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Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Herstellung einer rohrförmigen Verteileranordnung mit Abzweigen im Wandbereich zwischen den Enden des Rohres sowie mit der Vorrichtung hergestellte rohrförmige Verteileranordnungen mit Abzweigen im Wandbereich zwischen den Enden des Rohres.
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Eine Verteileranordnung für Wasserversorgungen in Gebäuden, wie Heizungs-, Nutz- und Brauchwasser-Anlagen mit einer Hauptversorgungsleitung und mehreren Abzweigleitungen, die mit Hilfe von Schraubverbindungselementen untereinander verbunden sind, ist durch die Druckschrift
DE 196 08 781 A1 offenbart. Ein Ableitungsstück ist aus Kunststoff gefertigt. Die Abzweigleitungen sind sind als Abgangsstutzen gebildet, in welchen eingespritzte Abzweigverschraubungen aus Metall angeordnet sind, welche ein rechtsgängiges Außengewinde und den Dichtsitz aufweisen. Zur Realisierung der Verteileranordnung sind mehrere Verfahrensschritte in unterschiedlichen Vorrichtungen notwendig.
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Die Innenhochdruckumformung ist ein bekanntes Verfahren, wobei metallische Rohre oder Hohlkörper in einem geschlossenen Formwerkzeug mittels Innendruck verformt werden.
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Durch die Druckschrift
DE 10 2008 003 492 A1 ist ein Werkzeug zum Formen eines Gewindeloches in einem innenhochdruck-umgeformten Teil bekannt. Das Werkzeug formt ein Gewindeloch in diesem Teil, während das Teil in einem Innenhochdruck-Umformwerkzeughohlraum und unter Druck bleibt. Das Werkzeug weist einen Lochstech-Endabschnitt auf, um in das Werkstück ein Loch einzubringen. Ein weiterer Abschnitt des Werkzeugs ist ein Fließpressabschnitt, um bei einem fortgesetzten Werkzeugvorschub ein kreisringförmiges Fließpressprofil fließzupressen, das sich in das Rohrinnere hinein erstreckt. Ein Gewindeformabschnitt des Werkzeugs formt bei fortgesetztem Vorschub und Drehung des Werkzeugs ein Innengewinde in dem kreisringförmigen Fließprofil. Bei der Ausformung des kreisringförmigen Fließprofils als Kragen kann sich im Prozess ein verengter Kragen ausbilden, so dass bei einem nachfolgenden Ausformen der Gewindegeometrie ein fehlerhaftes Gewinde entsteht oder der Gewindeformer zerstört werden kann.
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Durch die Druckschrift
DE 102 60 979 A1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes aus einem metallischen Rohling mit zumindest einem in den Rohling eingebrachten Niet bekannt. Daraus geht ein Hohlniet hervor, der eine Gewinde aufweisen und in ein Rohr eingebracht werden kann. Das Rohr kann durch druckmedienbasiertes Umformen in einem Formwerkzeug geformt werden. Mittels eines Eintreibwerkzeugs wird der Niet unter Bildung einer Durchbrechung in den Rohling eingetrieben. Das Lochen und Einstecken des Niets in die Lochung kann in einem Schritt durchgeführt werden. Der Niet weist dazu eine Nietschneide auf. Dichte Verbindungen zwischen Rohr und Niet sind durch die vorhandenen und auftretenden Toleranzen der Werkzeuge und Werkstücke nicht ohne weiteres zu erzielen.
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Die Druckschrift
DE 101 62 393 A1 offenbart ein Fertigungsverfahren, wobei nach der Herstellung eines Innenhochdruckumformbauteils bei im Innenhochdruckumformwerkzeug verbleibenden Bauteil ein Verbindungs- oder Befestigungselement eingestanzt. Zur Erzielung einer formschlüssigen Verbindung wird dazu das Verbindungs- oder Befestigungselement weiterhin verformt.
