DE19958475A1 - Rohrverbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Rohrverbindung und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung für eine druck-, ausreißfeste und formschlüssige Hochdruckverschraubung mit einem umgeformten Rohr, einem Verschraubungskörper oder Verbindungsstutzen, mit einem Konus, dem sich eine achsparallele Bohrung mit einer radialen Endfläche anschließt, einer Überwurfmutter, einem Dichtring und einem Haltering, wobei das umgeformte Rohr ein etwa entsprechend der Tiefe des Rohrsitzbodens achsparalleles Endstück mit gleichem Rohrdurchmesser aufweist. Das mit einer ausgeprägten Wulst (7) umgeformte Rohr (3) bildet mit der Konusfläche (8) der Überwurfmutter (2) eine Anlagefläche (9), die in eine im wesentlichen zur Rohrachse (10) gerichtete Anschlagfläche (11) für eine Stirnfläche (12) des Halteringes (6) übergeht. Der Haltering (6) weist eine radial verlaufende Ringfläche (14) auf, welche im montierten Zustand die Stirnfläche (16) des Konus des Verbindungsstutzens (1) oder des Verschraubungskörpers kontaktiert und somit eine Blockmontage ermöglicht.
Description
Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung für eine druck-,
ausreißfeste und formschlüssige Hochdruckverschraubung mit
einem umgeformten Rohr, einem Verschraubungskörper oder Ver
bindungsstutzen, mit einem Konus, dem sich eine achsparallele
Bohrung mit einer radialen Endfläche anschließt, einer Über
wurfmutter, einem Dichtring und einem Haltering, wobei das
umgeformte Rohr ein etwa entsprechend der Tiefe des Rohrsitz
bodens achsparalleles Endstück mit gleichem Rohrdurchmesser
aufweist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung
einer komplexen Rohrverformung mit Hilfe eines abgewandelten
Stauchverfahrens, sowie Werkzeuge zur Durchführung des
Verfahrens.
Rohrverbindungen mittels Rohrumformung sind in den verschie
densten Ausführungsformen bekannt, wobei die Herstellung
solcher Umformungen vorwiegend mittels Stauchungen erfolgt,
und die Formgebung aus formungstechnischen und Material-
Gründen begrenzt ist. Insbesondere komplexere Rohrverformun
gen lassen sich mit dem bekannten Stauchverfahren nicht
erzeugen.
Aus der europäischen Patentanmeldung 0 380 970 A2, ist eine
Rohrverbindung bekannt, bei der das zu formende Rohr durch
Einschieben eines Metallringes als Gegenlagerstück aufge
baucht wird. Auf der Rohraußenseite ist eine Klemmeinrichtung
vorgesehen, welche Druckflächen aufweist, die mit den Gegen
lagerflächen des Gegenlagerstückes zusammenwirken. Eine
solche Rohrverbindung ist insbesondere für Kunststoffrohre
und flexible Schläuche geeignet. Hoch- und Höchstdrucke
lassen sich damit jedoch nicht beherrschen.
Aus der DD 240 059 ist eine Schraubverbindung für Flachkegel
druckleitungen bekannt, bei der das Anschlußende aus dem
Rohrmaterial geformt ist. Im Bereiche der Schraubverbindung
eines Druckleitungsrohres ist eine nach den Konturen eines
genormten Schneidringes angedrückte Anschlußschulter und ein
nach vorn auslaufendes Kegelstück angeformt. Sein Kegelwinkel
ist kleiner als der Kegelwinkel der Kegelöffnung eines ge
normten Einschraubstutzens. In einem großen Bereich der
Schraubverbindung liegen unterschiedliche Rohrinnendurchmes
ser vor, welche auch unterschiedliche Rohrinnenwiderstände
für das Strömungsmittel bewirken. Dieses bekannte System
bietet keine Aufnahmemöglichkeit für eine Dichtung.
Aus der DE 195 11 063 A1 geht eine Rohrverbindung hervor,
welche einen Verschraubungskörper mit Konus und eine Über
wurfmutter aufweist. Die Rohrverformung paßt sich dabei der
Form des Konus sowie der Überwurfmutter weitgehend jedoch
nicht exakt an. Der sich bildende Freiraum zwischen der
Schrägfläche der Überwurfmutter und der Stirnfläche des
Verschraubungskörpers ist in einer Ausführungsform mit einem
Dichtmittel ausgefüllt. In einer weiteren Ausführungsform ist
zwischen Konusfläche des Verschraubungskörpers und dem umge
formten Rohr auch ein Dichtungskörper angeordnet. Bei der
Verwendung einer genormten Verschraubungsmutter bleibt ein
größerer Bereich der Konusfläche ungenutzt. Desgleichen wird
auch die radiale Fläche des Verbindungsstutzens nicht oder in
Sonderfällen nur unzureichend genutzt, so die die Übertragung
der Montagekräfte auf das zu verbindende Rohr im wesentlichen
über Schrägflächen erfolgt, wodurch nur Komponenten der
aufgebrachten Kräfte genutzt werden. Darüberhinaus wird das
Montageende dem Monteur nur undeutlich vermittelt, so daß
eine Übermontage nicht ausgeschlossen erscheint.
Aus der DE 195 20 099 geht eine Rohrverbindung für eine druck
feste und formschlüssige Verbindung mit umgeformtem Rohr,
einem Verschraubungskörper mit einem Konus, dem sich eine
achsparallele Bohrung mit einer radialen Endfläche anschließt
und einer Überwurfmutter hervor, wobei das umgeformte Rohr
ein entsprechend der Tiefe des Rohrsitzbodens achsparalleles
Endstück mit gleichem Rohrdurchmesser aufweist. Im montierten
Zustand der Verbindung kommt an der Stirnfläche des Rohrver
bindungsstutzens eine radial verlaufende Anlageringfläche des
umgeformten Rohres zur Anlage.
