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Verfahren zum Sicken von ringförmigen Kupplungsnuten in die Wände
dünnwandiger Rohre und Vorrichtung zu seiner Ausübung Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Sicken von ringförmigen Kupplungsnuten in die Wände dünnwandiger Rohre,
wobei die Rohrwand innen beiderseits der mit der Nut zu versehenden Stelle abgestützt,
dann eine mit einer zylindrischen Umfangsfläche und abgerundeten Kanten versehene
Sickenrolle unter Aufrechterhaltung einer Umlaufbewegung allmählich in die Außenfläche
des Rohres zwischen den abgestützten Stellen eingedrückt wird, und eine Vorrichtung
zur Ausübung dieses Verfahrens.
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Man hat Kupplungsnuten in die Wände von starkwandigen Rohren eingedreht.
Dieses Verfahren eignet sich für dünnwandige Rohre deswegen nicht, weil es mit einer
Querschnittsverminderung der Rohrwand verbunden ist, die bei dünnwandigen Rohren
wegen der dadurch stark verminderten Festigkeit der Rohre an den Verhindlungsstellen
d#e zulässigen Drücke des durch diese zu leitenden Mediums in ihre Verwendbarkeit
zu sehr einschränkendem Ausmaß herabsetzt.
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Das Sicken von Rohren geringerer Wandstärke erfolgte bisher meist
in der Weise, daß mittels einer Bördelvorrichtung mit Bördelwalzen von Kreisumfangsprofil
bogenförmige Sickten in die Rohrenden eingewalzt wurden. Die Bogenform der Sicken
eignet sich jedoch nur zur übertragung von verhältnismäßig geringen Axialkräften,
da hier größere Axialkräfte starke radiale Komponenten verursachen, die
zu
einem Aufweiten der Kupplungsmuffen bzw. zu ihrem Herausspringen aus den
Kupplungsnuten führen können. Die übertragbarkeit erheblicher Axialkräfte liegt
jedoch im Interesse der Erzielung einer guten Ab-
dichtung auch bei höher-en,
von den Rohren aufzunehmenden Innendrücken.
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Soweit man an Rohrenden bereits Nuten von im wesentlichen rechteckigem
Querschnittdurch Sicken erzeugte, geschah dies unter gleichzeitiger erheblicher
Schwächung der Wandstärke der Rohrenden an den Seitenflächen der Kupplungsnut, indem
man eine Sickenrolle von rechteckigem Querschnitt in eine ebenfalls rechteckige,
nur wenig breitere Nut der Stützrolle hineinwirken ließ, was abgesehen von der erwähnten
Wandstärkenverminderung auch zu einem die Festigkeit der Rohrwand beeinträchtigenden,
geknickten Faserverlauf in dem Gefüge des Rohrwandwerkstoffs und, zu Ausgangsstellen
für ebenfalls festigkeitsmindernde Kerbbeanspruchungen auf der Innenseite der Rohrenden
führt.
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Die zuletzt erwähnten Nachteile des Auftretens von Kerbbeanspruchungen
hat man zwar schon dadurch vermindert, daß man die Kanten der Nut in der Stützrolle
sowie der Sickenrolle abgerundet hat. Dabei verblieb jedoch die erwähnte Wandstärkenschwächung
an den Nutseitenflächen und, der ungünstige, geknickte Faserverlauf in dem Gefüge
des Rohrwandwerkstoffs.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde"ein Verfahren zum Sicken
von ringförmigen Kupplungsnuten in die Wände von dünnwandigen Rohren, anzugeben,
das die vorerwähnten Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist und insbesondere
weder zu einer Schwächung der Rohrwandstärke im Bereich der Kupplungsnut, noch zu
einem geknickten Faserverlauf in dem Gefüge des Rohrwandwerkstoffs in der Umgebung
der Kupplungsnut, noch zum Auftreten von Kerbbeanspruchungen an diesen Stellen führt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren
der eingangs angegebenen Art in der Weise vorgegangen wird, daß der der Umfangsfläche
der Nut bzw. deren Kanten umgebende Werkstoff des Rohres radial nach innen geleitet
wird, so daß die Ausgangswandstärke des Rohres in den die Sicke oder Nut umgebenden
bzw. unter ihr liegenden Teilen im wesentlichen aufrechterhalten bleibt, wobei gleichzeitig
der Werkstoff von der Außenfläche des Rohres nach den Seitenkanten der Nut radial
nach innen zur Bildung je einer komscheu
Ringzone beiderseits
der Sicke zum Fließen und mit inneren Stützoberflächen in Eingriff gebracht wird,
umeine Abrundung des Rohnunern an den den Bodienkanten der Nut gegenüberliegenden
Stellen herbeizuführen und( dazwischen Wandungswerkstoff vorzusehen, der eine mit
der ursprünglichen Rohrwandstärke im wesentlichen übereinstimmende Dicke aufweist.
