DE19844878A1 - Verfahren zur Herstellung einer Preßverbindung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Preßverbindung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das Verfahren zur Herstellung einer Preßverbindung zwischen ineinander geschobenen dünnwandigen Metallrohren gleicher oder unterschiedlicher Abmessungen mittels eines Preßwerkzeugs, mit welchem die Rohre im Überschiebungsbereich an wenigstens zwei voneinander abliegenden Stellen durch Preßbacken, eine Preßschlinge oder dergleichen zumindest in Teilbereichen ihres Umfangs eingeschnürt werden, so daß eine kraft- und formschlüssige Verbindung der Rohre untereinander erzielt wird, zeichnet sich dadurch aus, daß die Druckstellen einer zweiten Einschnürung in bezug auf die Druckstellen einer ersten Einschnürung in einem vorgegebenen Winkel um die Rohrlängsachse verdreht angebracht werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Preßverbindung zwischen ineinander geschobenen dünnwandigen Metallrohren gleicher oder unterschiedlicher Abmessungen mit­ tels eines Preßwerkzeugs, mit welchem die Rohre im Über­ schiebungsbereich an wenigstens zwei voneinander abliegenden Stellen durch Preßbacken, eine Preßschlinge oder dergleichen zumindest in Teilbereichen ihres Umfangs eingeschnürt werden, so daß eine kraft- und formschlüssige Verbindung der Rohre untereinander erzielt wird.

Derartige Preßverbindungen werden hergestellt bei ineinander geschobenen Metallrohren, von welchen eines der Rohre zum Zwecke des Ineinanderschiebens muffenartig aufgeweitet ist und/oder das andere der Rohre, das Innenrohr, entsprechend eingezogen ist. Auch die Verbindung nicht aufgeweiteter oder eingezogener Rohre mittels sogenannten Preßfittingen wird auf die vorstehend beschriebene Art und Weise hergestellt. Bei­ spielsweise werden in der Trinkwasserinstallation Rohr­ leitungen aus Edelstahl und Kupfer mittels Formstücken, die entsprechend aufgemufft sind und aus Edelstahl, Kupfer, Rotguß oder dergleichen bestehen, miteinander durch Preßverbindungen verbunden. Die Abdichtung der Preßverbindungen erfolgt in der Regel mittels Kunststoffdichtringen.

Eine derartige Preßverbindung ist beispielsweise aus der Euro­ päischen Patentanmeldung 0 470 680 A2 oder aus der Europäischen Patentanmeldung 0 361 630 A1 bekannt.

Es hat sich herausgestellt, daß solche unlösbar dichten Ver­ bindungen von Rohren, obwohl sie teilweise für Innendrücke von mehr als 16 bar ausgelegt sind, dennoch nicht den in Rohrlei­ tungssystemen auftretenden Längskräften standhalten. In der Fachpresse ist diese Problematik in jüngster Zeit öfters an­ gesprochen worden, beispielsweise in der Zeitschrift Sanitär- und Heizungstechnik, Ausgabe 4/1998, in dem Artikel "Elch­ test". Bei wiederholten Druckstößen in Wasserleitungen, wie sie beispielsweise durch die Betätigung von Einhebel­ mischbatterien, Magnetventilen, schnellschließenden Kugel­ hähnen, Druckspülungen oder dergleichen erzeugt werden, werden die Verbindungen beachtlichen Längskräften ausgesetzt, die schlimmstenfalls das Auseinandergleiten der Verbindung be­ wirken können, so daß der gesamte Querschnitt der unter Druck stehenden Leitung frei wird und so daß folglich die in der Leitung enthaltene Flüssigkeit unter Druck ungehindert aus­ strömen kann. In der Fachpresse ist des öfteren erwähnt wor­ den, daß das Auseinandergleiten der Verbindungen auch darauf zurückzuführen ist, daß bei der Montage nicht die Mindestein­ schubtiefe der Rohre ineinander beachtet wird. Selbst bei Beachtung aller gebotenen Sorgfalt bei der Montage und bei Einhaltung der Mindesteinschubtiefe ineinander kommt es den­ noch vor, daß sich Preßverbindungen aufgrund von Druckstößen lösen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Her­ stellung einer Preßverbindung zwischen ineinander geschobenen dünnwandigen Metallrohren sowie eine Vorrichtung zur Durch­ führung dieses Verfahrens bereitzustellen, welche es ermögli­ chen, Preßverbindungen herzustellen, die eine erhöhte Sicher­ heit gegen Auseinandergleiten aufgrund von Druckstößen in der Leitung bieten.

