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Verfahren zum Herstellen von Schneidringen für Rohrverbindungen Die
Erfindung befaßt sich mit dem Herstellen eines Dichtringes für Rohrverbindungen,
welcher zwischen dem Aufnahmekonus eines Anschlußstückes und einem damit zusammenwirkenden
Anpreßstück beim axialen Verschieben desselben mit der am vorderen Ende des Dichtringes
angeordneten harten Schneidkante in den Außenmantel des anzuschließenden Rohres
einschneidet und infolge spanloser Verformung eine der Neigung des Aufnahmekonus
des Anschlußstückes entsprechende Neigung des Vorderteils aufweist, welches in ein
im angezogenen Zustand der Rohrverbindung den Raum zwischen Aufnahmekonus und Rohrmantel
ausfüllenden und verklemmenden Teil übergeht, an welchen sich als weiteres Teil
ein zylindrisches Stück anschließt, auf das der die Vorschubbewegung des Dichtringes
bewirkende Preßdruck vom Anpreßstück ausgeübt wird und die Außenfläche seines Vorderteils,
insbesondere im Bereich der Stirnfläche beim Vorformen verdichtet und geglättet
sowie die vordere Außenkante gerundet und mit einem über die Stirnfläche nasenartig
geringfügig vorstehenden Ringwulst versehen worden ist, welcher die Schneidkante
während der Vorschubbewegung senkrecht zum Innenkonus abstützt.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen derartiger Schneidringe,
welches die Schwierigkeiten der seitherigen Fertigung vermeidet. Diese bestehen
unter anderem darin, daß die Schneidringe im allgemeinen verhältnismäßig geringen
Durchmesser und eine kleine Wandstärke aufweisen und zur Bearbeitung nur die schmale
vordere Stirnfläche zur Verfügung steht, welche die innenseitig liegende Schneidkante
aufweist. Zum Bearbeiten der vorderen Stirnfläche werden meist kleine, insbesondere
Formstähle benutzt, wobei in vielen Fällen innenseitig oder außenseitig ein Grat
bzw. eine unsaubere Kante entsteht, die .eine sorgfältige Nacharbeit erforderlich
macht.
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Erfindungsgemäß wird der vordere Teil des Dichtringes aus der zylindrischen
Ausgangsform in die kegelige Form in an sich bekannter Weise mittels sich drehender
Walzen bis zur Bildung einer die äußere Kante des Vorderteils überragender Bördelnase
überführt, wobei gegebenenfalls auch eine an sich bekannte Relativbewegung in Richtung
der Dichtringachse zwischen der oder den Walzen und dem Werkstück erfolgt.
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Auf diese Weise tritt eine Verdichtung des vorderseitigen Werkstoffes
des Dichtringes und ein Recken bzw. Verdrängen desselben nach vorn ein, wodurch
an der Außenkante bzw. Fläche der zur Aufnahme der Schneidkante bestimmten vorderen
Stirnfläche etwa vorhandene Unregelmäßigkeiten einwandfrei abgeglättet und aus-
bzw. abgerundet werden. Gleichzeitig ergibt sich zwangläufig der erforderliche Anstellwinkel
für die Schneidkante. Innenseitig wird die Schneidkante verbessert, weil gleichzeitig
mit der Verdichtung und Verschiebung des Werkstoffes nach vorn neben einer Verfestigung
des Werkstoffes auch ein etwaige Unebenheiten beseitigendes Zusammenschrumpfen der
inneren und damit der die Schneidkante tragenden Stirnflächenpartie eintritt.
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Weiter bildet sich an der Außenfläche des Ringes ein nach vorn über
die eigentliche Stirnfläche herausgewalzter nasenförmiger Ansatz, der eine ausgezeichnete
Gleit- und Führungsnase für den Schneidring bildet. Durch die Stärke des ausgeübten
Druckes, durch den Anstellwinkel der windschiefstehenden Walzen oder Rollen und
dieArt der Relativbewegung zwischen den Rollen bzw. Walzen und dem Dichtring lassen
sich die Raumform und der Anstellwinkel der Schneide desselben im gewünschten Sinne
verändern, so daß zugleich mit dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren eine bestimmte
Form der Schneide erreicht werden kann, wie sie für derartige Schneidringverschraubungen
erforderlich ist.
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Um für derartige Schneidringe von vornherein eine verhältnismäßig
glatte Oberfläche zu haben, werden die Vorwerkstücke, wie bereits bekannt, zweckmäßigerweise
aus gezogenem Rohr gefertigt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat den weiteren Vorteil, daß beim
Herstellen des vorgearbeiteten Dichtringes keine besondere Präzision für das vordere
Teil erforderlich und damit eine wirtschaftlichere Fertigung erreicht ist.
Weiter
ergibt sich beim Walzen an der Stirnfläche des Dichtringes eine Art Bogenform, die
einerseits einen besonders günstigen Materialaushub beim Einschneidvorgang gewährleistet
und andererseits den Einschneidvorgang in den Rohrmantel selbst erleichtert, so
daß sich der Dichtring im Rohrmantel gut verriegelt.
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Dies hängt nicht nur mit der Verbesserung der Gleitbewegung der oberflächlich
polierten Berührungsfläche des Dichtringes gegenüber dem Konus des Anschlußstückes
zusammen, sondern mit der beim Walzvorgang erzielten Verdichtung auch des Werkstoffes
an der Schneidkante, die noch während der Einschneidbewegung verbessert wird. Mit
dem Einschneiden des Dichtringes werden die vorderen Partien des Ringes auf die
der Konusform des Anschlußstückes entsprechende Raumform zusammengezogen.