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Eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit
einer außerhalb des Rohres angeordneten Sickenrolle in Form einer zylin&ischen
Scheibe mit zylindrischem Umfang für das Formen des Nutbodens und abgerundeten Kanten
zwischen dem zyl-indrischen Umfang und den Seitenflächen der Scheibe, wobei die
Breite der Scheibe der der in die Rohrwand einzu-sickenden Nut entspricht, und mit
einer Stützrolle im Innern des Rohres, die die Form einer Trommel mit zylindrischen
Umfangsteilen zum Eingriff mit dem Rohrinnern aufweist, ist mit einer Umfangsvertiefung
zwischen den zylindrischen Teilen der Stützrolle versehen, die im wesentl-ichen
Breie ter als die Breite der Nut ist, einen zylindrischen Mittelteil und zwei syrnmetrische
Abschnitte von konkaver Form aufweist, die die äußeren Ränder der Vertiefung bilden
und einen Krümmungsradius haben, der im wesentlichen größer als der Abrundungsradius
der Kanten der Sickenrolle ist.
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Die Wandstärke der bearbeiteten Rohrenden läßt sich besonders dadurch
konstant halten, diaß die äußeren Ränder der Vertiefung, an denen die konkaven Teile
beginnen, ein-en Abstand voneinander aufweisen, der im wesentlichen gleich oder
größer als die Breite d'er Nut zuzüglich der doppelten Wandstärke des Rohres ist.
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Ein günstiger Faserverlauf in dem Werkstoff der Rohrenden und die
Vermeidung von Kerbbeanspruchungen läßt sich besonders dadürch gewährleisten, daß
der zylindrische Mittelteil aus zwei voneinander getrennten Teilen besteht, die
ein-en Abschnitt einschließen, der, kegelförmig von den beiden zylindrischeu Teilen
ausgehend, bis zu einer Verbindungslinie in, der Mitte der Vertiefung reicht.
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Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der Vorrichtung
zur Ausführung des erfindungs.gemäß,en Verfahrens. Es zeigt F i g. 1 eine
schematische Schnittdarstellun.g der Vorrichtung, F i g. 2 einen Querschnitt
der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung nach der Linie 2-2 in Richtung
der Pfeile gesehen, F i g. 3 eine vergrößerte Teilansicht einer zweckmäßigen
Ausführungsform der Vorrichtung, die die Sickenrolle und die Stützrolle gegeneinander
ausgerichtet hält, F i g. 4 einen vergrößerten Teilschhift der Sickenrolle
und der Stützrolle nach F i g. 1 und, des dazwischenliegenden Rohxes mit
einer fertig geformten Nut, F i g. 5 einen Abschnitt eines erfindungsgemäß
gesickten Rohres, teils im Schnitt und teils in Seitenansicht, und F i
g. 6 eine F I g. 3 ähnliche Ansicht einer etwas anderen Vorrichtung,
die die Sickenrolle gegen dir, Stützrolle ausgerichtet hält, jedoch in verkleinertem
Maßstabe.
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Obwohl in der folgenden Beschreibung die Erfindung in ihrer Anwendung
auf dünnwandige Rohre erläutert wird# und neue Möglichkeiten für das Kuppeln dünnwandiger
Leitungen erschließt, kann sie auch auf Rohre mit stärkerer Wandung angewendet werden,
falls darin Nuten zum Festlegen von Kupplungshülsen nicht geschnitten, sondern gewalzt
werden sollen.
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Die Vorrichtung nach F i g. 1 bis 3, die zur Durchführung
des Verfahrens, d. h. zum Herstellen der Nut, verwendet werden kann, ist
in keiner Weise auf die dargestellte Form begrenzt. Die Zeichnung zeigt jedoch eine
einfache und wirkungsvolle Form einer solchen Vorrichtung, die zum fertigungstechnisch
günstigen Sicken von Nuten in Rohrenden zu Kupplungszwecken verwendet werden kann.
