DE10000867A1 - Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes (1) wird zunächst eine Öffnung (3) in einem im wesentlichen flach ausgebildeten Metallblech (2) ausgestanzt. Anschließend wird an der ausgestanzten Öffnung (3) ein Rohr (4) angefügt, vorzugsweise angeschweißt und das Metallblech (2) zu einem Hohlprofil umgeformt, dessen Endkanten (9) benachbart einander gegenüber liegen. Die sich gegenüber liegenden Kanten (9) werden zur Bildung des T-förmigen Rohrstückes (1) abgedichtet miteinander verbunden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können T-förmige Rohrstücke (1) hergestellt werden, die im gesamten Bereich im wesentlichen dieselbe Wanddicke aufweisen. Ferner kann die Länge der drei Rohrenden frei gewählt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes. Solche Rohrstücke bestehen meist aus Metall und dienen als Abzweigung in einem hydraulischen Rohrsystem.

Aus der DE 33 42 091 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohr- Abzweigstücks bekannt, bei dem aus einem Ausgangsrohrstück durch mehrere Um­ formschritte die T-förmige Endform erzeugt wird. Hierfür wird das Ausgangsrohr­ stück mit einem Medium gefüllt, und in ein Formwerkzeug gegeben. In das Form­ werkzeug werden von zwei gegenüber liegenden Seiten Druckstempel eingefügt, so daß das Rohrstück gestaucht und das Medium mit Druck beaufschlagt wird. Eine in dem Formwerkzeug angeordnete Öffnung ermöglicht dabei das Auspressen einer seitlichen Abzweigung. Nach dem Ausbilden dieser Abzweigung wird eine Öffnung in der Abzweigung vorgesehen, um dem T-förmigen Rohrstück seine Endform zu geben.

Bei dem bekannten Verfahren ist nachteilhaft, daß keine einheitliche Wanddicke in dem Rohrstück erreicht wird. Zwar wird in der DE 33 42 091 schon die Ausbildung eines Rohrstückes mit gleichmäßiger Wanddicke als Ziel genannt, es ist jedoch mit diesem Verfahren schwer möglich eine einheitliche Wandstärke zu erreichen. Durch die Herstellung der Abzweigung wird das Material im Bereich der Ausbuchtung automatisch verdünnt, ohne daß ein übermäßiger Materialausgleich durch Fließbe­ wegungen stattfindet. Ferner ist bei dem bekannten Verfahren nachteilig, daß die Länge der herstellbaren Ausbuchtung äußerst begrenzt ist. Es ist fast nicht möglich ein T-förmiges Rohrstück herzustellen, bei dem der Abzweig eine Länge aufweist, die (je nach Werkstoff) mehr als 2 × D entspricht.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes und ein solches Rohrstück bereitzustellen, bei dem es möglich ist, eine gleichmäßige Wandstärke zu realisieren und zusätzlich die Länge der Rohrenden von der Abzweigungsstelle frei zu wählen.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohr­ stückes mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Wenn das T-förmige Rohrstück durch Ausstanzen einer Öffnung in einem wesent­ lich flach ausgebildeten Metallblech, Anfügen eines Rohres an der ausgestanzten Öffnung, Umformen des Metallbleches zu einem Hohlprofil mit benachbart liegen­ den Kanten und Verbinden und Abdichten der benachbart liegenden Kanten zur Bildung des T-förmigen Rohrstückes hergestellt wird, kann einerseits die Länge der drei Rohrenden des fertigen T-förmigen Rohrstückes frei gewählt werden, indem die Länge des Metallbleches und des angefügten Rohres entsprechend bemessen werden. Ferner ergeben sich in dem Übergangsbereich zwischen dem Rohr und dem zunächst flach ausgebildeten Metallblech nur geringe Spannungen, die eine unter­ geordnete Rolle auf die spätere Wanddicke haben. Anders als bei dem bekannten Verfahren wird in dem Übergangsbereich zwischen dem Rohr und dem umgeform­ ten Metallblech nur eine minimale Verformung erzeugt, so daß das gesamte Rohr­ stück überall im wesentlichen dieselbe Wanddicke aufweist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Umformen des Metallbleches zu einem Hohlprofil in mehreren Arbeitsschritten durchgeführt. Dadurch können verschiedene Werkzeugtypen, wie Biege-, Druck- und Stauchvorrichtungen eingesetzt werden, die eine möglichst schonende Mate­ rialumformung zulassen.

