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Vorrichtung zum Formen von Rohren Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Formen einer oder mehrerer Ausbauchungen an den benachbarten Enden
eines Rohres durch Erweitern desselben in eine oder mehrere Vertiefungen in ein
das Rohr umgebenden Teil durch im Innern des Rohres ausgeübten Mediumdruck mittels
eines druckausübenden Organs, das einen im wesentlichen zylindrischen Kopf zum Einführen
in den aufzuweitenden Teil des Rohres enthält, wobei der Kopf auf seinem Umfang
Dichtungsmittel in Form einer elastischen, zylindrischen Membran trägt, deren Enden
mediumdichte Verbindungen mit dem Kopf bilden, der einen Durchlaß für das Druckmedium
im Bereich der Membran aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, jegliches Berühren des strömenden
Druckmediums mit dem zu formenden Rohr sowie ein Ausströmen desselben nach dem Abfall
des Druckes und beim Herausnehmen des Formkörpers nach dem erfolgten Formen des
Rohrendes zu verhindern.
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Es sind Rohraufweitungsvorrichtungen bekannt, die vollmechanisch ausgebildet
sind und bei denen zwei Handgriffe nebst auf die Ausbauchung sich abstützenden Schraubteilen
erforderlich sind. Bei derartigen Vorrichtungen wird somit weder eine elastische
Membran noch ein dieselbe zwecks Herstellung der gewünschten Ausbauchung verformendes
strömendes Druckmittel verwendet. Abgesehen davon, daß bei einer solchen bekannten
vollmechanischen Vorrichtung infolge des Fehlens des strömenden Druckmediums die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nicht auftritt, lassen sich durch die bekannte
Vorrichtung beliebige exakt definierte Ausbauchungen ohne Axialbeanspruchungen und
Rissebildungen nicht herstellen, zumal man an bestimmte Drücke gebunden ist.
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Es ist ferner bekannt, die Rohrausbauchungen mittels Flüssigkeitsdruckes
auszubilden. Die Ausbauchungen sollen dabei durch den Flüssigkeitsdruck abdichtende
Gummiringe gebildet werden, deren Axialbewegung durch keilartig wirkende Teile begrenzt
wird, während der Flüssigkeitsdruck ein unmittelbares Aufweiten des zwischen den
Aufbauchungen liegenden Rohrteiles ohne Verwendung einer Membran bewirkt, damit
der zwischen den kleinen Ausbauchungen verbleibende Rohrabschnitt auf seiner gesamten
Umfangsfläche gegen das jeweilige Bohrloch einer Wärmeaustauscherwandung gepreßt
wird. Ein solches bekanntes Verfahren ist dabei auf extrem hohe Drücke des Strömungsmediums
angewiesen, wodurch die praktische Anwendung des Verfahrens in Frage gestellt ist.
Außerdem ist eine Maschine zum Formen von Behältern bekanntgeworden, bei der in
der Form ein verschiebbarer, den Mantelrand in der Nut des Bodenteils festklemmender
Biege- und Stauchkolben verwendet und dabei die Relativbewegung der Form und des
Biege- und Stauchkolbens durch einen hydraulischen, in einem Zylinder beweglichen
Kolben bewirkt werden soll. Die den Biege- und Stauchkolben umgebende flüssigkeitsgefüllte
Blase soll hierbei erst nach Beendigung der Biege- und Staucharbeit des Kolbens
in bekannter Weise den Mantelteil des Behälters durch einen hohen Innendruck an
die Formwandung zur Anlage bringen. Eine das eigentliche Formen von Ausbauchungen
vermittelnde Membran ist bei der bekannten Maschine nicht vorhanden, abgesehen davon,
daß eine derartige Maschine zum Formen von Ausbauchungen weder bestimmt noch geeignet
ist.