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Die dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1 von
annähernd! rechteckiger Form und einer Oberseite 2, einer Unterseite 3, einer
Vorderseite 4 und einer Rückseite 5. Aus F i g. 2 ist ersichtlich,
daß das Gehäuse auch Seiten 6 und 7 hat und#, in Form von zwei längs
einer vertikalen Trennlinie 8 zusanimengefügten Schalen besteht. Selbstverständlich
kann das Gehäuse gewünschtenfalls and!ere Formen haben, soweit sie die arbeitenden
Teile in geeigneter Weise halten können.
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Das Gehäuse 1 dient zur Lagerung zwei-er Wellen 9
und,
10, die sich in Längsrichtung durch dieses hindurch erstrecken. Die untere
Welle 9 kann sich um eine feststehende Achse d#rehen und ist am vorderen
Ende des Gehäuses in einem von einem Block 11
getragenen Zapfenlager und am
hinteren Ende in einem Zapfenlager 12 gelagert. Das hintere Ende 13
dieser
Welle -steht für die Kupplung mit einem Antriebsmittel, das die Welle in der durch
den Pfeil 14 angegebenen Richtung dreht, aus dem Gehäuse vor.
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Die Welle 10 ist an zwei Stellen innerhalb des Gehäuses gelagert,
jedoch gestatten die Lager eine Schwenkbewegung der Welle, durch die sie derart
geschwenkt werden kann, daß sie entweder parallel oder schräg zur Welle
9 liegt. Das eine dieser Lager ist ein Lagerblock 15, der an einer
Stelle unterhalb der Welle 10 auf einem Zapfen 16 schwenkbar ist.
Der Zapfen erstreckt sich quer durch das Gehäuse 1
und ist in den an den sich
gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses ausgebildeten Verstärkungen 17 und
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in geeigneter Weise angebracht. Vorzugsweise hat die. Achse des Zapfens
16 etwa die gleichen Abstände von den Wellen 9 und 10, wenn
diese parallel zueinander sind.
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Zur Vorderseite 4 des Gehäuses hin ist die Welle 10 in einem
zwischen Führungsbahnen 20 und 21 verschiebbaren Schieber19 gelagert. Der Schieber19
ist mit einem Schwenklager 23 ausgerüstet, das im Schieber 19 um eine
zur Achse der Welle 10 senkrechte Achse schwenkbar ist. Das Lager
23 ist durchbohrt und, nimmt die Welle 10 drehbar auf. Die Aufwärtsbewegung
des Schiebers 19 erfolgt durch ein Paar Federn 24, die zwischen der Grundfläche
des Schiebers und der Oberseite d'es Zapfenlagers 11 liegen. Die Abwärtsbewegung
entgegen der Wirkung der Federn wird im gewünschten Maße durch die bei
26 in der oberen Wand 2 des Gehäuses gelagerte und durch eine Kurbel
27 drehbare Spindel 25 vorgenommen. Das Ausmaß der Abwärtsbewegung
der Spindel 25 wird durch die Stellung von zwei Gegenmuttern 28
bestimmt, die sich auf einem aus dem Gehäuse herausragenden Abschnitt der
Spindel befinden und sich gegen die Oberseite der Wulst 26 setzen, wenn die
Spindel in die gewünschte Lage nach unten gedreht worden ist.
Die
Welle 10 ragt aus dem Gehäuse 1 durch längliche und vertikale Schlitze
29 bzw. 30 in der Vorder- und Rückseite des Gehäuses heraus.
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Die Anordnung der Welle 10 gestattet es, die Welle so um den
Zapfen 16 zu schwenken, daß ihr lin kes Ende gegen die Welle 9 beliebig
gehoben oder Clesenkt werden kann. Die auseinandergehende Bewegung der beiden Wellen
9 und 10 ist, wie strichpunktiert angedeutet, nicht sehr groß, reicht
aber - wie später erläutert - für den beabsichtigten Zweck aus.
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Auf der Welle 9 ist mittels eines Stiftes 36 ein Zahnrad
35 festgelegt, dessen rechte Fläche nahe dem linken Ende des schwenkbaren
Zapfenlagers 15
liegt. Dieses Zahnrad kämmt mit einem ähnlichen, durch einen
Stift 38 auf der Welle 10 festgelegten Zahnrad 37. Die Zahnräder
35 und 37 haben Zähne 39 mit einer größeren Zahnhöhe als bei
normalen Zahnrädern.