Vorzugsweise wird der Endabschnitt des Rohres, der an der ausgestanzten Öffnung angebracht wird, vor dem Anfügen aufgetulpt, das heißt aufgeweitet. Dadurch wird der Übergang zwischen dem aus dem Metallblech gebildeten Hohlprofil und dem angefügten Rohr rund, was den Strömungsverlust eines durchfließenden Mediums reduziert.

Eine dichte Verbindung zwischen Rohr und Metallblech wird erhalten, wenn der Endabschnitt des Rohres an dem Metallblech in die Öffnung eingeschweißt wird. Dabei wird vorzugsweise der Endabschnitt des Rohres so weit aufgetulpt, daß die Stirnkante des Rohres an die Innenkante der Öffnung zum Anfügen angelegt wird. Dies gewährleistet eine flache Verbindung zwischen Rohr und Metallblech, ohne daß die Verbindungsstelle eine große Verbindungsnaht aufweist.

Ein besonders runder Übergang zwischen Rohr und Metallblech kann auch erreicht werden, wenn im Bereich der Öffnung eine zu dem Rohr gewandte Kuppe ausge­ bildet wird. Die runde Mündung muß dann nicht zwangsläufig durch das aufge­ tulpte Rohr bereitgestellt werden, sondern kann durch Ausbilden eines runden Vor­ sprunges benachbart zu der Öffnung in dem Metallblech hergestellt werden. Es ist auch möglich sowohl ein aufgetulptes Rohr als auch ein mit Aufweitung versehenes Metallblech zur Herstellung des Rohrstückes einzusetzen.

Eine besonders effektive Herstellung von T-förmigen Rohrstücken sieht vor, daß in ein Metallblech gleichzeitig mehrere Öffnungen gestanzt werden, an denen jeweils ein Rohr angefügt wird. Dadurch können entweder mehrere T-förmige Rohrstücke integral miteinander ausgebildet werden, beispielsweise um die so gebildete Einheit als Verteiler zu verwenden, oder in einem Arbeitsgang gleichzeitig mehrere vonein­ ander abtrennbare T-förmige Rohrstücke hergestellt werden. Die Herstellung sol­ cher Einheiten aus T-förmigen Rohrstücken kann entweder getaktet in einzelnen Arbeitsschritten erfolgen, oder auch kontinuierlich durch entsprechende Umform­ verfahren.

Erfindungsgemäß wird auch ein T-förmiges Rohrstück aus Metall bereitgestellt, das insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist und die Merkmale des Anspruches 9 aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A eine perspektivische Ansicht der Ausgangsbauteile für die Herstellung eines erfindungsgemäßen T-förmigen Rohr­ stückes;

Fig. 1B eine geschnittene Seitenansicht der Ausgangsbauteile der Fig. 1A;

Fig. 2A und 2B zwei Ansichten der Ausgangsbauteile der Fig. 1A und 1B, die aneinander gefügt sind;

Fig. 3A und 3B zwei Ansichten der Ausgangsbauteile des T-förmigen Rohrstückes, wobei zwei sich gegenüber liegende Seiten­ kanten des Metallbleches angeformt sind;

Fig. 4A und 4B zwei Ansichten ähnlich zu den Fig. 3A und 3B, wobei das Metallblech V-förmig umgeformt ist;

Fig. 5A und 5B zwei Ansichten ähnlich zu den Fig. 4A und 4B, wobei die Kanten des Metallbleches einander zugewandt sind;

Fig. 6A und 6B zwei Ansichten eines erfindungsgemäßen T-förmigen Rohrstückes in einer möglichen Endform;

Fig. 7A und 7B zwei Ansichten eines erfindungsgemäßen T-förmigen Rohrstückes mit angeformten Verbindungsaufweitungen;

