u svých konců přírubami nebo jinými spojovacími prvky tak, aby jejich vzájemně přilehlé povrchy byly udržovány v požadované vzdálenosti od sebe v celé délce trubek nebo stěn. Prostor mezi vnější a vnitřní trubkou, vytvořený rozšířením vnější trubky, může u hotového trubkového dílu zůstat volný, tj. může obsahovat vzduch nebo může být dokonce vzduchoprázdný. Trubkový díl s dvojitými stěnami tedy umožňuje dobrou tepelnou i protihlukovou izolaci.

Jak bylo popsáno, může vnitřní trubka při ohýbání vzájemně zasunutých trubek dosedat na vnější trubku a při rozšiřování vnější trubky může být vyztužena tlakovým médiem nebo eventuálně jiným způsobem. Způsob výroby se může také provádět bez vystavení pláště vnitřní trubky vysokým tlakům. To umožňuje vytvoření poměrně tenkostěnné vnitřní trubky, která je proto příslušně lehká a má jen nízkou tepelnou kapacitu.

Trubkový díl vyrobený způsobem podle vynálezu může být použit například u výfukového potrubí silničního vozidla ke spojení výstupu spalin zážehového nebo eventuálně vznětového motoru s katalyzátorem. Dobrá dosažitelná tepelná izolace a rovněž nepatrná dosažitelná tepelná kapacita vnitřní stěny trubkového dílu vyrobeného způsobem podle vynálezu přináší dále mezi jiným výhodu, že se katalyzátor při nastartování spalovacího motoru rychle ohřeje spalinami na teplotu, která je potřebná k uvolnění chemických reakcí, které mají probíhat v katalyzátoru. Rychlé zahřátí katalyzátoru na uvedenou teplotu přináší opět výhodu, že se v katalyzátoru čistí spaliny od škodlivin prakticky bezprostředně po nastartování motoru, aniž by se muselo používat pro fázi nastartování a zahřívání motoru přídavného pomocného katalyzátoru.

Přehled obrázků na vvkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr. 1 je znázorněn polotovar sestávající ze dvou vzájemně zasunutých trubek, na obr. 2 je schematicky znázorněno zařízení na ohýbání trubek při ohýbání polotovaru, který je zde nakreslen v menším měřítku než na obr. 1, na obr. 3 je v nárysu a v částečném řezu schematicky znázorněno zařízení k rozšiřování vnější trubky

-4CZ 282252 B6 polotovaru, který je zde nakreslen ještě v menším měřítku než na obr. 2. na obr. 4 je znázorněn detail IV polotovaru a zařízení z obr. 3, s polotovarem v řezu a ve větším měřítku, na obr. 5 je v půdorysu znázorněn spodní díl formy znázorněné na obr. 3 a 4 ke stanovení obrysu vnější trubky, v témže měřítku jako na obr. 4, na obr. 6 je znázorněn detail jako na obr. 4, v němž je ale rozšířena vnější trubka, na obr. 7 je v podélném řezu znázorněn polotovar po rozšíření vnější trubky přibližně v témže měřítku jako na obr. 2 a na obr. 8 je v podélném řezu znázorněn hotový trubkový díl.