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Das hat den Zweck, daß sie auch noch kämmen, wenn der das Zahnrad
37 tragende Wellenabschnitt etwas nach oben von der Welle 9 fort geschwenkt
wird. Da diese Stelle nahe am Schwenkpunkt 16
liegt, ist hier die Wirkung
der Schwenkung und somit das Auseinandergehen der Zahnräder gering. Es besteht also
keine Gefahr, daß die Zahnräder außer Eingriff kommen.
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Die Wellen 9 und 10 sind dort, wo sie aus der Vorderseite
des Gehäuses 1 heraustreten, mit je
einer, allgemein mit 45 und 46
bezeichneten Rolle versehen. Die Sickenrolle 45 arbeitet die Nut in das Rohrende
ein, während die Stützrolle 46 das Rohr innen abstützt und das Fließen des beim
Sickvorgang weggedrückten Metalls bestimmt. Wenn die Rollen umlaufen und durch Drehen
der Spindel 25 gegeneinander geführt werden, wird in einem zwischen den Rollen
liegenden Rohrabschnitt 47 eine Nut eingesickt. Die Sickenrolle 45 hat Abschnitte
48 und 49 mit gleichem Radius, zwischen denen eine zylindrische Umfangsfläche
50 zum Sicken vorsteht. Die Breite der Stützrolle 50 ist gleich der
Breite der in die Außenfläche des Rohres 47 zu sickenden Nut. Die äußeren Kanten
der Stützrolle 50 sind jedoch an den Kanten 51 und, 52 der
Sickenrol-le mit geringem Radius abgerundet, so daß sich die Krümmung über wem ger
als bis zur Hälfte der Seitenabschnitte 53
und 54 der Stützrolle
50 erstreckt, die nach Fertigstellung der Nut in diese hineinragt. Deshalb
hat, wie aus den vergrößerten Darstellungen in F i g. 4 und 5 hervorgeht,
die fertige, mit 56 bezeichnete Nut in der Wand des Rohres 47 eine ebene
Bodenfläche 57 und gerade Seitenkanten 58 und 59, die durch
abgerundete Bodenkanten 60 und 61 mit der Bodenfläche 57 verbunden
sind.
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Die Kontur der Nut im Rohr ist für die Aufnahme des Verriegelungsabschnittes
einer Kupplungshülse der in der USA.-Patents#chrift 1541601 offenbarten
Bauart geeignet. Die gegen das Ende des zu kuppelnden Rohrabschnittes hin gelegene
Seitenkante 59 der Nut ist über eine ausreichende Strecke gerade, um das
Herausziehen des Verriegelungsabschnittes der Kupplungshülse aus der Nut durch einen
Druck innerhalb der Leitung zu verhindern, der nicht größer ist als der Druck, der
ein Platzen der Leitung verursachen würde.
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Die Stützrolle 46 hat eine Form, die fÜr die Zusammenarbeit mit der
Sicken#rolle 50 besonders ausgebildet ist, um die Nut 46 zu formen und dabei
gleichzeitig an der genuteten Stelle die Festigkeit des Rohres zu wahren. Die Form
der Stützrolfe 46, ihre Zusammenarbeit mit der Sickenrolle 45 und die Form des Rohres
47 an der Nut weichen von allen bisherigeil Vorschlägen 'ab und sind für die Erfindung
wesentlich.
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Bisher wurde es bei der Herstellung einer Nut in Rohren mittels eines
Sickvorganges für notwendig gehalten, das Rohr innen durch eine Stützrolle zu stützen,
deren Nutbreite die Umfangsfläche der Sickenrolle plus einer Dicke der Rohrwand
aufnimmt, die nicht größer und in den meisten Fällen etwas kleiner war als dir,
Dicke der Rohrwand vor dem Sicken. Dieses hat sich also als unzweckmäßig herausgestellt,
da das Ziehen des Rohrwandwerkstoffs eine steil genutete Form das Material verdünnt
und seine Festigkeit beeinträchtigt. Dadurch wurde das, Rohr an dem genuteten Abschnitt
so geschwächt, daß es bei einem Innendruck versagte, der kleiner als der zum Platzen
des unverfonnten Rohres füh-
rende Druck ist. Andererseits ist das steil abgesetzte
Verformen des Rohrwandwerkstoffs notwendig, um eine für Kupplungszwecke brauchbare
Nut zu erhalten; aber überall, wo das scharf abgesetzte Verformen stattfand, versagte
das Rohr unter Druck.