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Demgegenüber zeichnet sich die von der Verwendung einer Membran ausgehende
Erfindung dadurch aus, daß die Membran einstöckig mit den mediumdichte Verschlüsse
mit dem Kopf bildenden ringförmigen Endteilen ausgebildet ist. Auf diese Weise arbeitet
die Membran mit den Endteilen der Dichtungsmittel zusammen, um das Ausströmen der
Flüssigkeit
zu verhindern und die gelieferte Flüssigkeit zurückzuführen,
wenn der Flüssigkeitsdruck abgefallen ist und der Kopf nach dem Ausbilden einer
Ausbauchung am Rohr von ihm abgezogen wird. Hierbei gestattet die Erfindung, unter
Anwendung - -von relativ niedrigen Drücken, exakt - definierte Rohrausbauchungen
gewünschter Tiefe ohne Gefahr von Neben- bzw. Folgeerscheinungen wie Rissebildungen
usw. herzustellen.
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In einer Umkreisvertiefung des Kopfes unmittelbar an der von der Membran
abgekehrten Seite jedes der im Abstand voneinander angeordneten ringförmigen Endteile
des Dichtungsmittels kann im Sinne einer weiteren Vorkehrung der Erfindung ein Stützring
untergebracht sein. Der Stützring ist vorzugsweise geteilt und kann aus Polyamidharzen
bestehen. Anliegend an die Dichtungsmittel kann eine geneigte Druckfläche an den
Stützringen vorgesehen sein, auf die die Dichtungsringe bei Druckausübung drücken
und die Stützringe an die Rohrinnenwand pressen.
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Außerdem gehört zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein an sich bekanntes,
geteiltes Gesenk, das mit einer durchgehenden Bohrung versehen ist, in die das auszubauchende
Rohr eingeführt wird. Das Gedenk weist innen eine Rille auf, die der Form der gewünschten
Ausbauchung entspricht.
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Die Erfindung kann auf verschiedene Weise praktisch ausgeführt werden;
nachstehend soll ein Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert
werden. In dieser zeigt Fig. 1 eine Rohrformvorrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt,
Fig. 2 ein Beispiel für eine bekannte Rohrverbindung, bei der ein durch die Einrichtung
nach Fig. 1 gebildetes Rohr Verwendung finden kann.
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Die Vorrichtung zum Ausbilden der Ausbauchung 13 gemäß der Erfindung
enthält ein geteiltes Gedenk 30, welches das Ende eines Rohres
11 umgibt, an dem die Ausbuchtung 13 gebildet werden soll. Das Gesenk weist
eine Bohrung 32 auf, die in eine Ringnut 33 übergeht, deren Durchmesser gleich dem
Außendurchmesser der zu bildenden ringförmigen Ausbuchtung ist. Der Durchmesser
der Bohrung des Gesenks entspricht bei 34 etwa dem Außendurchmesser des Rohres 11..
Rechts von der Nut 33 besitzt die Bohrung des Gesenks einen genau ausgebildeten
zylindrischen Teil 35 von etwas größerem Durchmesser als derjenige des Rohres,
der über einen konischen Teil 36 in einen Teil 37 mit herabgesetztem
Durchmesser übergeht.
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Im Rohrinnern wird ein Einsatzstück 39 angeordnet, dessen Kopf 40
im allgemeinen zylinderförmig ist und einen axialen Durchlaß besitzt, an den eine
Leitung für ein Druckmittel angeschlossen ist. Der Kanal 41 ist mit dem Umfang des
Einsatzstückes 40 mittels eines Querdurchlasses 43 verbunden.