Příklady provedení wnálezu

K výrobě podlouhlého tvarově stálého alespoň částečně ohnutého trubkového dílu s dvojitými stěnami, mezi nimiž je alespoň v části jejich délky vytvořen meziprostor, se nejdříve připraví dvě rovné, kovové trubky 3, 5, s kruhovým průřezem, znázorněné na obr. 1, a to vnitřní trubka 3 a vnější trubka 5, které se uříznou například z delší trubky, která je komerčně dostupná. Vnější průměr vnitřní trubky 3 je menší než vnitřní průměr vnější trubky 5. Vnitřní trubka 3 i vnější trubka 5 se může vytvořit například z komerčně dostupných trubek, které mají vnější průměr 44,45 mm, respektive 47,5 mm a tloušťku stěny 1,5 mm. Vnitřní poloměr vnější trubky 5 je potom asi o 0,025 mm větší než vnější poloměr vnitřní trubky 3. Vnitřní trubka 3 je obvykle delší než vnější trubka 5. Je nutno uvést, že obě trubky 3, 5 na obr. 1 a na dalších obrázcích jsou z grafických důvodů nakresleny s větší tloušťkou stěn. Vnitřní trubka 3 i vnější trubka 5 jsou z kovového materiálu, zejména z nerezové oceli. Ke zlepšení vnějšího povrchu hotového trubkového dílu, může být vnější povrch vnější trubky 5 a rovněž, například podle způsobu její výroby, také její vnitřní povrch opatřen tenkým hliníkovým povlakem o tloušťce 0,01 až 0,03 mm. Vnitřní trubka 3 hotového trubkového dílu může být vyrobena celá z nerezové oceli nebo může být opatřena alespoň z vnější strany hliníkovým povlakem. Vnitřní trubka 3 se zasune ručně nebo pomocí vhodného přípravku do vnější trubky 5, přičemž obě trubky 3, 5 mohou být v nutném případě namazány mazivem, například olejem, pro vzájemné lepší zasunutí. Zasunutím vnitřní trubky 3 do vnější trubky 5 vznikne polotovar h znázorněný na obr. 1, který je sestaven ze dvou rovných trubek 3, 5, koaxiálně uspořádaných k ose 7. Vnitřní trubka 3 vyčnívá alespoň jedním koncem, znázorněným na obr. 2 vpravo, a zejména oběma konci o 0,5 až 5 mm z vnější trubky 5.

Zařízení k výrobě trubkového dílu s dvojitými stěnami, obsahuje mimo jiné ohýbací zařízení 11, které je schematicky znázorněné na obr. 2. Toto ohýbací zařízení 11 může sestávat například z ohýbačky trubek běžné konstrukce a může mít stojan 13, na němž je uložen pevně, ale například stavitelně vodicí prvek 15 a na němž je otočně uložen ohýbací kotouč 17, tvořený například kladkou. Ohýbací kotouč 17 je opatřen upínací čelistí 19 k uvolnitelnému upevnění polotovaru Ohýbací zařízení 11 dále obsahuje tuhý, ale nastavitelný tm 21 upevněný na stojanu _13. Volný konec tmu 21 se zalícuje s minimální radiální vůlí do vnitřní trubky 3 polotovaru 1. Původně rovný polotovar 1 se může nasadit alespoň částečně na tm 21 a pootočením ohýbacího kotouče 17 a rovněž upínací čelisti 19 se ohne. Tento pochod probíhá při teplotě místnosti, tj. tvářením za studená. Ohýbací zařízení 11 se může ovládat ručně nebo bez použití lidské síly, například elektrickými nebo hydraulickými nebo pneumatickými prostředky nebo může být případně uspořádáno k automatickému provozu. Polotovar 1 podle obr. 2 se může například ohýbat ve dvou úsecích umístěných proti sobě v určité vzdálenosti, v jedné rovině, takže osa 7 polotovaru 1 leží po ohnutí v jedné rovině a polotovar 1 má přibližně tvar prodlouženého S nebo Z.

K výrobě trubkového dílu s dvojitými stěnami patří také lis 31, zjednodušeně a schematicky znázorněný na obr. 3. Lis 31 obsahuje vodicí stojánek 33, na němž je uložen spodní suport 35 a horní suport 37. Spodní suport 35 je například pevně spojen s vodicím stojánkem 33, je jeho součástí a tvoří jeho podstavec. Horní suport 37 je vertikálně posuvně veden na sloupcích vodícího stojánku 33 a může být vertikálně přesouván přestavovacím zařízením 39, schematicky