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Das erfindungsgemäße Sickverfahren weicht von der bisherigen Auffassung
ab und geht in der entgegengesetzten Richtung. Es beruht auf der Feststellung, daß
eine wirksame Nut ohne schroffes Stützen des Rohrwerkstoffs in der Nähe des genuteten
Abschnitts gebildet und besser so ausgeführt werden kann, daß man das Rohr von innen
so abstützt, daß das Metall in einer natürlichen Bahn fließ-en kann und sich beim
Fließen ausdehnt. Somit hat die Stützrolle keine geraden Seitenwände für ihre Nut,
die parallel zu den Seitenabschnitten 53 und 54 verlaufen. Statt dessen hat
sie von den Stellen 62 und 63 ausgehende glatte und konkave Krümmungen
64. Diese Krümmungen laufen von der Stelle 63 zu den Stellen 65 und
66, die in bezug auf die Seitenabschnitte 53 und 54 der Sickenrolle
50 etwas einwärts liegen. Von den Stellen 55 und 56 verläuft
die Bodenfläche der Nut in der Stützrolle 46 über kurze Abschnitte 67 nach
einwärts, die eine gerade zylindrische Fläche parallel zu den normalen, beiderseits
der Nut verlaufenden Stützflächen 68 und 69 der Stützrolle haben.
Von den kurzen Abschnitten 67
aus verläuft die Stützrollennut mit nach einwärts
und abwärts geneigten Abschnitten 68, die sich mit einem spitzen Winkel zur
Horizontalen einander nähern und sich an einer Mittelstelle 69 treffen, die
zweckmäßigerweise schwach abgerund-et ist.
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Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die soeben beschriebene Nut
der Stützrolle 46 bei richtiger Ausrichtung gegen die Sickenrolle 50 das
Einsicken von Nuten in Leichtmetallrohre ermöglicht, die den Verriegelungsabschiütt
einer Kupplung gegen einen Druck sicher hält, der das Rohr platzen lassen würde.
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Durch den konkav gekrümmten Abschnitt 64 an der Stützrollennut gegenüber
der abgerundeten Kante 61 der Umfangsfläche 50 der Sickenrolle kann
der Werkstoff glatt in die Nut der Stützrolle 46 fließen. Vom Abschnitt 64 aus nach
einwärts wird das Metall über eine kurze Strecke durch den parallel zu dem Teil
70 der Sickenrolle 50 liegenden, zylindrischeu Mittelteil
67 gehalten, so daß die Bodenfläche 57 der Nut 56 im Rohr die
gleiche Form hat wie der Teil 70 der Sickenrolle 50. Vom Ende des
Mittelteils
67 zur Mitte der Stätzrolle 46 hin kann das Metall
wiedIer frei längs der schrägen Seiten 68 nach unten fließen. Somit hat dIas
Rohr an den Stellen 71 unterhalb der Bodenkanten 60 und
61 der Sickenrolle 50
eine Wanddicke und einen huß aus. verhältnismäßig
ungestörtem Metall, das dort benötigt wird" um der durch den Innendruck des Rohres
entstehenden und die zusammengekuppelten Abschnitte auseinanderdrückenden Scherwirkung
entgegenzuwirken. Dieser sich auch unter der Bodenfläche 57 der Nut
56 fortsetzende Werkstoff-Fluß dient auch dazu, das Rohr an dieser Stelle
vor dem Reißen oder Platzen zu schützen.
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Das normale leichte Fließen des Metalls zeigt sich durch die beim
Sicken an der Außenseite des Rohres beiderseits- der Nut entstehenden, nach unten
abgeschrägten R.ingflächeni 72. Der aus diesem Bereich fließende Werkstoff
verstärkt natürlich die Bodenfläche- der Nut im Rohr.
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Die Breite der Sickenrolle 50 zwischen ihren Seitenabschnitten
53 und 54 bestimmt die Breite der im Rohr geformten Nut
56, die -die gleiche Breite wie die Umfangsfläche hat. Die in der Stätzrolle
46 ausgebildete, der Umfangsfläche der Sickenrolle 50
gegenüberliegende vielflächige
Nut muß mit ihrer Mitte genau gegenüber der Mitte des Teils 70 der Sickenrolle,
50 liegen. Ferner müssen für ein korrektes Sicken gewisse Verhältnisse zwischen
der Fläche der Nut in der Stützrolle 46 und den wirksamen Teilen der Umfangsfläche.