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Der Kopf 40 des Einsatzstückes weist bei 44 einen herabgesetzten Durchmesser
auf, und der Querdurchlaß 43 endet in diesem herabgesetzten Teil. Der Kopf 40 besitzt
beiderseits des Teiles 44 zwei in Abstand voneinander angeordnete, ringförmige Nuten
45 zur Aufnahme von ringförmigen Dichtungen 46 aus Gummi oder einem ähnlichen Material,
die einen dichten Abschluß an der Innenfläche des Rohres 11 beiderseits der Nut
43 gewährleisten. Die Dichtungen 46 sind mit einer zylinderförmigen Membran 47 einstückig
ausgebildet, die über dem Kopfteil 44 liegt, der an jedem Ende über einen abgestuften
Teil 48 in die Nuten 45 übergeht. Außerhalb der ringförmigen Dichtungen 46 befindet
sich eine weitere Vertiefung bzw. ein Ausschnitt 49. Die Tiefe dieser Ausschnitte
beträgt ungefähr ein Drittel derjenigen der Nuten 25 der Dichtungen. In den Vertiefungen
49 sind Stützringe 50 aus Polyamidharz von im wesentlichen rechteckiger Querschnittsform
untergebracht, von denen jeder einen, an jeder Dichtung 46 anliegenden spitz zulaufenden
Teil 51 besitzt. Auf diese Weise ist die äußere Breite größer als die innere Breite,
die gleich derjenigen der Nut 49 ist, in deren Innerem der Stützring 50 gehalten
wird. Der Zweck dieses spitz zulaufenden Teils soll später erläutert werden.
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Um eine ringförmige Ausbuchtung angrenzend an das Ende eines Rohres
zu bilden, wird der Kopf 40 in das Rohrinnere in der in Fig. 1 gezeigten Weise eingeführt
und dann Drucknnedium durch die Kanäle 41 und 43 zugeführt. Durch die Ausübung des
Medium-(insbesondere Flüssigkeits-) Druckes wird die Membran 47 zur dichten Anlage
an die Innenfläche des Rohres 11 gebracht, und durch hinreichende Drucksteigerung
wird das Rohr nach außen getrieben, um in dem Gedenk 30 die Kontur der ringförmigen
Nut 33 anzunehmen und auf diese Weise in dem Rohr eine Ausbauchung zu bilden. Das
Rohr wird außerdem in dem Bereich der genau zylindrisch ausgebildeten Fläche 35
aufgeweitet, um die in Fig. 2 wiedergegebene genaue Sitzfläche zu bilden.
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Bei Druckausübung wird der Teil jeder Dichtung, der an den überstehenden
Teil 51 des Stützringes 50 anliegt, radial nach außen zum Anliegen an die Innenwand
des Rohres 11 gebracht. Auch bei vollem Druck kann das Material der Dichtung 46
somit in keinen Zwischenraum, der zwischen dem Kopf und dem Rohr vorhanden sein
könnte, verdrängt werden. Infolgedessen wird jede Beschädigung an der Dichtung 46
durch eine Relativbewegung zwischen dem Kopf und dem Rohr vermieden.
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Durch die Verwendung von Dichtungen 46 und der mit ihnen aus
einem Materialstück bestehenden Membran 47 wird ein Berühren der Druckflüssigkeit,
normalerweise Öl, mit dem zu formenden Rohr verhindert und ein Ausströmen von Öl
nach dem Formen des Rohrendes vermieden.
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Es sei hervorgehoben, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Ausbauchung
irgendeiner Form, und somit nicht unbedingt einer einfachen, ringförmigen Ausbauchung
an einem Rohr verwendet werden kann. Die Einrichtung kann auch ein geteiltes Gesenk
aufweisen, das eine Bohrung mit einer auf dem Umkreis angeordneten unvollständigen
Vertiefung, oder z. B. einer Reihe von Vertiefungen besitzt, welche der Form jeder
gewünschten, in dem Rohr herzustellenden Vertiefung entsprechen.
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Die Form der Ausbauchung oder eine Reihe von am Rohrende zu erzeugenden
Ausbauchungen kann nach der Art der gewünschten Rohrverbindung gewählt werden. Es
ist dazu lediglich erforderlich, ein der gewünschten Form der Ausbauchung angepaßtes
Gedenk zu verwenden.