-5 CZ 282252 B6 znázorněným na obr. 3. Přestavovací zařízení 39 obsahuje alespoň jeden hydraulický válec 41, který je upevněný na vodicím stojánku 33, a v němž je posuvně uložen píst 43, jehož pístnice je spojena s horním suportem 37. Tvářecí zařízení znázorněné na obr. 3 a částečně i na obr. 4 až 6 je stručně označeno jako forma 51, která obsahuje dva tvářecí díly 53, 55. Spodní díl 53 je pevně 5 upevněn na spodním suportu 35. Horní díl 55 je pevně upevněn na horním suportu 37. Forma 51 se proto může zavírat a opět otevírat pomocí lisu 31, přičemž horní díl 55 je stlačován proti spodnímu dílu 53, respektive se od něho odsouvá směrem vzhůru. Každý tvářecí díl 53, 55 je opatřen na své straně přivrácené ke druhému dílu podélným vybráním 53a, resp. 55a. Každé podélné vybrání 53a, 55a obsahuje prostřední úsek 53b, resp. 55b, tvořící hlavní část podélného io vybrání 53a, 55a a na svých obou koncích obsahuje užší a kratší koncové úseky 53c, resp. 55c.

Při uzavřené formě 51, tj. když oba tvářecí díly 53, 55 na sebe dosednou, vymezují společně podélnou dutinu 57 k upnutí polotovaru 1, přičemž každé z obou podélných vybrání 53a, 55a tvoří alespoň přibližně a nebo přesně polovinu podélné dutiny 57. Prostřední úsek 53b. resp. 55b vytváří společně prostřední dutinu 57b, tvořící hlavní část podélné dutiny 57, s kruhovým 15 průřezem, přičemž poloměr prostřední dutiny 57b je větší alespoň o 1 mm a například alespoň o 2 mm než vnější poloměr vnější trubky 5 polotovaru 1. Oba koncové úseky 53c, resp. 55c podélného vybrání 53a, resp. 55a tvoří společně koncovou dutinu 57c. Poloměr koncové dutiny 57c je přibližně stejný jako vnější poloměr vnější trubky 5 polotovaru 1, takže oba krajní úseky vnější trubky 5 jsou radiálně nalícovány bez vůle v koncové dutině 57c. Podélná dutina 57 je 20 delší než polotovar 1, takže po vložení polotovaru do formy 51 vznikne v koncové dutině 57c volný prostor, jak je znázorněno v pravé části podélné dutiny 57 na obr. 3. Tento volný prostor vznikne po vložení polotovaru 1 do formy 51 v obou koncových dutinách 57c.

Je nutno uvést, že rozdíl poloměrů prostřední dutiny 57b a koncové dutiny 57c na obr. 3 až 6 25 a rovněž tloušťky stěn obou trubek 3, 5 jsou z důvodů lepšího rozlišení nakresleny ve větším měřítku ve srovnání se skutečnými průměry obou trubek 3, 5. Dále je nutno uvést, že podélná dutina 57 a polotovar 1, který je v ní umístěn, mohou být podle obr. 3 uspořádány tak, že osa 7 polotovaru 1, která se shoduje s osou podélné dutiny 57, leží ve společné vertikální rovině. Vzájemně přivrácené plochy obou tvářecích dílů 53, 55 obklopující podélná vybrání 53a. 55a 30 a znázorněné na obr. 3 v řezu jsou rovinné a horizontální. Polotovar 1 a podélná dutina 57 jsou pro lepší názornost nakresleny na obr. 3 s osou 7, ležící ve společné vertikální rovině. V tomto uspořádání, kde osa 7 polotovaru 1 leží ve společné rovině, je možno potom snadněji vytvořit formu 51, vymezující podélnou dutinu 57 k uložení polotovaru 1, tak, aby osa 7 polotovaru 1 a současně podélné dutiny 57 ležela také ve společné horizontální rovině, tj. v rovině kolmě ke 35 směru posuvu horního tvářecího dílu 55. Vzájemně přivrácené plochy obklopující podélná vybrání 53a, 55a obou tvářecích dílů 53. 55, mohou potom ležet ve stejné rovině jako osa 7 polotovaru J, tedy v horizontální rovině. Jak bude ještě vysvětleno, mají polotovary 1 v praxi osy 7, které jsou prostorově umístěny.