50 aufrechterhalten werden. Erstens müssen die Linien 62 und
63, von denen die, konkav gekrümmten Stützoberflächen 64 ausgehen, in bezug
auf die Scitenabschnitte 53 und 54 der Umfangsfläche 50 mit einem
Abstand nach auswärts, liegen, der etwa gleich der Wandstärke des zu sickenden Rohres
ist. Ferner müssen die konkaven Krümmungen 64 in bezug auf die Bodenkanten
60
und 61 der -Nut 56 einen solchen. Radius haben, daß die Wanddicke
bei 71 wenigstens bis zu dem Punkt etwa gleich der Wan#dstärke des Rohres
bleibt, an dem sich die gekrümmt-en Abschnitte 64 dem Ende der abgerundeten Bodenkanten
60 und 61 der Nut 56 nähern' Dann kann der Werkstoff am Ende
der gekrümmten Abschnitte 64 und über die Abschnitte 67 unter der Nut für
eine kurze Strecke weniger dick als die normale Rohrwand sein, da hier nur eine
Zugbeanspruchung'und keine Scherbeanspruchung auftreten kann. Jedoch soll das Gefüge
des Metalls an -diesem dünnsten Abschnitt nicht gestört werden. Dies wird dadurch
erreicht, daß durch die in einem Winkel zueinander liegenden Seiten 68 des
Mittelteils der Nut eine Vertiefung und ein Raum für das Einfließen des Metalls
gebildet wird.
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Nachstehend werden einige besondere Beispieleerläutert, die sich für
das Sicken. von Rohren verschiedener Wandstärken als zweckmäßig erwiesen haben.
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Beispiel 1
Für ein Aluminiumrohr mit einer Wandstärke von 2
rnm, -bei dem zum Sicken eineretwa 7 mm breiten Nut in das Rohr, eine zentriert
zu der Nut in der Stützrolle liegende Sickenrolle 50 gleicher Breite verwendet
wird, müßte die Gesamtbreite der Nut in der Stützrolle zwischen den Linien
62 und 63 etwa 11,5 mm sein. Der Radius der Kanten
51 und 52
der Sickenrolle ist etwa 0,8 mm. Die Neigung der Linien
-68 und 69 zur Horizontalen, beträgt 241, wobei der Abstand zwischen
der Mitte 69 und den oberen Enden 69a der Schräge etwa 2,5
mm und die Breite der geraden Stücke zwischen den Limien 69a und den Linien
65 und 66 annähernd 0,8 mm
betragen würde. Der Radius
der Krümmung der inneren Stützoberfläche 64 mit einem in Verlängerung der Linie
66 oder 65 gelegenen Mittelpunkt schneidet eine Verlängerung einer
parallel zu den Flächen 68 und 69. der Stützrolle verlaufen-den und
0,4 mm oberhalb derselben liegenden Linie und beträgt etwa 2,0 mm. Beispiel 2 Bei
einem Rohr mit einer Wand-stärke von 1,7 mni und einer Nutenbreite von wiederum
7 mm würden alle vorstehend angegebenen Verhältnisse gleichbleiben mit Ausnahme
des Abstandes zwischen den Linien 62 und 63, der auf etwa
10,5 mm verringert würde, wobei der Radius der Krümmung der inneren Stützoberfläche
64 vom gleichen Mittelpunkt wie oben sich auf 1,6 mm verringert.
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Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Tiefe der im Rohr ausgebildeten
Nut 56 gleich der Wanddicke des ungenuteten Rohrabschnittes ist und daß die
sich beim Nuten ergebende Verringerung des Innendurchmessers des Rohres mit schwachen,
den Flächen 64 gegenüberstehenden und aus der Einwirkung dieser Flächen entstandenen
Krümmungen 74 beginnt und sich mit Abschnitten fortsetzt, die einen zylindrischen
Mittelteil 67a mit einer geringeren Wandstärke als die Wandstärke des ungenuteten
Rohres haben. Der kleine über dem Winkel zwischen den Seiten 68 liegende
Mittelabschnitt 73 steht am weitesten nach innen vor. Somit ist der der Strömung
im Rohr entgegengesetzte Widerstand auf ein Minimum beschränkt, und es sind keine
der Strömung entgegenstehenden, scharf abgesetzten Flächen vorhanden, sondern die
von dem Strom getroffenen Flächen sind allmählich abgeschrägt.