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Die Druckschrift
DE 197 14 902 A1 beinhaltet ein Verfahren und einen Vorrichtung zum Einbringen von Verbindungselementen in eine Wand, wobei die Verbindungselemente jeweils einen stempelförmigen Abschnitt aufweisen. Dieser durchdringt eine Wand, auf der ein wirkender Innenhochdruck entgegenwirkt. Das Verbindungselement verbleibt festgehalten in der Wand. Der Stempelabschnitt des ist dazu wenigstens konisch ausgebildet.
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Die Druckschrift
WO 2007/147 453 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Schraubverbindungsstelle, wobei ein Anbauteil einen mit einer Schneidgeometrie versehenen Stutzen aufweist. Im dadurch vohandenen Loch ist das Anbauteil fixiert, welches weiterhin widerstandsgeschweißt wird.
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Der in den Patentansprüchen 1 und 5 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, rohrförmige Verteileranordnungen mit Abzweigen einfach herzustellen.
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Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 5 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Die Vorrichtungen zur Herstellung einer rohrförmigen Verteileranordnung mit Abzweigen im Wandbereich zwischen den Enden des Rohres zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die rohrförmigen Verteileranordnungen einfach und ökonomisch günstig herstellbar sind.
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Dazu weist die Vorrichtung wenigstens zwei lösbar miteinander verbundene Aufnahmeteile mit einen die Außenkontur der Verteileranordnung mit wenigstens zwei sich gegenüberliegenden Domen besitzenden Hohlraum für das Rohr auf, wobei die zwei Dome eine Gruppe sich gegenüberliegender Dome sind. Weiterhin sind zwei die Endenbereiche des Rohres aufnehmende und die Enden des Rohres abdichtende Spanneinrichtungen vorhanden, wobei wenigstens eine Spanneinrichtung ein Axialstempel für das Rohr ist und der Axialstempel in Richtung des Rohres bewegbar und als Strömungskanal an eine den Druck eines Fluids im Rohr erhöhende Einrichtung gekoppelt ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung winklig zur Mittelachse des Rohres und in Richtung der ebenen Oberfläche der sich ausgebildeten Dome bewegbare Werkzeuge mit jeweils einem Gewindefitting zum Einbringen jeweils eines Lochs und zur dichtenden Platzierung des gleichzeitig als Kragenstempel fungierenden Gewindefittings in das Loch, wobei der Gewindefitting im Mittelbereich einen Hinterschnitt als Widerhaken aufweist und einen O-Ring zur Abdichtung der Verbindung zwischen Rohr und Gewindefitting besitzt. Weiterhin ist das Werkzeug an wenigstens einen Motor gekoppelt oder ein Bestandteil eines Motors.
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Grundlage der Vorrichtung bildet das Innenhochdruckumformen mit einem flüssigen Wirkmedium. Im ersten Verfahrensschritt werden unter Wirkung des Innenhochdrucks Dome ausgeformt. Dazu wird das Rohr mittels zweier Axialstempel der Vorrichtung beidseitig abgedichtet. Das Rohr wird anschließend mittels des wirkenden Mediums ausgeformt und dabei in die Negativgravur der Vorrichtung gedrückt, wobei die Dome ausgeformt werden. Nachdem erfolgt das Lochen, wobei der Gewindefitting gleichzeitig als Kragenstempel fungieren kann. Die Lochung erfolgt vorteilhafterweise beidseitig und parallel bei sich gegenüberliegenden Domen. Der Druck des Wirkmediums wirkt dabei beim Lochen oder Lochen und Kragenziehen als Gegenhalter und Gegenmatrize. Beim Lochen oder nach dem Lochen werden die Gewindefittinge eingebracht. Gewindefittinge sind dazu bekannte Hülsen, die bereits im Innern mit einem Gewinde versehen sind. Damit kann in einem Fertigungsschritt ein komplettes Bauteil als Verteileranordnung hergestellt werden.