Při uzavřené formě 51 dosedají na sebe vzájemně přivrácené plochy obklopující podélná vybrání 53a, 55a obou tvářecích dílů 53. 55. Jak je znázorněno na obr. 4 až 6, je forma 51 dále opatřena těsnicími prvky 61, které při zavřené formě 51 utěsňují volné prostory koncových dutin 57c proti okolnímu prostředí. Těsnicí prvky 61 obsahují například dva těsnicí polokroužky 63, resp. 65, uložené v polokruhových drážkách obou tvářecích dílů 53, 55 a tvořící společný těsnicí kroužek, 45 dosedající na vnější trubku 5 a dále obsahují tvarové těsnění 67. Tvarové těsnění 67 je uloženo například v drážce spodního tvářecího dílu 53 a má tvar písmena C, jak je znázorněno na obr.

5, a prochází od jednoho konce těsnicího polokroužku 63 kolem volného prostoru koncové dutiny 57c ke druhému konci těsnicího polokroužku 63. Těsnicí polokroužky 63, resp. 65 a tvarové těsnění 67 jsou na obr. 4 až 6 schematicky nakresleny jako z jednoho kusu, jako 50 například profilová těsnění z pružné pryže. Ve skutečnosti se mohou skládat ze dvou nebo několika částí s různou pevností a pružností, jak je známo u vysokotlakých těsnění.

Ve spodním tvářecím dílu 53 je vytvořen odstupňovaný otvor 53d, který spojuje volný prostor koncové dutiny 57c s přípojkou 69, připevněnou ke spodnímu tvářecímu dílu 53 například

-6CZ 282252 B6 přivařením a schematicky znázorněnou na obr. 6 jako objímka s průchozím otvorem 56.

Jak je znázorněno na obr. 3, je alespoň jeden hydraulický válec 41 přestavovacího zařízení 39 spojen alespoň jedním potrubím 73 se zdrojem 75 tlakového média 79 pro přivádění a odvádění hydraulické kapaliny. Přestavovací zařízení 39 a zdroj 75 tlakového média 79 mohou být uspořádány tak, aby bylo možno volitelně nastavit přesouvání horního suportu 37 a horního tvářecího dílu 55, který je na něm upevněný, po dlouhé dráze, poměrně malou silou a velkou rychlostí nebo poměrně velkou silou a malou rychlostí.

Přípojka 69 je spojena potrubím 73 se zdrojem 75 tlakového média 79. Přípojka 69 je co nejkratší, přičemž zdroj 75 tlakového média 79 může být popřípadě upevněn přímo ke spodnímu tvářecímu dílu 53. Zdroj 75 tlakového média 79 je uspořádán tak, že se při zavřené formě 51 přivádí tlakové médium 79 do podélné dutiny 57 pod tlakem a následně se tlak uvolní, přičemž se alespoň část tlakového média 79 odvede z podélné dutiny 57. Tlakové médium 79 je zejména kapalina, například voda. Zdroj 75 tlakového média 79 obsahuje například nádrž 77 k uložení tlakového média 79 a dvě čerpací jednotky 81, 83. První čerpací jednotka 81 se skládá z čerpadla, které je určeno k čerpání velkého množství tlakového média 79 za jednotku času, ale za poměrně nízkého tlaku. Druhá čerpací jednotka 83 musí naproti tomu vyvinout vysoký tlak, ale pro malé dopravované množství tlakového média 79 za jednotku času. Druhá čerpací jednotka 83 má například vícestupňové čerpadlo nebo několik samostatných čerpadel zapojených za sebou nebo alespoň jedno čerpadlo, na jehož výstup je napojený zesilovač tlaku. První čerpací jednotka 81 má vstup spojený s nádrží 7 a výstup spojený pomocí zpětného ventilu 7 s přípojkou 69. Druhá čerpací jednotka 83 má vstup spojený s nádrží 77 a výstup přímo spojený s přípojkou 69. Zdroj 75 tlakového média 79 obsahuje dále vypouštěcí ventil 87 spojující přípojku 69 s nádrží 77 pro uvolnění tlaku.