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Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß zum genauen und wirksamen erfindungsgemäßen
Sicken die zentrierte Lage der Sickenrolle 45 und insbesondere ihrer Umfangsfläche
50 in bezug auf die Stützrolle 46 und die darin vorhandene Nut aufrechterhalten
werden muß. Dies wird durch als Zunge und Nut ineinandergreifende Teile erreicht,
die in der Zeichnung als Ansätze der Sickenrolle 45 und der Stützrolle 46 dargestellt
sind, aber natürlich auch getrennte Teile sein können, vorausgesetzt, daß sie in
der Nähe, der Rollen 45 bzw. 46 liegen und mit fester axialer Lage auf den Wellen
9 und 10
befestigt sind.
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Aus Fig. 1 und 3 ist ersichtlich, daß die Sickenrolle
45 an ihrem rechten Ende einen Ansatz 75 hat, der einen wesentlich kleineren
Radius als die normale Oberfläche der Sickenrolle 45 hat und einen schmalen, zungenähnlichen
Flansch 76 mit einem erheblich größeren Radius als die Sickenrolle 45 oder
deren Umfangsfläche 50 trägt. Am rechten Ende der Stützrolle 46 ist mittels
zweier mit einem gewissen Abstand auseinanderliegender Ringteile 77
und
78 eine passende Nut 80 für die Aufnahme des zungenförmigen Flansches
76 gebildet; d-ie Ringteile 77 und 78 erstrecken sich von dem
Verbindungsabschnitt 79 aus radial um ein wesentliches Stück nach auswärts
und bilden so eine tiefe Nut 80 für die Aufnahme des zungenförmigen Flansches
76. Ein wesentliches Merkmal dieser Ausführung ist, daß die
Nut
80 einen nur geringen Spielraum zwischen ihren Planken und den Flanken des
zungenähnlichen Flansches 76 läßt. Dieser Spielraum ist gerade so groß, daß
der Flansch 76 in der Nut 80 auf- und abwärts geführt werden kann,
wenn die Welle 10 um den Schwenkzapfen 16 geschwenkt wird und die
Rollen 45 und 46 zum Herausnehmen und Einlegen von Rohrabschnitten 47 zwischen sie
auseinander bewegt werden. Da jedoch die Welle 10 um die Achse des Zapfens
16 schwenkbar ist und die Achse dieses Zapfens etwa auf einer Linie liegt,
die bei parallel gestellten Rollen gleiche Abstände von den normalen Flächen der
Rollen 45 und 46 hat, so ist der benötigte Spielraum für die entstehende geringe
Bewegung des zungenförmigen Flansches 76 in der Nut 80 recht klein.
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Die Hubhöhe des zungenförmigen Fl-ansches 76
und der Sickenrolle
45 während der Schwenkbewegung ist durch den Abstand zwischen den voll ausgezogenen
und den gestrichelten Linien in F i g. 1
angedeutet. Diese Schwenkung reicht
nicht aus, um den zungenförinigen Flansch 76 vollständig aus der Nut
80 herauszubewegen. Tatsächlich macht die Lage der Achse des Zapfens
16 die Krümmung der Bahn des zungenförmigen Flansches 76 sehr klein.
Obwohl das ideale Verhältnis des zungenförmigen Flansches 76 zur Nut
80 in F i g. 6 dargestellt ist, wo die einander gegenüberliegenden
Flächen des Flansches 76 und der Nut 80 Kreisabschnitte sind, deren
Mittelpunkt auf der Achse des Zapfens 16
liegt, wurde festgestellt, daß es
zur Durchführung eines genauen Sickvorganges der oben beschriebenen Art nicht notwendig
ist, eine so kostspielige Verfeinerung vorzusehen. Bei einer Einrichtung zum Sicken
von Rohren mit einer Wandstärke, die etwa im obenerwähnten Bereich liegt, ist ein
Spielraum von 0,13 mm des zungenförmigen Flansches 76 in der Nut
80 als ausreichend gefunden worden.
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Der Ring 77 bildet nicht nur die eine Seite der Nut
80, sondern hat noch eine weitere, in F i g. 1
veranschaulichte Funktion.
- Aus der Darstellung ist zu sehen, daß die Außenfläche 81 des Ringes
77
radial über die Stützflächen 68 und 69 der Stützrolle vorsteht
und einen Anschlag für das Ende 82 des zu sickenden Rohrabschnitts bildet.