Die Aufgabe wird einerseits gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Preßverbindung zwischen ineinander gescho­ benen dünnwandigen Metallrohren gleicher oder unterschiedli­ cher Abmessungen mittels eines Preßwerkzeugs, mit welchem die Rohre im Überschiebungsbereich an wenigstens zwei voneinander abliegenden Stellen durch Preßbacken, eine Preßschlinge oder dergleichen zumindest in Teilbereichen ihres Umfangs einge­ schnürt werden, so daß eine kraft- und formschlüssige Verbin­ dung der Rohre untereinander erzielt wird, wobei das Verfahren sich dadurch auszeichnet, daß die Druckstellen einer zweiten Einschnürung in bezug auf die Druckstellen einer ersten Ein­ schnürung in einem vorgegebenen Winkel um die Rohrlängsachse verdreht angebracht werden. Durch die erfindungsgemäße Maß­ nahme wird die zum Verpressen der Rohre erforderliche Verfor­ mungsarbeit maximiert, woraus eine höhere Festigkeit und Halt­ barkeit der Verbindung resultiert. Folglich muß auch beim Auseinanderziehen der Rohre wesentlich mehr Verformungsarbeit geleistet werden. Das im Bereich der Druckstellen einer ersten Einschnürung nach innen verformte Material des äußeren Rohres muß beim Auseinanderziehen der Verbindung aufgeweitet werden, um über die im Nennmaß befindlichen Teile des in diesem Be­ reich innenliegenden Rohrs geschoben werden zu können. Zusätz­ lich muß das im Bereich der Druckstellen der ersten Einschnü­ rung nach innen verformte Material des äußeren Rohrs nochmals aufgeweitet werden, um das im Bereich der zweiten Einschnürung nach außen verdrängte Material des inneren Rohres zu über­ winden, denn aufgrund der versetzten bzw. verdrehten Anordnung der Druckstellen der Einschnürungen zueinander liegt den Druckstellen der ersten Einschnürung auf dem gleichen Umfangs­ abschnitt des Außenrohrs durch die Druckstellen der zweiten Einschnürung wulstartig nach außen verdrängtes Material gegen­ über.

Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der Einschnürungen je­ weils mittels eines in dem Preßwerkzeug ausgeformten Vielkants (n-Kant) und die Druckstellen der zweiten Einschnürung sind um einen Winkel von 360°/2n gegenüber den Druckstellen der ersten Einschnürung verdreht angeordnet. Bei Herstellung der Preß­ verbindung unter Verwendung eines Preßwerkzeugs mit einer Preßschlinge ist es zweckmäßig, wenn die Herstellung der Ein­ schnürungen jeweils mittels eines in der Preßschlinge ausge­ formten Dreikants erfolgt. Üblicherweise werden Preßschlingen bei der Verbindung von Rohren mit deutlich mehr als 50 mm Durchmesser verwendet.

Bei Verwendung eines Preßwerkzeugs mit Preßbacken ist es zweckmäßig, wenn die Herstellung der Einschnürungen jeweils mittels eines in den Preßbacken ausgebildeten Sechskants er­ folgt.

Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß es für die Verwirk­ lichung der erfindungsgemäßen Verbindung die Anzahl der Ecken des n-Kants nicht wichtig ist; ebenso können auch mehr als zwei Einschnürungen vorgesehen sein.

Die eingangs genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Preßwerkzeug durch Durchführung des Verfahrens, mit einem Antrieb und mit einer Preßvorrichtung in Form zangenartig aufeinander zu bewegbarer Preßbacken oder in Form einer zu­ ziehbaren Preßschlinge aus mehreren gelenkig miteinander ver­ bundenen, die Preßform bildenden Gliedern, wobei die Preßbak­ ken oder die Preßschlinge ein Preßprofil aufweisen, dessen Tiefe quer zur Öffnungs- und Schließrichtung variiert und das an wenigstens zwei in dieser Richtung voneinander abliegenden Stellen in Umfangsrichtung der in die Preßvorrichtung ein­ zuführenden Rohre eine vielkantige (n-kantige) Innenkontur bildet, wobei das Preßwerkzeug sich dadurch auszeichnet, daß das Preßprofil wenigstens einen ersten und einen zweiten Viel­ kant bildet, die in Umfangsrichtung der zu verpressenden Rohre gegeneinander verdreht sind.

Bei einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Preß­ werkzeuges ist vorgesehen, daß der erste und der zweite Viel­ kant um einen Winkel von 360°/2n gegeneinander verdreht sind.

Um ein Verklemmen der Preßverbindung im Werkzeug durch Rück­ federung des verpreßten Werkstoffs zu vermeiden, ist es zweck­ mäßig, wenn parallel gegenüberliegend angeordnete Flächen des Preßprofils im Bereich der Vielkante angeschrägt sind.