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Vorteilhafterweise erfolgen die zwei Arbeitsschritte mit der Vorrichtung nacheinander, ohne das Rohr dazwischen entfernen zu müssen. Der Motor für das Werkzeug kann dazu vorteilhafterweise ein Hydromotor als Schubmotor sein. Das Werkzeug kann dazu der Kolben oder an einen Kolben gekoppelt sein.
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Die rohrförmige Verteileranordnung besitzt Abzweige im Wandbereich zwischen den Enden des Rohres. Ein Wandbereich des Rohres weist für die Abzweige jeweils einen durch Innenhochdruckumformen erzeugten Dom mit einer ebenen Oberfläche des Domendes auf. Die ebene Oberfläche des Domendes besitzt ein Loch oder ein Loch mit einem in Richtung Innenraum des Rohres weisenden Kragen. Im Loch oder im den Kragen aufweisenden Loch befindet sich dichtend ein Gewindefitting.
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Das Werkzeug weist zum Einbringen eines Lochs mit einem in Richtung Innenraum des Rohres weisenden Kragen und zur dichtenden Platzierung eines Gewindefittings in das den Kragen aufweisende Loch einen Gewindefitting auf, wobei der Gewindefitting gleichzeitig als Kragenstempel fungiert.
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Der Gewindefitting weist im Mittelbereich einen Hinterschnitt auf, der ein Widerhaken ist. Der so vorhandene Widerhaken am Bauteilende ermöglicht nach der Umformung des Kragens eine feste Verbindung zwischen Rohr und Gewindefitting.
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Weiterhin besitzt der Gewindefitting einen O-Ring zur Abdichtung der Verbindung zwischen Rohr und Gewindefitting. Der O-Ring ist zwischen ausgeformten Dom und Gewindefitting platziert, so dass eine Abdichtung vorhanden ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 angegeben.
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Die Aufnahmeteile bestehen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 aus mehreren nacheinander angeordneten und jeweils paarweise ausgebildeten Bestandteilen. Weiterhin weist ein erstes Paar einen Hohlraum für eine Spanneinrichtung und einen Endenbereich des Rohres, wenigstens ein zweites Paar einen Hohlraum für einen Bereich des Rohrs, mindestens einen auszubildenden Dom und wenigstens ein Werkzeug und ein drittes Paar einen Hohlraum für die andere Spanneinrichtung und den anderen Endenbereich des Rohres auf.
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Die Aufnahmeteile besitzen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 einen die Außenkontur der Verteileranordnung mit mehr als zwei sich gegenüberliegenden Domen besitzenden Hohlraum für das Rohr, so dass nacheinander wenigstens zwei Gruppen sich gegenüberliegende Dome vorhanden sind.
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Die Spanneinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 eine das Rohrende sowohl kraftschlüssig als auch formschlüssig abdichtende Spanneinrichtung. Das Endstück der Spanneinrichtung ist ein Axialstempel. Neben einen Kraftschluss sorgt damit ein Formschluss für eine Abdichtung des Rohrendes durch die Spanneinrichtung.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 einen Ausschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung einer rohrförmigen Verteileranordnung mit Abzweigen im Wandbereich zwischen den Enden des Rohres,
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2 ein Rohr mit Domen,
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3 ein Werkzeug zum Einbringen eines Lochs und eines Gewindefittings in das Rohr,
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4 eine Spanneinrichtung als Axialstempel für das Ende des Rohres,
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5 ein Gewindefitting mit einem Hinterschnitt im Mittelbereich und
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6 ein Gewindefitting mit einem O-Ring.
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Eine Vorrichtung zur Herstellung einer rohrförmigen Verteileranordnung 1 mit Abzweigen im Wandbereich zwischen den Enden des Rohres besteht im Wesentlichen aus zwei lösbar miteinander verbundenen das Rohr aufnehmende Aufnahmeteilen 2 mit zwei die Enden des Rohres abdichtenden Spanneinrichtungen 3 und Werkzeugen 5 jeweils zum Einbringen eines Lochs 7 oder eines Lochs 7 mit einem in Richtung Innenraum des Rohres weisenden Kragen 8 und zur dichtenden Platzierung eines Gewindefittings 4.