Polotovar 1 ohnutý v ohýbacím zařízení 11 se dále tvaruje pomocí lisu 31, formy 51 a zdroje 75 tlakového média 79. Polotovar 1 se proto vloží do spodního podélného vybrání 53a dolního tvářecího dílu 53 při otevřené formě 5J_. Forma 51 se následně uzavře přestavovacím zařízením 39. Potom se přivede tlakové médium 79, například voda ze zdroje 75 do přípojky 69, jak je znázorněno šipkou na obr. 6. Tlakové médium 79, zejména voda se přivádí přípojkou 69 nejdříve do koncového úseku 53c, který je s ní bezprostředné spojený a dále protéká do vnitřního prostoru vnitřní trubky 3, a tímto vnitřním prostorem také do volného prostoru druhého koncového úseku 53c podélné dutiny 57 na její levé straně podle obr. 3. Dále se tlakové médium 79, tj. voda může vtlačit na obou koncích polotovaru 1 mezi vnější povrch vnitřní trubky 3 a vnitřní povrch vnější trubky 5. Toto vtlačení tlakového média 79, sestávajícího z vody, mezi obě trubky 3, 5, které jsou vzájemně zasunuté bez vůle, se usnadní a urychlí tím, že se vnitřní trubka 3 na obou koncích polotovaru 1 vysune z vnější trubky 5. Vzduch, který je před přívodem vody ve volných prostorech koncového úseku 53c a v polotovaru 1, se přiváděnou vodou stlačí a případně se částečně rozpustí ve vodě. V úvodní fázi přivádění vody, kdy je třeba jen poměrně nízký tlak, pro přivedení vody k polotovaru 1, uloženého v podélné dutině 57, a ke stlačení vzduchu, který je ve volných prostorech koncového úseku 53c a v polotovaru 1, se voda přivádí poměrně ve velkém množství pomocí první čerpací jednotky 81. Když se volné prostory koncového úseku 53c a vnitřní prostor vnitřní trubky 3 naplní alespoň částečně vodou a tlak vyvozený první čerpací jednotkou 81 již nestačí k přívodu další vody, tak se první čerpací jednotka 81 vypne a zapne se druhá čerpací jednotka 83, které dodává menší množství vody, ale pod vyšším tlakem než první čerpací jednotka 81. Voda, zejména po zapnutí druhé čerpací jednotky 83, se čerpáním vtlačuje do vnitřní trubky 3 a mezi obě trubky 3, 5 pod vysokým tlakem, který je například 200 MPa až 300 MPa. Hlavní úsek 5b vnější trubky 5, který je umístěn v prostřední dutině 57b, tvořící hlavní část podélné dutiny 57, se tímto tlakem radiálně rozšiřuje plastickou deformací tvářením za studená, dokud nedosedne na celou vnitřní plochu vymezující podélnou dutinu 57 formy 51. Protože na vnitřní i vnější povrch vnitřní trubky 3 působí stejný tlak tlakového média, vnitřní trubka 3 se netvaruje. Vzduch, který je před rozšiřováním vnější trubky 5 ve volných prostorech koncového úseku 53c a v polotovaru 1, se během rozšiřování vnější trubky 5 stlačuje nebo se