Eine weitere Schraubverbindung mit Stützring ist der DE 197 42 917 C1
zu entnehmen, welche sich auf leicht verformbare und
dünnwandige Rohre bezieht. Die vom Konus der Verschraubungs
mutter erfaßte Fläche des umgeformten Rohres ist äußerst
klein, während der größere Teil vom Stützring erfaßt wird.
Hierdurch ist zwar eine Montage auf Block möglich, jedoch ist
keine Sicherheit für die Ausreißfestigkeit des Rohres bei
Hochdruckanwendung gegeben.
Die DE 195 41 622 A1 zeigt ein Hochdruckverbindungssystem mit
einer Schneidringverbindung und einer Verbindung mit einem
umgeformten Rohr. Die Teile der Rohrumformung bilden mit den
Elementen der Rohrverschraubung einen maximalen Winkel von
45° und weniger, so daß auch hier nur entsprechende Komponen
ten der aufgeprägten Montagekräfte auf das Rohr übertragen
werden können. Eine Montage auf Block ist nicht möglich, so
daß das Montageende dem Monteur nicht deutlich übermittelt
werden kann, so daß sehr leicht eine Übermontage erfolgen
kann. Zudem bewirken die bei der Montage aufgebrachten
radialen Kraftkomponenten eine Einschnürung des umgeformten
Rohrbereichs und seiner unmittelbaren Umgebung. Eine Ein
schnürung beeinträchtigt die Vorspannung der vorgelagerten
Dichtung und damit das Dichtverhalten des Verbindungssystems.
Zudem reduzieren sich durch eine Einschnürung die überdecken
den Flächen zwischen Rohrumformung und Überwurfmutter,
wodurch die Ausreißfestigkeit herabgesetzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruck
verschraubung, deren Herstellung und die Werkzeuge für ihre
Herstellung darzustellen, welche als formschlüssiges System
mit hoher Sicherheit ausgebildet ist und eine Rohrverbindung
für metallene Rohre für Hoch- und Höchstdrucke und damit auch
für Rohre mit größeren Wandstärken anzugeben, welche aus mög
lichst wenigen Teilen besteht, deren Montage einfach und
sicher ohne Gefahr einer Übermontage oder Beeinträchtigung
der Dichtfunktion durchgeführt werden kann, wobei ein Setzen
der Verschraubung im Betrieb verhindert werden soll.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin,
daß das mit einer ausgeprägten Wulst umgeformte Rohr mit der
Konusfläche der Überwurfmutter eine Anlagefläche bildet, die
in eine im wesentlichen zur Rohrachse gerichtete Anschlag
fläche für eine Stirnfläche des Halteringes übergeht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bildet
die Anschlagfläche der Rohrwulst zur Rohrachse einen rechten
Winkel. Damit stehen die wirkenden Montagekräfte senkrecht
aufeinander und erhöhen die Dichtkräfte.
In Weiterbildung der Erfindung ist die dem Rohrmantel zuge
kehrte Innenkontur des Halteringes von der Anschlagfläche der
Rohrwulst ausgehend direkt an das Rohr angeformt und damit
formschlüssig mit dem Rohrmantel verbunden, so daß eine große
Anlagefläche vorhanden ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Überwurfmutter
genormt und bildet mit der Wulst des umgeformten Rohres eine
Anlagefläche mit einer Neigung von 45° zur Achse des Rohres.
Die Konusbohrung der Überwurfmutter erstreckt sich bis zu
ihrer Gewindebohrung und der Haltering bildet im montierten
Zustand mit seiner zum Konus der Überwurfmutter parallel
laufenden Ringfläche zum Konus der Überwurfmutter einen
Ringspalt.
Der Ringspalt zwischen Überwurfmutter und Haltering setzt
sich vorteilhaft bis über einen Teilbereich seiner zylin
drischen Außenfläche fort.
In vorteilhafter Weiterbildung weist der Haltering über einen
Teil seiner zylindrischen Außenfläche eine Kunststoff- oder
Elastomerbeschichtung auf, welche als Trägersubstanz für
Noppen augebildet ist, die im montierten Zustand im Bereich
des Innengewindes der Mutter liegen. Die Noppen greifen in
den Endbereich des Gewindes der Verschraubungsmutter ein,
wodurch sichergestellt ist, daß der Haltering die Verschrau
bungsmutter auf dem Ende des Rohres während des Transports
dieser Teile zur Montagestelle unverlierbar zusammenhält, bis
die Endmontage durch Einführung des Verbindungsstutzens be
ginnen kann.
Nach der Erfindung ist im montierten Zustand der Rohrverbin
dung zwischen dem Konus des Verbindungsstutzens oder Ver
schraubungskörpers, dem achsparallelen Endstück und einer
Ringfläche des Halteringes eine Dichtkammer gebildet, in der
ein als Elastomerdichtung mit druckunterstützender Dichtwir
kung ausgebildeter Dichtring angeordnet ist.
Der Elastomerdichtring ist in vorteilhafter Weise mit dem
Haltering fest verbunden, vorzugsweise anvulkanisiert oder
verklebt.
Die Stirnfläche des achsparallelen Endstückes des umgeformten
Rohres bildet in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
mit dem Rohrsitzboden des Verbindungsstutzens im montierten
Zustand der Verbindung eine Kontaktfläche.