Das Preßprofil kann beispielsweise wenigstens eine umlaufende Rille mit etwa kreisbogenförmigem Querschnitt zur Aufnahme einer wulstförmigen, einen Dichtring aufnehmende Sicke eines Preßfittings oder einer Muffe aufweisen, so daß eine kraft- und formschlüssige Verbindung eines solchen Preßfittings oder einer solchen Muffe vor und hinter der Sicke erfolgen kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Preßverbindung zwei­ er Rohre, die in bekannter Art und Weise ausge­ führt ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch zwei Rohre, die in der erfindungsgemäßen Art und Weise miteinander ver­ preßt sind,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linien III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der erfindungsge­ mäßen Verbindung.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Preßverbindung zwischen einem endseitig muffenartig aufgeweiteten Außenrohr 1 und einem in dieses eingeschobenen Innenrohr 2 aus Metall dargestellt. Das muffenartig auf geweitete Ende 3 des Außenrohrs 1 besitzt eine umlaufende und nach außen wulstartig hervortretende Sicke 4, die einen gegen das Innenrohr anliegenden Dichtring 5 auf­ nimmt. Beiderseits der Sicke 4 sind das Außenrohr 1 und das Innenrohr 2, in Richtung ihrer Längsachse betrachtet, an meh­ reren Stellen ihres Außenumfangs deformiert bzw. mit Einschnü­ rungen 6a, 6b versehen, die mittels eines nicht dargestellten Preßwerkzeugs hergestellt wurden. Im Bereich der Einschnürun­ gen 6a, 6b sind das Außenrohr 1 und das Innenrohr 2 kraft- und formschlüssig miteinander verklammert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurden die Einschnürungen 6a, 6b mittels eines zangenartigen Preßwerkzeugs mit Preßbacken erzeugt. Die Preßbacken sind so ausgebildet, daß sie jeweils beiderseits der Sicke 4 das Außenrohr 1 und das Innenrohr 2 über deren Umfang verteilt an jeweils sechs Stellen einwärts deformieren. Zwischen den einzelnen Druckstellen 7 wird das überschüssige Material beim Verpressen wulstartig nach außen verdrängt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Preßbacken des Preßwerkzeugs eine Vielkantige Innenkontur aufweisen, wobei jede ebene Flä­ che der Innenkontur eine Druckstelle 7 erzeugt. Das Preßprofil der Preßbacken ist hierzu an zwei im Abstand voneinander an­ geordneten Stellen in Umfangsrichtung vielkantig ausgebildet.

In Fig. 1 ist eine Preßverbindung herkömmlicher Art und Weise dargestellt, bei der die Druckstellen 7 der Einschnürungen 6a, 6b jeweils beiderseits der Sicke 4 in der gleichen Schnitt­ ebene angeordnet sind. Bei dem in Fig. 2 dargestellten erfin­ dungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die Druckstellen 7 in unterschiedlichen Ebenen angeordnet. Im dargestellten Aus­ führungsbeispiel sind die Druckstellen 7 einer ersten Ein­ schnürung 6a in bezug auf die Druckstellen 7 einer zweiten Einschnürung 6b in einem Winkel von 30° versetzt zueinander angebracht worden. Das hierzu verwendete Preßwerkzeug ist mit Preßbacken versehen, die eine sechseckige Innenkontur bilden, so daß der Verdrehwinkel zwischen den Druckstellen 7 der Ein­ schnürungen 6a, 6b 360°/2n beträgt.

Wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind in einer Schnittebene der Rohre 1, 2 jeweils eine Druckstelle 7 und eine aufgrund der Materialverdrängung erzeugte Erhebung 8 angeordnet. Bei dem Versuch, das Innenrohr 2 aus dem Außenrohr 1 herauszuziehen, müßte das an der Druckstelle 7 der ersten Einschnürung 7a nach innen verdrängte Material des Außenrohrs 1 so aufgeweitet werden, daß es über den im Nennmaß befindli­ chen Bereich des Innenrohrs 2 gezogen werden könnte. Durch die erfindungsgemäße Verpressung müßte zusätzlich das nach innen verformte Material des Außenrohrs 1 im Bereich der ersten Einschnürung 6a über die Erhebung 8 des Innenrohrs 2 im Be­ reich der zweiten Einschnürung 6b gezogen werden. Die hierzu erforderliche Verformungsarbeit, die bei den meisten Werk­ stoffen durch eine bei mehrmaliger Verformung einsetzende Kaltverfestigung des Werkstoffs zusätzlich geringfügig erhöht wird, erhöht die Auszugsfestigkeit der Verbindung erheblich.