-7CZ 282252 B6 z větší části vytlačuje z podélné dutiny 57 mezi oba tvářecí díly 53, 55. Když se vnější trubka 5 rozšíří uvedeným způsobem a dosedne také v oblasti prostřední dutiny 57b na vnitřní plochy formy 51, ukončí se přívod tlakové vody vypnutím druhé čerpací jednotky 83. Potom se jen dočasně otevře vypouštěcí ventil 87, a tím se uvolní podélná dutina 57 a polotovar 1 od tlaku tlakového média, přičemž tlaková voda se může vypustit z podélné dutiny 57 a polotovaru 1 do nádrže 77. Po uvolnění tlaku se forma 51 otevře přestavovacím zařízením 39 a polotovar 1 se vyjme z formy 51.

Lis 31 a zdroj 75 tlakového média 79 jsou opatřeny nebo spojeny s neznázoměným ovládacím zařízením, kterým se dá ovládat přestavovací zařízení 39 a zdroj 75 tlakového média 79 k provádění uvedených pracovních operací. Různé pracovní operace se mohou řídit například ručně nebo alespoň částečně volitelně ručně nebo automaticky.

Po skončení uvedeného rozšíření hlavního úseku 5b vnější trubky 5, umístěného v prostřední dutině 57b, tvořící hlavní část podélné dutiny 57, vznikne mezi vnitřní trubkou 3 a hlavním úsekem 5b vnější trubky 5 volný meziprostor 91. který probíhá podél největší části délky polotovaru L Polotovar 1 má potom tvar, který je znázorněný na obr. 7. Koncový úsek polotovaru 1 s nerozšířeným krajním úsekem vnější trubky 5 a s krajním úsekem vnitřní trubky 3, umístěné ve vnější trubce 5, se může oddělit v dělicí rovině 93, znázorněné na obr. 7. Toto oddělení lze provést odříznutím pilou nebo kotoučovou frézou nebo jakýmkoliv jiným dělicím nástrojem.

Vnitřní prostor vnitřní trubky 3 a meziprostor 91 mezi oběma trubkami 3, 5 může po rozšíření vnější trubky 5 a po uvolnění tlaku obsahovat ještě vodu. Voda, která je obsažena ve vnitřní trubce 3 normálně vyteče z vnitřní trubky 3 při otevření formy 51 a při následném vyjmutí polotovaru 1 z formy 51 většinou bez zvláštního opatření. Zbývající voda v meziprostoru 91 může po roztažení vnější trubky 5 a po uvolnění tlaku a otevření formy 51 a vyjmutí polotovaru 1 zůstat případně částečně v meziprostoru 91. Po oddělení koncového úseku polotovaru 1 se může tato voda odvést, takže v meziprostoru 91 zůstane pouze vzduch.

Jak je znázorněno na obr. 8 vlevo, mohou se neodříznuté konce obou trubek 3, 5 vzájemně spojit pevně a s utěsněním pomocí první příruby 95, například svařením. Druhé, odříznuté konce obou trubek 3, 5 se mohou také vzájemně spojit pevně a s utěsněním pomocí druhé příruby 97. Tím vznikne hotový tvarově stálý trubkový díl 99, s dvojitými stěnami nebo plášti, tvořenými zbylými částmi trubek 3, 5, kde dvojité stěny nebo pláště jsou alespoň přibližně koaxiální se společnou osou 7 a jsou téměř po celé délce odděleny volným meziprostorem 91.