Diese Stirnfläche des Rohrendstückes ist gemäß einem Ausfüh
rungsbeispiel vorteilhaft rolliert, so daß eine gute metal
lische Dichtfläche gebildet ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird diese Aufgabe durch
andere Maßnahmen erreicht. Hierbei weist die Stirnfläche des
achsparallelen Endstückes des umgeformten Rohres eine ge
schlossene Ringwulst auf, welche einen Bruchteil der Stirn
fläche einnimmt, vorzugsweise an die Rohrinnenwandung an
schließt und mit dem Rohrsitzboden des Verbindungsstutzens im
montierten Zustand der Verbindung eine metallische Dichtung
bildet.
Für die hervorragende Wirkung der Rohrverbindung ist von
Bedeutung, daß der Stützring eine höhere Festigkeit als das
Rohrstück, als der Verbindungsstutzen und als die Mutter auf
weist, welche vorzugsweise durch eine Wärmebehandlung herge
stellt werden kann.
Der Haltering weist vorteilhaft eine radial verlaufende Ring
fläche auf, welche im montierten Zustand die Stirnfläche des
Konus des Verbindungsstutzens oder des Verschraubungskörpers
kontaktiert und somit in vorteilhafter Weise eine Block
montage bewirkt, so daß eine Übermontage ausgeschlossen ist.
Die Rohrverbindung nach der Erfindung ermöglicht die Verwen
dung genormter Bauteile, wie die Überwurfmutter, wobei mit
der Wulst des umgeformten Rohres eine Anlagefläche mit einer
Neigung von 45° zur Achse des Rohres gebildet wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung schließt sich
zur Absicherung gegen mechanische Schwingungen, welche über
das Rohrsystem und damit auch über die Rohrverbindung laufen
können, eine Stützhülse der Rohrverformung unmittelbar an,
welche im montierten Zustand durch die Verschraubungsmutter .
mit dem Rohr verklemmt ist.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf das Verfahren zur Her
stellung eines umgeformten Rohres für eine Rohrverbindung der
bisher beschriebenen Art, sowie auf die hierzu verwendeten
Werkzeuge, wobei mit Hilfe eines Rohrumformgerätes an dem
Ende des Rohres eine definierte Verformung hergestellt wird,
in dem das Rohr in Klemmbacken eingeklemmt ist und ein
wesentlicher Teil des zu bearbeitenden Rohrendes ver
klemmungsfrei bleibt und mit Hilfe eines hydraulischen
und/oder elektro-mechanisch betätigbaren Geräteteiles des
Rohrumformgerätes das Rohrende bearbeitet wird. Auf das zu
verformende Rohrende wird nach der Erfindung zu der axialen
Stauch-Kraft gleichzeitig eine Verformungskraft auf den
äußeren und/oder inneren Rohrumfang periodisch ausgeübt und
das die Kraft übertragende Werkzeug beschreibt in Abhän
gigkeit von der zu bildenden Verformung während seiner
Bewegung virtuelle Rotations-Kegelflächen.
Die Klemmbacken im Verformungsbereich des Rohres weisen
innere negative Verformungskontüren auf, in die das Rohr
durch die auf das Rohrende wirkenden Axialkräfte und/oder
radialen Komponenten der Verformungskräfte eingepreßt werden.
Im Rohrhaltebereich sind zur Erhöhung des Reibwiderstandes
des Rohrmantels Mittel vorgesehen, so daß die Spannfestig
keit des Rohres in der Spannvorrichtung erhöht wird.
In einer abgewandelten Ausführungsform der Werkzeuge nach der
Erfindung können die Klemmbacken zur Aufnahme von lösbaren
Formbacken ausgebildet sein, welche im Rohrformbereich innere
negative Verformungskonturen aufweisen, in die Teile der
Rohrwandung durch die auf das Rohrende wirkenden Axialkräfte
und/oder radialen Komponenten der Verformungskräfte ein
gepreßt werden. Auch bei dieser Ausführungsform sind im
Rohrhaltebereich zur Erhöhung des Reibwiderstandes des Rohr
mantels Mittel vorgesehen, so daß die Spannfestigkeit des
Rohres in der Spannvorrichtung erhöht wird. Diese Ausfüh
rungsform hat den Vorteil, daß bei einer Änderung der zu be
arbeitenden Rohre, wie beispielsweise deren Durchmesser oder
die Art ihrer Verformungen lediglich die Formbacken ausge
tauscht werden müssen, während die Klemmbacken universell
eingesetzt werden können. Dies erspart erhebliche Werkzeug
kosten.
Der Werkzeugkopf des Rohrumformwerkzeugs ist gemäß der Er
findung topfförmig ausgebildet, mit einem inneren Durch
messer, welcher größer als der Durchmesser des zu bearbeiten
den Rohres ist, wobei der Bereich des inneren Topfrandes um
den inneren Umfang verlaufende Formungswulste zur Verformung
des Rohrendes aufweist.
Der Topfboden weist in Weiterbildung der Erfindung eine
Ausformung auf, gegen die die Stirnfläche des Rohrendes zu
ihrer Bearbeitung anschlägt.