Die Lage der Druckstellen 7 in dem gewählten Schnitt in Fig. 2 ist aus Fig. 3 ersichtlich, wobei die Schnittführung ent­ sprechend der Verdrehung der Druckstellen 7 versetzt ist. In Fig. 4 ist schematisch die Verdrehung der Druckstellen 7 der Einschnürungen 6a, 6b gegeneinander veranschaulicht.

Das Preßwerkzeug gemäß der Erfindung kann als bekanntes elek­ trohydraulisches Preßwerkzeug mit Preßbacken oder mit einer Preßschlinge ausgebildet sein. Bei Ausbildung mit maulartig zu öffnenden und aufeinander zu bewegbaren Preßbacken sind diese bevorzugt mit einer sechseckigen Innenkontur ausgebildet. Bei Verwendung eines bekannten Preßwerkzeugs mit Preßschlinge, die aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen, die Preßform bildenden Gliedern besteht, bildet die Preßschlinge bevorzugt eine dreikantige Innenkontur. Gemäß der Erfindung ist vor­ gesehen, daß das Preßprofil entweder der Preßbacken oder der Preßschlinge, dessen Tiefe quer zur Öffnungs- und Schließ­ richtung variiert, an wenigstens zwei in Querrichtung vonein­ ander abliegenden Stellen eine vielkantige Innenkontur bildet, wobei das Preßprofil wenigstens einen ersten und einen zweiten Vielkant bildet, die in Umfangsrichtung der zu verpressenden Rohre gegeneinander verdreht sind, so daß die erfindungsgemäße Anordnung der Druckstellen 7 erzielt wird.

Bezugszeichenliste

1

Außenrohr

2

Innenrohr

3

Ende

4

Sicke

5

Dichtring

6

a erste Einschnürung

6

b zweite Einschnürung

7

Druckstellen

8

Erhebung

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer Preßverbindung zwischen ineinander geschobenen dünnwandigen Metallrohren gleicher oder unterschiedlicher Abmessungen mittels eines Preß­ werkzeugs, mit welchem die Rohre im Überschiebungsbereich an wenigstens zwei voneinander abliegenden Stellen durch Preßbacken, eine Preßschlinge oder dergleichen zumindest in Teilbereichen ihres Umfangs eingeschnürt werden, so daß eine kraft- und formschlüssige Verbindung der Rohre untereinander erzielt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Druckstellen einer zweiten Einschnürung in bezug auf die Druckstellen einer ersten Einschnürung in einem vorgegebenen Winkel um die Rohrlängsachse verdreht angebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Herstellung der Ein­ schnürungen jeweils mittels eines in dem Preßwerkzeug ausgeformten Vielkants (n-kant) erfolgt und daß die Druckstellen der zweiten Einschnürung um einen Winkel von 360°/2n gegenüber den Druckstellen der zweiten Einschnürung verdreht angeordnet werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, unter Ver­ wendung eines Preßwerkzeugs mit einer Preßschlinge, da­ durch gekennzeichnet, daß die Her­ stellung der Einschnürungen jeweils mittels eines in der Preßschlinge ausgeformten Dreikants erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, unter Verwen­ dung eines Preßwerkzeugs mit Preßbacken, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Einschnürungen jeweils mittels eines in den Preßbacken ausgebildeten Sechskants erfolgt.

5. Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Antrieb und mit einer Preßvorrichtung in Form zangenartig aufeinander zu beweg­ barer Preßbacken oder in Form einer zuziehbaren Preß­ schlinge aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen, die Preßform bildenden Gliedern, wobei die Preßbacken oder die Preßschlinge ein Preßprofil aufweisen, dessen Tiefe quer zur Öffnungs- und Schließrichtung variiert und das an wenigstens zwei in dieser Richtung voneinander ab­ liegenden Stellen in Umfangsrichtung der in die Preßvor­ richtung einzuführenden Rohre eine vielkantige (n-kan­ tige) Innenkontur bildet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Preßprofil wenigstens einen ersten und einen zweiten Vielkant bildet, die in Umfangs­ richtung der zu verpressenden Rohre gegeneinander ver­ dreht sind.

6. Preßwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste und der zweite Vielkant um einen Winkel von 360°/2n gegeneinander verdreht sind.

7. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß parallel gegenüberliegend angeordnete Flächen des Preßprofils, die jeweils Druckstellen bilden, angeschrägt sind.

8. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Preß­ profil wenigstens eine umlaufende Rille mit etwa kreisbo­ genförmigem Querschnitt zur Aufnahme einer wulstförmigen, einen Dichtring aufnehmenden Sicke eines Preßfittings oder einer Muffe aufweist.