Způsob výroby trubkového dílu podle vynálezu se může různě měnit. Může se například značně měnit obrys polotovaru vyrobeného ohýbáním. Polotovar se může například ohýbat tak, že se ohne jenom na jedné části své délky nebo může obsahovat více než dva ohnuté úseky, vzájemně oddělené přímými úseky nebo se může ohnout po své celé délce. V praxi se polotovar musí dále ohýbat pro různá použití tak, že jeho osa neleží v jedné rovině, ale tvoří více méně prostorově zakřivenou čáru nebo křivku, která je částečně zakřivená a částečně přímá nebo je všude zakřivená. Ohýbací zařízení může být dále opatřeno ústrojím pro ohřev polotovaru před nebo během ohýbání. Ohýbací zařízení může dále obsahovat řídicí prvek určující křivku ohybu a sáně s posuvným suportem, alespoň dvě kladky otočně uložené kolem pevných os na posuvném suportu a alespoň jedno výkyvné rameno uložené na posuvném suportu, namísto vodícího prvku 15, ohýbacího kotouče 17 a upínací čelisti 19. Na výkyvném rameni může být potom otočně uložena snímací kladka, která se odvaluje na řídicím prvku a snímá křivku ohybu a dále ohýbací kladka, která je v záběru s polotovarem 1, a která ho potom ohýbá společně s kladkami uloženými na suportu.

Jestliže osa 7 polotovaru 1 leží po jeho ohnutí ještě v jedné rovině může při rozšiřování vnější trubky 5 probíhat, jak bylo uvedeno, vertikálně nebo horizontálně, tj. rovnoběžně nebo kolmo ke

- 8 CZ 282252 B6 směru posuvu posuvných tvářecích dílů 53, 55. Když se naproti tomu osa 7 polotovaru při ohýbání více méně prostorově zakřiví, musí být také příslušně prostorově zakřivena osa podélné dutiny 57 formy 51 určující obrys vnější trubky 5 při jejím rozšiřování. Oba vzájemně přestavitelné tvářecí díly 53, 55 formy 51 by měly být také při prostorově zakřivené ose polotovaru £ uspořádány tak, aby tato osa při zavřené formě 51 a když se neuvažuje s vybráními 53a, resp.55a obou tvářecích dílů 53, 55, procházela mezi vzájemně přivrácenými a tím vzájemné dosedajícími plochami obou tvářecích dílů 53, 55, nebo aby ležela na těchto plochách. Tvářecí díly 53, 55 mohou být potom uspořádány tak, aby osa 7 polotovaru £ a podélné dutiny 57 formy 51 jak v průmětu na vertikální rovinu tak v průmětu na horizontální rovinu podle obr. 3, byla alespoň částečně zakřivena. Jestliže je polotovar vyroben s poměrně značně zakřivenou osou 7, může se forma 51, která vymezuje podélnou dutinu 57 k uložení polotovaru £, skládat ze tří nebo dokonce z několika vzájemně oddělitelných dílů.

Lis 31 nebo forma 51, v níž je uložen polotovar při rozšiřování vnější trubky 5, mohou být dále vybaveny blokovacími prostředky, alespoň s jedním přestavitelným prvkem, které při zavřené formě jsou ve vzájemném mechanickém záběru a zajišťují tak tvářecí díly 53, 55 formy 51 proti vzájemnému oddělení, dokud se blokovací prostředky nevysunou ze záběru. Forma 51, v níž je uložen polotovar při rozšiřování vnější trubky 5, nebo zdroj 75 tlakového média 79 mohou být dále opatřeny ohřívacím ústrojím k ohřevu formy 51, tlakového média 79, a tím i polotovaru £. Tak dochází vlastně k tváření za tepla, přičemž se může snížit tlak tlakového média 79, potřebný k rozšiřování vnější trubky 5, ve srovnání s tvářením za studená, při shodných stanovených rozměrech a stejném materiálu vnější trubky 5.

Když podélná dutina 57 uzavřené formy 51 má dva konce, umístěné ve dvou různých výškách, jak je znázorněno na obr. 3, může se přípojka 69 k přivádění a odvádění tlakového média 79, potřebného k rozšiřování vnější trubky 5, umístit u nižšího konce, na rozdíl od uspořádání podle obr. 3, kde je tato přípojka 69 umístěna u vyššího konce. Tím se může případně dosáhnout toho, že při uvolnění tlaku může odtéci větší část vody nebo tlakového média 79 před otevřením formy 51. Dále může být forma 51 opatřena sacím nebo vyfukovacím ústrojím pro odsávání nebo vyfukování co největší části tlakového média 79 z formy 51, po uvolnění tlaku, ale před jejím otevřením.