Das Rohrumformwerkzeugs ist mit einer Kraftübertragungswelle
lösbar verbunden, welche in einem spitzen Winkel zur Rohr
achse bei ihrer Bewegung zur Verformung des Rohrendes vir
tuelle Rotations-Kegelflächen beschreibt, so daß die Kraft
übertragung auf das zu bearbeitende Rohrende periodisch
erfolgt.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Topf innere zur
Aufnahme eines Formwerkzeugs ausgebildet, welches einen
schwenkbar gelagerten Bearbeitungsdorn mit einer Bear
beitungswulst an seinem vorderen Ende aufweist. Dieser
Bearbeitungsdorn ist in einer konisch ausgebildeten Bohrung
eines Einsatzkörpers, welcher sich im Topfinnern lösbar
befindet, schwenkbar gelagert, wobei die konische Bohrung in
ihrer Wandung Ausnehmungen zur Aufnahme der durch den Bear
beitungsdorn vom Rohrinnern aus bewirkten Rohrverformungen
aufweist. Damit wird der Mantel des Rohrendes gleichzeitig
von innen und außen periodisch bearbeitet, wobei der Bear
beitungsprozeß durch die Rotationsbewegung des Bearbeitungs
werkzeugs in für das Rohrende schonender Weise zyklisch
erfolgt. Spannung und Entspannung sowie Erwärmung und
Abkühlung folgen einander, so daß die innere Struktur des
verformten Rohrendes keiner kritischen Spannung ausgesetzt
ist und damit ihre Struktur wesentlich verbessert wird. Da
durch, daß die Fläche der Krafteinwirkung auf den Werkstoff
des zu verformenden Rohres gegenüber den bisherigen Verfahren
wesentlich, bis auf eine Linie, verkleinert ist, ist die spe
zifische kurzfristige Krafteinwirkung wesentlich größer.
Damit können die von den Bearbeitungswerkzeugen ausgehenden
Kräfte verringert werden, so daß ein geringerer Verschleiß
der Werkzeuge auftritt und die Werkzeuge können kompakter
ausgebildet sein.
Am Fußpunkt des Bearbeitungsdorns entspricht der Abstand zum
Mantel der Bohrung des Einsatzkörpers einer Rohrmantelstärke
des zu bearbeitenden Rohres. Von diesem Fußpunkt werden
axiale Kräfte direkt auf das Rohrende periodische übertragen,
während der Bearbeitungsdorn die Rohrinnenwand gleichzeitig
mit radialen Kräften periodisch beaufschlagt.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist ein
über das einspannungsfreie Ende des eingespannten Rohres an
geordneter Verformungstopf im Bereich seines oberen inneren
Randes Ausnehmungen auf und auf seinem äußeren Topfboden wird
dieser von einem Zylinder beaufschlagt, dessen Angriffsfläche
als flacher Kegel ausgebildet ist, welcher auf dem Topfboden
um dessen Mittelpunkt in radialer linienförmiger Berührung
abrollt, wobei die Achse des flachen Kegels auf einer vir
tuellen Rotations-Kegelfläche umläuft und eine radiale und
axiale Kraftkomponente auf den Verformungstopf und damit auf
das zu verformende Rohrende periodisch überträgt.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine montierte
Rohrverschraubung eines Ausführungsbeispiels
nach der Erfindung;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine montierte
Rohrverschraubung eines weiteren Ausführungs
beispiels nach der Erfindung mit einer Ring
wulst auf der Stirnfläche des Rohrendes;
Fig. 3-6 Längsschnitte durch ein Verformungswerkzeug in
verschiedenen Arbeitsphasen:.
Fig. 7-10 Längsschnitte durch eine weitere Ausfüh
rungsform eines Verformungswerkzeugs in ver
schiedenen Arbeitsphasen, und
Fig. 11 eine noch andere Ausführungsform eines Verfor
mungswerkzeugs nach der Erfindung.
Das in Fig. 1 dargestellte Verbindungssystem besteht aus
einem Verschraubungskörper 1 mit seinem Konus 15, der in
diesem Ausführungsbeispiel als genormter 24°-Konus ausgebil
det ist, einer genormten Überwurfmutter 2, einem umgeformten
Rohr 3 und einem Dichtring 4. Bei dem Dichtring handelt es
sich vorzugsweise um einen Elastomer, d. h. um ein Polymer mit
gummielastischen Eigenschaften, mit einem an die Dichtkammer
5 angepaßten Profil. Die Dichtkammer 5 wird begrenzt durch
einen Teil des Rohres 3, einem Stützring 6 und dem Konus 15
des Verbindungsstutzens 1. Die Rohrwulst 7 weist eine spezi
fische Ausformung auf, deren Herstellung später beschrieben
wird. Die ausgeprägte Rohrwulst 7 bildet mit der Konusfläche
8 der Überwurfmutter 2 eine Anlagefläche 9, die in eine im
wesentlichen zur Rohrachse 10 gerichtete Anschlagfläche 11
für eine Stirnfläche 12 des Halteringes 6 übergeht.
Die Anschlagfläche 11 der Rohrwulst 7 zur Rohrachse 10 bildet
vorzugsweise einen rechten Winkel, da ein solcher Winkel für
die Übertragung der aufgeprägten Kräfte besonders vorteilhaft
ist. Im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit können auch geringe
Abweichungen vom rechten Winkel auftreten, ohne daß der
Schutzumfang der Erfindung verlassen wird.
Die der Rohrwulst 7 zugekehrte Innenkontur 13 des Halteringes
6, welche von der Anschlagfläche 11 der Rohrwulst 7 bzw. der
Stirnfläche 12 des Halteringes 6 ausgeht, schließt sich
direkt der Stirnfläche 12 an und ist an die Rohrwulst an
geformt.
Der Haltering 6 weist ferner gemäß der Erfindung eine radial
verlaufende Ringfläche 14 auf, welche im montierten Zustand
die Stirnfläche 16 des Konus 15 des Verbindungsstutzens 1
bzw. des Verschraubungskörpers kontaktiert und somit eine
Blockmontage ermöglicht.
Die Überwurfmutter 2 kann einer DIN entsprechen und mit der
Wulst 7 des umgeformten Rohres eine Anlagefläche 9 mit einer
Neigung von 45° zur Achse 10 des Rohres 3 bilden.