Fig. 8A und 8B zwei Ansichten zweier Ausgangsbauteile für ein T- förmiges Rohrstück gemäß einem zweiten Ausführungsbei­ spiel, und

Fig. 9A und 9B zwei Ansichten eines T-förmigen Rohrstückes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Für das erfindungsgemäße Verfahren wird zunächst ein Metallblech 2 mit einer Öffnung 3 versehen, indem das Metallblech 2 bsw. einer Stanzvorrichtung zuge­ führt wird. Es ist auch möglich in das Metallblech 2 mehrere in einer Linie liegende Öffnungen 3 vorzusehen. An jeder Öffnung 3 wird ein Rohrstück 4 angebracht, das zu dem Metallblech 2 hin eine Aufweitung 5 aufweist. Die Aufweitung 5 ist dabei so ausgebildet, daß die Außenkante an der Aufweitung 5 an der Innenkante des Metallbleches 2 zur Öffnung 3 hin anliegen kann.

Das Rohrstück 4 ist an der dem Metallblech 2 gegenüber liegenden Seite mit einem Wulst 6 versehen, in dem innen ein O-Ring eingebaut wird und der zur Verbindung mit einem weiteren nicht dargestellten Rohrstück eingesetzt werden kann. Das Rohrstück 4 weist ferner noch eine Ausbeulung 7 auf, die als Anschlag für das ein­ zuschiebende (nicht dargestellte) Rohrstück dient.

Alternativ kann auch erst ein glattes Rohr angeschweißt, angelötet oder laserge­ schweißt werden, bei dem die Umformungen später angebracht werden. Das Rohr­ stück 4 wird zunächst in die Öffnung 3 des Metallblechs 2 eingepaßt. Anschließend wird das Rohr 4 mit dem Metallblech 2 verschweißt, verlötet oder lasergeschweißt, wobei sich an der Verbindungsstelle eine Schweißnaht 8 ausbildet.

Sobald die Verbindung zwischen Rohr 4 und Metallblech 2 dicht ist, beginnt die Umformung des Metallblechs zu einem Rohr. Hierfür werden zunächst zwei gegen­ über liegende Kanten des Metallbleches 2 leicht in die dem Rohr 4 gegenüber lie­ gende Richtung gebogen (Fig. 3A und 3B). Anschließend wird das Metall­ blech 2 v-förmig gebogen, wobei sich an dem Metallblech eine Biegekante 10 aus­ bildet, die mittig zu dem Rohr 4 liegt. Durch das Ausbilden einer Biegekante 10 verschiebt sich an der Verbindungsstelle zwischen Rohr 4 und Metallblech 2 die flache Form, so daß ein gestreckter Bereich 11 und ein gestauchter Bereich 12 her­ gestellt wird. Die Streckung bzw. Stauchung ist jedoch nur minimal, so daß auch in diesem Bereich die Wandstärke während des Umformens im wesentlichen gleich bleibt.

Anschließend wird das Metallblech weiter zu einem Hohlprofil gebogen, wobei die vormals gegenüber liegenden Endkanten 9 des Metallbleches einander zugewandt werden (Fig. 5A und 5B). In einem weiteren Verfahrensschritt werden dann die Endkanten aneinander gelegt und miteinander verschweißt, so daß ein senkrecht zu dem ersten Rohr 4 verlaufendes zweites Rohr 13 ausgebildet wird (Fig. 6A und 6B).

Die Endkante 14 des gebildeten Rohres 13 kann entweder glatt ausgeführt sein ( Fig. 6A) oder einen Wulst 130 aufweisen, der zur Verbindung mit einem weiteren Rohrstück eingesetzt werden kann (Fig. 7A).

Das so hergestellte T-förmige Rohrstück 1 weist überall im wesentlichen dieselbe Wanddicke auf. Die Abweichungen in der Wandstärke liegen dabei in einem mini­ malen Bereich.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes wird ein Metallblech 20 mit einer Öffnung 21 versehen, die von einem hervorstehenden Bereich 22 umgeben ist. Der hervorstehende Be­ reich 22 ist dabei gekrümmt ausgebildet, so daß die Stirnkante des Metallbleches 20 im Bereich der Öffnung 21 nach oben gerichtet ist.

Zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes wird ein Rohr 23 an dem Metall­ blech 20 angebracht, wobei das Rohr 23 eine Verjüngung 24 aufweisen kann, deren Durchmesser genauso groß ist wie der Durchmesser der Stirnkante des aufgeweite­ ten Bereichs 22. Ferner ist das Rohr 23 mit einem Wulst 25 versehen, der zur Ver­ bindung mit einem weiteren Rohr eingesetzt werden kann.

Zur Herstellung des T-förmigen Rohrstückes wird zunächst das Rohr 23 (was auch hier als einfaches glattes Rohr ausgebildet sein kann) mit dem Metallblech 20 ver­ schweißt. Anschließend wird das Metallblech 20 in mehreren Umformschritten, wie sie in den Fig. 2a bis 5b dargestellt sind, zu einem Rohr umgeformt. Das so gebildete T-förmige Rohrstück 26 ist in den Fig. 9A und 9B dargestellt. Die Verbindung zwischen dem Rohr 24 und dem ursprünglich flach ausgebildeten Me­ tallblech 20 ist durch den aufgeweiteten Bereich 22 rund, was die Strömungsverlu­ ste vermindert.

Statt das T-förmige Rohrstück weiter umzuformen, werden bei dem in Fig. 9A gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Endstücke 27 an das T-förmige Rohrstück 26 angeschweißt, um einen Wulst für die Verbindung mit weiteren Rohren bereitzu­ stellen.

Statt der Herstellung eines einzelnen T-förmigen Rohrstückes aus einem Metall­ blech und einem Rohr ist es auch möglich, in einem länglich ausgebildeten Rohr bzw. Rohrband mehrere Öffnungen entlang einer Linie vorzusehen und an jede Öffnung ein Rohr anzufügen. Dadurch können mehrfach T-förmige Rohrstücke ge­ bildet werden oder das Herstellungsverfahren weiter rationalisiert werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes (1), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Herstellen einer Öffnung (3, 21) in einem im wesentlichen flach ausgebil­ deten Metallblech (2, 20);
• - Anfügen eines Rohres (4, 23) an der ausgestanzten Öffnung (3, 21);
• - Umformen des Metallbleches (2, 20) zu einem Hohlprofil mit benachbart liegenden Kanten (9)
• - Verbindung und Abdichten der benachbart liegenden Kanten (9) zur Bil­ dung des T-förmigen Rohrstückes (1).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen des Metallbleches (2, 20) zu einem Hohlprofil in mehreren Arbeitsschritten durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der En­ dabschnitt (5) des Rohres (4, 23), der an der ausgestanzten Öffnung (3, 21) an­ gebracht wird, vor dem Anfügen aufgetulpt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (5) des Rohres (4, 23) an dem Metallblech (2, 20) an der Öff­ nung angeschweißt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (5) des Rohres (4) soweit aufgetulpt wird, daß die Stirnkante des Rohres (4) an die Innenkante der Öffnung (3) zum Anfügen angelegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Öffnung (21) eine zu dem Rohr (23) gewandte Kuppe (22) aus­ gebildet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere Öffnungen (3, 21) entlang einer Längsrichtung des Me­ tallbleches (2, 20) vorgesehen werden, an denen jeweils ein Rohr (4, 23) ange­ fügt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblech (2, 20) mit den angefügten Rohren (4, 23) zu mehreren nebeneinander liegen­ den T-förmigen Rohrstücken umgeformt, die voneinander abtrennbar sind.

9. T-förmiges Rohrstück aus Metall, insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt, mit einem ersten Rohr (4, 21), das über eine Schweißnaht (8) mit einem zweiten Rohr (13, 26) verbunden ist, wobei zum Innenraum des ersten Rohres (4, 23) hin in dem zweiten Rohr (13, 26) eine Öffnung vorgesehen ist, in deren Bereich das erste Rohr (4, 23) abge­ rundet in das zweite Rohr (13, 26) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß das T-förmige Rohrstück (1) überall im wesentlichen dieselbe Wandstärke aufweist.