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Versuche haben ergeben, daß mit den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Schneidringen eine erhöhte Festigkeit der Rohrverbindung gegen Abziehen
und damit eine hohe Sicherheit erreicht ist.
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Die im gewaltsamen Abscherversuch zum Abziehen des Rohrendes erforderlichen
Kräfte sind sehr erheblich und nehmen Werte an, die in der Praxis nicht auftreten.
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Je nachdem, welche Werkstoffe für die anzuschließenden Rohre bzw.
die Dichtringe Verwendung finden sollen und je nach dem gewünschten Anstellwinkel
und insbesondere der Raumform der Schneidkante selbst, kann beimVorwerkstück von
einer planverlaufenden vorderen Stirnfläche ausgegangen werden oder auch von einer
solchen, die ein Profil aufweist. Die Größe der zur Kaltverformung der vorderen
Partie des Dichtringes erforderlichen Kraft hängt ab von den Durchmessern und Wanddicke
des Dichtringes, seinem Werkstoff sowie von dem Anstellwinkel der windschiefen Walzen
oder Rollen gegenüber dem Dichtring, so daß sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten ergibt.
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Insbesondere sei darauf hingewiesen, daß durch die Materialverdichtung
eine größere Härte erreicht wird, ohne daß dabei die elastischen Eigenschaften im
wesentlichen nachteilig beeinflußt werden. Die größte Härte tritt dabei im Bereich
der maximalen Einwirkung der Rollen bzw. Walzen auf das Ringvorderteil ein und kann
beachtliche Werte annehmen, so daß sich unter gewissen Voraussetzungen das nachträgliche
Härten der Schneidkanten erübrigt, die ja bekanntlich zur Bewirkung des Einschneidevorgangs
jeweils härter sein müssen als der Werkstoff des zugeordneten Rohres.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 zur Hälfte die Ansicht und zur Hälfte den Querschnitt durch einen
vorgearbeiteten Schneidring und F i g. 2 den gleichen Ring, jedoch nach dem Walzverfahren
und mit schematisch angedeuteter Druckwalze.
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Zur Klarstellung des Ausführungsbeispiels sei darauf hingewiesen,
daß es sich um einen übertrieben groß gezeichneten Dichtring handelt. In Wirklichkeit
sind die eingezeichneten Formen, insbesondere der Schneidkanten, weniger stark ausgeprägt.
Ausgegangen wird von dem in F i g. 1 dargestellten Vorwerkstück. Der hintere Teil
1 des Ringes, an welchem das Anschlußstück, beispielsweise in Form einer Oberwurfmutter,
beim Herstellen der Verbindung zur Anlage kommt, ist verstärkt ausgebildet. Es schließt
sich Teil t mit glatt durchgehendem zylindrischem Außenmantel und einem konisch
erweiterten Kegelmantel als Innenmantel an. Dann folgt das Vorderteil 3 mit parallel
zum Außenmantel verlaufender innerer Mantelfläche.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Stirnfläche mit einem Profil 4 versehen,
das aus einer vertikalen Fläche in eine schräg nach vorn verlaufende Fläche übergeht,
wodurch ein optimaler Einschneideffekt erzielt wird.
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Es können aber auch andere Profile für die vordere Stirnfläche des
Dichtringes gewählt werden, beispielsweise eine vertikal verlaufende Fläche.
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In F i g. 2 ist schematisch der Rollvorgang dargestellt. Die Rolle
5 ist dabei windschief im Raum bzw. zur Achse des Dichtringes gestellt und weist
eine zylindrische Außenfläche auf. Je nach dem Material des Schneidringes und der
gewünschten Einwirkung auf die Raumform der vorderen Stirnfläche 4 können diese
Anpreßrollen oder Walzen auch leicht ballig oder schwach konkav ausgebildet sein.
Die Rolle 5 ist um eine ortsfest stehende Achse drehbar gelagert, wird auf den Dichtring
zu bewegt, während dieser in Rotation (6) versetzt wird und wirkt so auf das Vorderteil
3 des Dichtringes. Gleichzeitig kann eine Relativbewegung zwischen den Anpreßrollen
oder Walzen und dem Ring in Achsrichtung (7) erfolgen. Zunächst tritt eine Verdichtung
der unmittelbar anliegenden Werkstoffteile ein, die sich mit fortschreitendem Zustellen
der Rolle 5 weiter nach innen bis auf die innenliegende und die Schneidkante 8 aufweisende
Seite erstreckt.
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Mit diesem Verdichtungsvorgang erfolgt eine Verdrängung bzw. Verschiebung
von Material nach vorn, wodurch die im Ausführungsbeispiel mit 9 bezeichnete
Gleit- und Führungsnase entsteht. Weiter wird die gesamte Vorderpartie 3 nach einwärts
umgebogen und erhält so die gewünschte. Konusneigung 10, die derjenigen entspricht,
welche der Aufnahmekonus des zugeordneten Anschlußstückes aufweist. Gleichzeitig
hat die Schneidkante 8 die gewünschte Spanfläche erhalten, die im Ausführungsbeispiel
zunächst nahezu senkrecht zur Rohroberfläche steht und nach rückwärts in eine bogenförmig
verlaufende Fläche übergeht. Mit dieser liegt der Schneidring dem von der Schneidkante
8 aus dem Rohrmantel ausgehobenen Material an. Dieser Einschnitt des Dichtringes
im Rohrmantel mit seinem davorliegenden Materialaufwurf bildet die Verriegelung
zwischen beiden Teilen und damit gegenüber der Rohrverbindung.
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Die folgenden Patentansprüche besitzen keine selbständige Bedeutung
und gelten nur in Verbindung mit dem Anspruch 1 der Patentanmeldung K 34166 XII/47f.