Die Konusfläche 8 der Überwurfmutter 2 erstreckt sich bis zu
ihrer Gewindebohrung, wobei der Haltering 6 im montierten
Zustand mit seiner zur Konusfläche 8 der Überwurfmutter 2
parallel laufenden Ringfläche mit der Konusfläche 8 der
Überwurfmutter einen Ringspalt 18 bildet.
Der Ringspalt 18 zwischen Überwurfmutter 2 und Haltering 6
erstreckt sich bis über einen Teilbereich seiner zylin
drischen Außenfläche.
Der Haltering 6 weist in vorteilhafter Weise über einen Teiles
seiner zylindrischen Außenfläche eine Kunststoff- oder Elas
tomerbeschichtung 19 auf, welche als Trägersubstanz für
Noppen ausgebildet ist, die im montierten Zustand im Bereich
des Innengewindes 20 der Mutter 2 liegen. Mit dieser Noppen
beschichtung haftet der Haltering 6 während des Montagevor
ganges an der Mutter 2, so daß beide Bauelemente sich
gegenseitig halten und sich von der Rohrwulst 7 nicht
entfernen können.
In einem besonderen Ausführungsbeispiel ist der Elastomer
dichtring 4 mit dem Haltering 6 fest verbunden, beispiels
weise verklebt, so daß dadurch die Montage ebenfalls er
leichert wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel bildet die Stirnfläche
22 des achsparallelen Endstückes 23 des umgeformten Rohres 3
mit dem Rohrsitzboden 21 des Verbindungsstutzens 1 im mon
tierten Zustand der Verbindung eine Kontaktfläche.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Stirn
fläche 22 des Rohrendstückes 23 oder ein radialer Teil
derselben rolliert, so daß in Sonderfällen mit dem Rohrsitz
boden 21 eine metallische Dichtung erzielt werden kann.
Die Rohrverbindung nach der Erfindung wird weiter dadurch
verbessert, daß der Stützring 6 eine, höhere Festigkeit als
das Rohrstück 23 einschließlich der Rohrwulst 7, als der
Verbindungsstutzen 1 und als die Mutter 2 aufweist.
Die vorgeschlagene höhere Festigkeit des Stützringes 6 wird
vorzugsweise durch Wärmebehandlung des Ringes erzielt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine
in der Zeichnung nicht näher dargestellte Stützhülse vor
gesehen, welche sich der Rohrverformung unmittelbar an
schließt und die durch die Verschraubungsmutter 2 mit dem
Rohr 3 verklemmt ist. Hierdurch können Schwingungen, welche
in das Rohrsystem gelangen, erheblich gedämpft werden, so daß
diese in der Rohrverschraubung keine schädliche Auswirkung
mehr ausüben können.
Die Fig. 2 zeigt die gleiche Darstellung einer Rohrverbin
dung wie Fig. 1, jedoch in einer abgewandelten Ausfüh
rungsform. Die Stirnfläche 22 des achsparallelen Endstückes
2 des umgeformten Rohres 3 weist eine geschlossene Ringwulst
24 auf, welche einen Bruchteil der Stirnfläche 22 einnimmt
und mit dem Rohrsitzboden 21 des Verbindungsstutzens 1 im
montierten Zustand der Rohrverbindung eine metallische
Dichtung bildet. Die Ringwulst 24 wird bei der Montage
verpresst, so daß eine metallische Dichtung vorliegt.
Die Fig. 3 bis 11 zeigen verschiedene Werkzeuge zur
Herstellung einer Rohrverformung beispielsweise für eine
Rohrverbindung der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Mit
den im folgenden beschriebenen Werkzeugen lassen sich kom
plexe Rohrverformungen auch unterschiedlicher Rohrgrößen
herstellen.
Nach der Erfindung wird das an sich bekannte axiale Stauch
verfahren mit einem Verformungsverfahren nach einem Taumel-
oder Rotationsprinzip kombiniert, wobei auf das zu ver
formende Rohrende zu der axialen Stauch-Kraft eine Verfor
mungskraft auf den äußeren und/oder inneren Rohrumfang mit
radialer Kraftkomponente ausgeübt wird. Das die Kraft
übertragende Werkzeug beschreibt in Abhängigkeit von der zu
bildenden Verformung während seiner Rotationsbewegung eine
virtuelle Kegelfläche. Damit erfolgt die Krafteinwirkung auf
das zu verformende Rohrteil punktuell und/oder linienförmig,
wobei diese Krafteinwirkungsorte auf dem äußeren und/oder
inneren Rohrumfang um den Umfang des Rohres rotieren.
Diese Arbeits- und Verformungsmethode weist in überraschender
Weise eine Reihe von Vorteilen auf, die sich sowohl auf den
zu verformenden Werkstoff als auch auf die Arbeitswerkzeuge
auswirken.
Einer auf den Werkstoff ausgeübten örtlich eng begrenzten
mechanischen Spannung folgt unmittelbar eine längere Entspan
nungsphase, - entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit des
Bearbeitungswerkzeugs - und in gleicher Weise folgt einer
örtlichen Erwärmung (hervorgerufen durch die örtliche auf
geprägte mechanische Spannung) eine längere Abkühlungsphase
entsprechend der Umlaufperiode des Werkzeugs. Eine kritische
Belastung des Werkstoffs wird daher vermieden und es erfolgt
somit eine schonende Verformung, welche sich auch äußerst
günstig auf die Mikrostruktur des Werkstoffs auswirkt.
Das Verformungswerkzeug übt auf den Werkstoff bei gleichem
Kraftaufwand wegen der verringerten Kraftübertragungsfläche
eine höhere spezifische Belastung aus. Damit kann der Kraft
aufwand verringert werden, wodurch die Belastung der Werk
zeuge verringert und ihre Lebensdauer verlängert wird.