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Die 1 zeigt einen Ausschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung einer rohrförmigen Verteileranordnung 1 mit Abzweigen im Wandbereich zwischen den Enden des Rohres in einer prinzipiellen Darstellung.
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Die Vorrichtung ist dazu so ausgelegt, dass in einem ersten Arbeitsschritt durch Innenhochdruckumformen ein Wandbereich des Rohres zu Domen 6 mit jeweils einer ebenen Oberfläche des Domendes umgeformt wird. In einem zweiten Arbeitsschritt werden in die ebenen Oberflächen der Domenden jeweils ein Loch 7 oder ein Loch 7 mit einem in Richtung Innenraum des Rohres weisenden Kragen 8 eingebracht.
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Die 2 zeigt ein Rohr 1 mit Domen 6 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Dome 6 sind dazu parallel zueinander angeordnet. In das Loch 7 oder in das den Kragen 8 aufweisende Loch 7 wird mit dem Werkzeug 5 ein Gewindefitting 4 dichtend platziert. Das Einbringen des Loches 7 und des Gewindefittings 4 erfolgt bei im Rohr vorhandenen Medium mit dem auf das Rohr wirkenden Innenhochdruck. Beispielsweise kann dabei in einem Rohr mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Wandstärke von 1,5 mm ein Innendruck des Wirkmediums von 2400 bar betragen.
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Die 3 zeigt ein Werkzeug 5 zum Einbringen eines Lochs 7 und eines Gewindefittings 4 in das Rohr in einer prinzipiellen Darstellung.
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Die Vorrichtung besitzt dazu die winklig zur Mittelachse des Rohres und in Richtung der ebenen Oberfläche der ausgebildeten Dome 6 bewegbare Werkzeuge 5. Die Werkzeuge 5 sind dazu als Schubmotore ausgebildet, wobei der Zylinder auf das Werkzeug 5 als gleichzeitiger Halter für den Gewindefitting 4 wirkt. Die Schubmotore sind bekannte Hydromotore. Der Gewindefitting 4 wird nach der Einbringung des Loches 7 durch das Werkzeug 5 in diesem platziert. Dazu befindet sich der Gewindefitting 4 in Bewegungsrichtung hinter einem als Lochstempel ausgebildeten Endenbereich am Werkzeug 5. In einer Ausführungsform dazu besitzt das Loch 7 einen gegenüber dem Gewindefitting 4 kleineren Durchmesser, so dass beim Eindrücken des Gewindefittings 4 dieser als Kragenstempel fungiert. Mit dem Eindrücken des Gewindefittings 4 wird dieser in den sich ausbildenden Kragen 8 eingebracht und platziert.
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Die 4 zeigt eine Spanneinrichtung 3 als Axialstempel 10 für das Ende des Rohres in einer prinzipiellen Darstellung.
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Die Spanneinrichtung 3 ist eine das Rohrende sowohl kraftschlüssig als auch formschlüssig abdichtende Spanneinrichtung 3, die sich an einem Axialstempel 10 befindet oder ein Bestandteildes Axialstempels 10 ist.
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Die 5 zeigt einen Gewindefitting 4 mit einem Hinterschnitt im Mittelbereich in einer prinzipiellen Darstellung.
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Der Gewindefitting 4 weist im Mittelbereich einen Hinterschnitt auf, wobei der Hinterschnitt ein Widerhaken 11 darstellt.
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Die 6 zeigt einen Gewindefitting 4 mit einem O-Ring 12 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Der Gewindefitting besitzt einen O-Ring 12 zur Abdichtung der Verbindung zwischen Rohr und Gewindefitting 4 so dass eine dichte Verbindung zwischen Gewindefitting und Rohr gewährleistet ist.