Namísto oddělování jednoho konce trubek 3, 5 polotovaru £, jak je znázorněno na obr. 7 a 8, se mohou oddělit bud’ oba nerozšířené konce vnější trubky 5 a odpovídající konce vnitřní trubky 3 polotovaru £, nebo se oba mohou ponechat. Ve druhém případě se může polotovar £ před svařením trubek 3, 5 s přírubami 95, 97 silně ohřát, takže voda, která zůstala v meziprostoru 91 mezi oběma trubkami 3, 5, se odpaří a vyjde ven jako pára. Příruby 95, 97 mohou být nahrazeny trubkovými hrdly nebo jinými vhodnými spojovacími prvky. Když se hotový trubkový díl 99 použije jako součást výfukového potrubí s katalyzátorem, mohou se obě trubky 3, 5 přivařit přímo k tělesu katalyzátoru nebo k jinému dílu výfukového potrubí. Meziprostor 91 mezi oběma trubkami 3, 5 se může dále odvzdušnit během nebo po jejich spojení se spojovacími prvky.

Průmyslová využitelnost

Způsobu podle vynálezu se může průmyslově využít zejména k výrobě trubkového dílu s dvojitými stěnami například se stěnami z nerezové oceli pro výfukové potrubí spalovacího motoru.

-9CZ 282252 Β6

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (8)

1. Způsob výroby tvarově stálého alespoň částečně ohnutého trubkového dílu s dvojitými stěnami, mezi nimiž je alespoň v části jejich délky vytvořen meziprostor. přičemž vnitřní trubka pro vytvoření vnitřní stěny je zasunuta do vnější trubky pro vytvoření vnější stěny, přičemž vytvarovaný polotovar je alespoň částečně ohnutý, vyznačující se tím, že po ohnutí polotovaru se mezi vnitřní trubku a vnější trubku přivede tlakové médium pro rozšíření průměru vnější trubky, která se rozšíří alespoň v části své délky.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlakové médium o stejném tlaku jako tlakové médium přiváděné mezi vnitřní trubku a vnější trubku se dále přivede také do vnitřního prostoru vnitřní trubky.

3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že před rozšířením průměru vnější trubky je radiální vzdálenost mezi vnitřním povrchem vnější trubky a vnějším povrchem vnitřní trubky, která je koaxiálně zasunutá do vnější trubky, 0.01 % až 3 % vnějšího průměru vnitřní trubky.

4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že před rozšířením průměru vnější trubky je radiální vzdálenost mezi vnitřním povrchem vnější trubky a vnějším povrchem vnitřní trubky, která je koaxiálně zasunutá do vnější trubky, 0.01 mm až 1 mm.

5. Způsob podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že radiální vzdálenost mezi vnitřním povrchem vnější trubky a vnějším povrchem vnitřní trubky se při rozšiřování průměru vnější trubky zvětší alespoň o 1 mm.

6. Způsob podle nároků laž5, vyznačující se tím, že se polotovar po svém ohnutí a před rozšířením průměru vnější trubky umístí do dutiny vzájemně rozebíratelné dvoudílné formy a potom se vnější trubka radiálně rozšiřuje tlakovým médiem, dokud svou rozšířenou částí nedosedne na vnitřní plochu vymezující dutinu formy.

7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že se oba protilehlé krajní úseky vnější trubky po umístění polotovaru do formy zajistí proti rozšiřování.

8. Způsob podle nároků laž7, vyznačující se tím, že tlakové médium pro rozšiřování vnější trubky je kapalina, například voda.

4 výkresy

- 10CZ 282252 B6

L·.

-11CZ 282252 B6