Anhand der Fig. 3 bis 6 wird ein Werkzeugtyp der genannten
Art in seinen verschiedenen Arbeitsphasen dargestellt,
während die Fig. 7 bis 10 einen weiteren Werkzeugtyp
dieser Art in seinen verschiedenen Arbeitsphasen wiedergibt.
Einen noch anderen Werkzeugtyp, zeigt die Fig. 11 in einer
Arbeitsphase.
Allen im folgenden dargestellten Werkzeugen sind bestimmte
Grundprinzipien gemeinsam. So wird mit Hilfe eines Rohrum
formgerätes, welches zur Befestigung eines zu verformenden
Rohres 3 Klemmbacken 30 mit den Klemmbackenteilen 30a und 30b
aufweist, an dem Ende des Rohres 3 eine definierte Verformung
hergestellt. Hierzu wird das Rohr 3 von den Klemmbacken 30a
und 30b so eingeklemmt, daß ein wesentlicher Teil des zu
bearbeitenden Rohrendes 3a verklemmungsfrei bleibt und mit
Hilfe eines hydraulisch und/oder elektro-mechanisch betätig
baren Geräteteiles des Rohrumformgerätes das Rohrende 3a
axial gestaucht.
Die Klemmbacken 30a und 30b weisen in dem Rohrverformungsteil
eine Aussparung 31 auf, in die sich das Rohr 3 mit seinem
verklemmungfreien Teil 3a erstreckt. Im Verformungsbereich 3a
des Rohres 3 befinden sich innere negative Verformungs
konturen 32, in die Teile der Rohrwandung durch die auf das
Rohrende wirkenden Axialkräfte und/oder radialen Komponenten
der Verformungskräfte eingepreßt werden, wie aus den Fig.
5 und 6 ersichtlich ist.
Im Rohrhaltebereich der Klemmbacken 30a und 30b sind zur
Erhöhung des Reibwiderstandes des Rohrmantels und damit der
Spannfestigkeit Mittel vorgesehen. Diese bestehen beispiels
weise aus einem in die Klemmbacken eingepreßten Granulat oder
eingefrästen Rillen.
Der Werkzeugkopf 33 des Rohrumformwerkzeugs 34 ist topfförmig
(Topf 35) ausgebildet, der einen inneren Durchmesser auf
weist, welcher größer als der Durchmesser des zu bearbeiten
den Rohres 3 ist, wobei der Bereich des inneren Topfrandes um
den inneren Umfang verlaufende Formungswulste 36 oder Ausspa
rungen 37 zur Verformung des Rohrendes 3a aufweist.
Der Topfboden 38 ist mit einer Ausformung 38 versehen, gegen
die die Stirnfläche 22 des Rohrendes 39 zu ihrer Bearbeitung
und Übertragung axialer Kräfte periodisch anschlägt.
Das Rohrformwerkzeug 34 ist mit einer Kraftübertragungswelle
lösbar verbunden, beispielsweise verschraubt, welche in einem
spitzen Winkel zur Rohrachse (Winkel zwischen der Achse der
Kraftübertragungswelle 41 und der Rohrachse 10) bei ihrer
Rotationsbewegung zur Verformung des Rohrendes 3a virtuelle
Kegelflächen beschreibt.
In einer weiteren Abwandlung dieser Ausführungsform sind die
Klemmbacken 30a und 30b zur lösbaren Aufnahme von Formbacken
30c ausgebildet, welche in die Klemmbacken lösbar eingesetzt
und befestigt werden (s. hierzu die gestrichelte Linie bei
30c in Fig. 3). Die inneren negativen Verformungskonturen 32
befinden sich dabei in dem Rohrformbereich der Formbacken,
während die Klemmbacken demgegenüber neutral ausgebildet
sind. Diese lassen sich daher universell verwenden, während
die preiswerteren Formbacken von Fall zu Fall, je nach dem
durchzuführenden Bearbeitungsprogramm, unterschiedlich aus
gebildet sind. Der Rohrhaltebereich der Formbacken ist, wie
auch bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, mit Mitteln
versehen, welche den Reibwiderstand zwischen Rohrmantel und
Formbacken und damit die Spannfestigkeit erhöht.
Die Fig. 3 zeigt die einleitende Phase, bei der ein Rohr
formwerkzeug 34 einem zwischen den Formbacken 30a und 30b
eingespannten Rohr 3 zugeführt wird.
Die Fig. 4 zeigt die Einführungsphase des Rohrendes 3a in
den Topf 35 unter einem spitzen Winkel.
Die Fig. 5 zeigt eine Arbeitsphase, in der bereits axiale
Kräfte auf das Rohrende 3a ausgeübt wurden, so daß sich der
Rohrmantel zwangsweise in die ihm angebotenen Verformungskon
turen legt. Andere Verformungsfreiheitsgrade sind dem Rohr
mantel durch den Werkzeugkopf versperrt, so daß er eine vor
gegebene Verformung zwangsweise einnehmen muß. Da das Rohr
formwerkzeug 34 zur Rohrachse 10 einen spitzen Winkel ein
nimmt und beim Bearbeitungsvorgang um diesen Winkel rotiert,
erfolgt die Kraftübertragung auf das Rohrende 3a punkt- und
linienförmig, wobei die Berührungs- bzw. Kraftübertragungs
flächen um den Rohrmantel und um die Stirnfläche des Rohres
rotieren.