Um die Nut in bezug auf das Ende des Rohrabschnitts genau zu legen, hat der Bedienende
den Rohrabschnitt nur so weit über die Stützrolle 46 zu schieben, bis dessen Ende
gegen die Fläche 81 stößt, und den Rohrabschnitt dort so lange zu halten,
bis das Sicken so weit fortgeschritten ist, daß der Rohrabschnitt sich selbst in
der richtigen Lage hält. Da die axiale Lage der Rollen 45 und 46 durch den zungenförmigen
Flansch 76 und die Nut 80 beibehalten wird, ist die genaue axiale
Lage der Nut im Rohr gewährleistet.
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Die Spindel 25, die die Sickenrolle 45 während des Sickvorgangs
gegen die Stützrolle 46 bewegt, wobei an der Stelle, an der sich die untere der
beiden Sperrmuttern 28 gegen die obere Seite der Verstärkung 26 legt,
ein Anschlag vorgesehen ist, könnte auch kraftgetrieben sein und durch eine geeignete
Einrichtung angehalten werden. Natürlich könnte der Schieber 19 auch durch
andere mechanische Hilfsmittel oder durch pneumatische oder hydraulische Zylinder
betätigt werden.
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Das Zusammen- und Auseinanderbewegen der Rollen 45 und 46 wird nach
der Zeichnung durch Schwenken einer Welle gegen die andere hervorgerufen. Dies dürfte
das einfachste und wirtschaftlichste Verfahren, sein, jedoch kann das gleiche Ziel
auch auf anderen Wegen erreicht werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine
der Wellen so anzubringen, daß sie in ihrer Gesamtheit in Richtung auf die andere
Welle oder von, der anderen Welle so fort bewegt werden kann, daß die Wellen parallel
bleiben.
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Die Teilansicht nach F i g. 6 zeigt die früher be-
schriebene
Anordnung, bei der die Flächen 88 und 89 eines von einer Walze
87 getragenen zungenförmigen Flansches 86 kreisförmig oder sphärisch
gekrümmt sind und mit den ebenfalls gekrümmten Flächen 90 und 91 der
Flan#ken der von den Ringen 93 und 94 gebildeten Nut 92 zusammenpassen.
Wenn diese sphärisch gekrümmten Flächen zu dem auf der Achse des Schwenkzapfens
16 liegenden Schwenkpunkt zentriert sind, so kann die Bewegung des Flansches
86 in der Nut 92 praktisch ohne Spiel ausgeführt werden. Die Fertigung
solcher Flächen würde jedoch kostspielig sein und der Einrichtung nur einen geringen
oder gar keinen Vorteil bringen, so daß die Kosten dafür normalerweise nicht gerechtfertigt
sind.
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Ein Rohr, das so gesickt ist, daß es an den Ab-
schnitten bei
71 gegenüber den Bodenkanten der Nut wenigstens eine so große Wanddicke hat
wie das Rohr im übrigen, steht im Gegensatz zu allen bisherigen Vorschlägen. Bisher
lag an dieser Stelle der schwächste und dünnste Bereich. Ferner bleibt in diesem
Abschnitt das Gefüge des Metalls ungestört, ohne daß es, wie bei der Bearbeitung
nach den bisherigen Verfahren, dort geschwächt w ird. Ferner steht die Tatsache,
daß ein unter der Nut liegender Werkstoffabschnitt zu einer Stärke fließen darf,
die geringer ist als die normale Wand!stärke, ohne daß die Festigkeit dieses Rohrabschnitts
beeinträchtigt wird, ebenfalls im Gegensatz zur bisherigen Auffassung. Schließlich
steht auch die Tatsache, daß unter der Mitte der Nut ein Mittelabschnitt ohne untere
Begrenzung frei fließen kann, im Gegensatz zu den bisherigen Ausführungen.
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Ein weiteres, von der bisherigen Praxis abweichendes Merkmal sind
die nach unten abgeschrägten Ringe 72 an den Seiten 58 und
59 der Nut. Bisher wurde es für notwendig gehalten, das Metall an dieser
Stelle zu verstärken. Erfindungsgemäß wurde jedoch festgestellt, daß dadurch, daß
man das Metall rings um die Seiten der Nut frei fließen und, sich die abgesehrägten
Vertiefungen 72 bilden läßt, die Seitenwand der Nut immer noch hoch genug
ist, um ordnungsgemäß mit der Kupplungsmuffe des Rohres in Eingriff zu gelangen,
während der Werkstoff in den Abschnitt 71 fließt, wo eine besonders große,
Festigkeit erforderlich ist.