Die Fig. 6 zeigt den weiteren Fortgang des Verformungsver
fahrens, wobei vom Topfboden 38 eine axiale Kraft auf das
Rohrende 3a - und bezogen auf das Rohr - periodisch übertra
gen wird. Gleichzeitig übt der Formungswulst 36 des Topfes 35
- bezogen auf das Rohrende 3a - ebenfalls periodisch eine
radiale Kraft auf die Außenseite des Rohrmantels aus, bis die
Endphase nach Fig. 6 erreicht und die gewünschte Verformung
des Rohres beendet ist.
Die Fig. 7 bis 10 zeigen eine Abwandlung des Werkzeugs
nach der Erfindung, wobei zur Verformung des Rohrendes 3a
diesem gleichzeitig eine dritte Kraftkomponente ebenfalls
periodisch zugeführt wird. Diese Kraft wird auf den Innenman
tel des zu verformenden Rohres ausgeübt.
Hierzu ist das Innere des Topfes 48 zur Aufnahme eines Form
werkzeugs ausgebildet, welches einen Bearbeitungsdorn 43 mit
einer Bearbeitungswulst 44 an seinem vorderen Ende aufweist.
Der Bearbeitungsdorn 43 ist in einer konisch ausgebildeten
Bohrung 45 eines im Topfinnern angeordneten Einsatzkörpers 46
um die Achse 47 schwenkbar gelagert, so daß in jeder Ein
tauchtiefe des Bearbeitungsdorns 43 Kräfte auf die Rohrinnen
wandung des Rohres 3 übertragen werden können, wobei die
konische Bohrung 45 in ihrer Wandung Ausnehmungen zur Auf
nahme der durch den Bearbeitungsdorn 43 vom Rohrinnern aus
bewirkten Rohrverformungen aufweist.
Am Fußpunkt des Bearbeitungsdorns 43 entspricht der Abstand
zum Mantel der Bohrung 45 des Einsatzkörpers 46 einer
Rohrmantelstärke des zu bearbeitenden Rohres 3, wobei der
Fußpunkt axiale Kräfte auf das zu verformende Rohrende 3a und
der Bearbeitungsdorn 43 gleichzeitig radiale Kräfte auf die
Mantelinnenseite des Rohrendes 3a periodisch überträgt.
Die Fig. 7 zeigt die einleitende Bearbeitungsphase, in der
die Kraftübertragungswelle 40 mit ihrem Topf 48 dem zu be
arbeitenden einklemmungsfreien Ende des Rohres 3 unter einem
spitzen Winkel zugeführt wird. Der spitze Winkel ergibt sich
aus dem Winkel zwischen der Rohrachse 10 und der Achse 41 der
Kraftübertragungswelle 40.
Die Fig. 8 zeigt die weitere Zuführung des Werkzeugs mit
ihrem Topf 48 bis der Bearbeitungsdorn 43 vollständig in das
Rohrinnere eingefahren ist, wie in der Fig. 9 dargestellt
ist. Mit Erreichen des Endes der konischen Bohrung 45 durch
das Rohende kann die Übertragung der axialen Kraft auf das
Rohr beginnen. Da die Achse 41 um die gedachte Verlängerung
der Rohrachse 10 rotiert und damit einen virtuellen spitzen
Kegel beschreibt, wandert auch die Kraftübertragungslinie
periodisch auf der Stirnfläche des Rohrendes 3a und übt eine
axiale Kraft auf das Rohr periodisch aus. In gleicher Weise
wandert die Berührende der Bearbeitungswulst 44 des Bear
beitungsdorns 43 auf einer inneren Kreisbahn auf dem Rohrin
nenmantel und übt dabei auf den inneren Rohrmantel eine
radiale Kraft mit gleicher Periode aus. Da der Innenmantel
der konischen Bohrung 45 Ausnehmungen 49 aufweist, in die
sich die Rohrverformung einfügt, erfolgt eine auf den Rohr
außenmantel einwirkende radiale Kraft, in einer um 180°
zeitlich verschobenen Periode. Dies wird insbesondere aus den
Arbeitsphasen nach den Fig. 9 und 10 ersichtlich.
Damit lassen sich komplexe Rohrverformungen unter schonender
Behandlung des Rohrmaterials herstellen, wobei die Mikro
struktur erheblich verbessert wird und die Lebensdauer der
Arbeitswerkzeuge verlängert wird, da die Werkzeuge wesentlich
geringer als bei den bekannten Verformungsverfahren belastet
werden.
Die Fig. 11 zeigt ein weiteres Werkzeug zur Herstellung
einer Rohrverformung, welches nach den ähnlichen Prinzipien
wie das anhand der Fig. 3 bis 6 beschriebene Werkzeug
arbeitet.
Der Verformungstopf 50 wird auf seiner Außenseite des Topfbo
dens 52 von einem Kraftübertragungszylinder 51 beaufschlagt,
dessen Angriffsfläche als flacher Kegel 53 ausgebildet ist,
welcher auf der Außenseite des Topfbodens 52 um dessen
Mittelpunkt (Durchstoßpunkt der Rohrachse 10) in radialer
linienförmiger Berührung abrollt, wobei die Achse 41 des
flachen Kegels 53 auf einer virtuellen Rotations-Kegelfläche
umläuft und damit eine radiale und axiale Kraftkomponente auf
den Verformungstopf 50 und damit auf das zu verformende
Rohrende 3a periodisch überträgt.
Die vom Kraftübertragungszylinder 51 über den flachen Kegel
53 auf die Außenseite des Topfbodens 52 übertragene Kraft
wirkt somit in einer vom Mittelpunkt der Topfbodenfläche
ausgehenden radialen Linie, welche um den Mittelpunkt kreist.
Die auf das Rohrende einwirkenden Kräfte wandern daher auf
der Stirnfläche des Rohres als Axialkraft und auf dem
Außenmantel des Rohres als Radialkraft periodisch.
Damit treten auch hier die bereits oben genannten Vorteile
einer schonenden Materialverformung und damit einer Mikro
stukturverbesserung sowie einer Verbesserung der Lebensdauer
der Werkzeuge auf.
1
Verbindungsstutzen
2
Überwurfmutter, Verschraubungsmutter
3
Rohr
3
a verklemmungsfreies Rohrteil
4
Dichtring, Elastomerring
5
Dichtkammer
6
Haltering
7
Rohrwulst
8
Konusfläche
9
Anlagefläche
10
Rohrachse
11
Anschlagfläche
12
Stirnfläche des Halteringes
6
13
Innenkontur des Halteringes
6
14
radiale Ringfläche des Halteringes
6
15
Konusfläche des Verbindungsstutzens
1
16
Stirnfläche des Verbindungsstutzens
1
17
Gewindebohrung der Überwurfmutter
2
18
Ringspalt
19
Elastomerbeschichtung
20
Gewinde
21
Rohrsitzboden
22
Stirnfläche
23
Rohrendstück
24
geschlossene Ringwulst
30
Klemmbacken
30
a Klemmbacke
30
b Klemmbacke
30
c einsetzbare Formbacke
31
Aussparungen
32
Verformungskonturen
33
Werkzeugkopf
34
Rohrformwerkzeug
35
Topf
36
Formungswulst
37
Aussparung
38
Topfboden
39
Rohrende
40
Werkzeugschaft
41
Achse der Kraftübertragungswelle
42
äußerer Topfboden
43
Bearbeitungsdorn
44
Bearbeitungswulst
45
konische Bohrung
46
Einsatzkörper
47
Schwenkachse
48
Topf
49
Ausnehmung
50
Verformungstopf
51
Kraftübertragungszylinder
52
Topfboden
53
flacher Kegel
Claims (27)
1. Rohrverbindung für eine druck-, ausreißfeste und form
schlüssige Hochdruckverschraubung mit einem umgeformten
Rohr, einem Verschraubungskörper oder Verbindungsstut
zen, mit einem Konus, dem sich eine achsparallele
Bohrung mit einer radialen Endfläche anschließt, einer
Überwurfmutter, einem Dichtring und einem Haltering,
wobei das umgeformte Rohr ein etwa entsprechend der
Tiefe des Rohrsitzbodens achsparalleles Endstück mit
gleichem Rohrdurchmesser aufweist, dadurch gekennzeich
net, daß daß das mit einer ausgeprägten Wulst (7) um
geformte Rohr (3) mit der Konusfläche (8) der Überwurf
mutter (2) eine Anlagefläche (9) bildet, die in eine im
wesentlichen zur Rohrachse (10) gerichtete Anschlag
fläche (11) für eine Stirnfläche (12) des Halteringes
(6) übergeht.
2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlagfläche (11) der Rohrwulst (7) zur
Rohrachse (10) einen rechten Winkel bildet.
3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die dem Rohrmantel zugekehrte Innenkontur
(13) des Halteringes (6) von der Anschlagfläche (11) der
Rohrwulst (7) ausgehend direkt an das Rohr (3) angeformt
ist.
4. Rohrverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (6) eine
radial verlaufende Ringfläche (14) aufweist, welche im
montierten Zustand die Stirnfläche (16) des Konus des
Verbindungsstutzens (1) oder des Verschraubungskörpers
kontaktiert und somit eine Blockmontage ermöglicht.
5. Rohrverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (2)
genormt ist und mit der Wulst (7) des umgeformten Rohres
(3) eine Anlagefläche (9) mit einer Neigung von 45° zur
Achse (10) des Rohres (3) bildet.
6. Rohrverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Konusfläche (8) der
Überwurfmutter (2) sich bis zu ihrer Gewindebohrung (17)
erstreckt, und der Haltering (6) im montierten Zustand
mit seiner zum Konus (8) der Überwurfmutter (2) parallel
laufenden Ringfläche zum Konus der Überwurfmutter einen
Ringspalt (18) bildet.
7. Rohrverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Ringspalt (18) zwischen Überwurfmutter (2)
und Haltering (6) bis über einen Teilbereich seiner
zylindrischen Außenfläche fortsetzt.
8. Rohrverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (6) über einen
Teil seiner zylindrischen Außenfläche eine Kunststoff
oder Elastomerbeschichtung (19) aufweist, welche als
Trägersubstanz für Noppen ausgebildet ist, die im
montierten Zustand im Bereich des Innengewindes der
Überwurfmutter liegen.
9. Rohrverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß im montierten Zustand der
Rohrverbindung zwischen dem Konus (15) des Verbindungs
stutzens (1) oder Verschraubungskörpers, dem achsparal
lelen Endstück des Rohres (3) und einer Ringfläche des
Halteringes (6) eine Dichtkammer (5) gebildet ist, in
der ein als Elastomerdichtung mit druckunterstützender
Dichtwirkung ausgebildeter Dichtring (4) angeordnet ist.
10. Rohrverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elastomerdichtring (4) mit dem Haltering (6)
fest verbunden ist.
11. Rohrverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (22) des
achsparallelen Endstückes des umgeformten Rohres mit dem
Rohrsitzboden (21) des Verbindungsstutzens (1) im mon
tierten Zustand der Verbindung eine Kontaktfläche
bildet.
12. Rohrverbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnfläche (22) des Rohrendstückes oder ein
radialer Teil derselben rolliert ist.
13. Rohrverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß der Halte- oder Stützring
(6) eine höhere Festigkeit als das Rohrstück, als der
Verbindungsstutzen (1) und als die Überwurfmutter (2)
aufweist.
14. Rohrverbindung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die höhere Festigkeit des Halte- oder Stützringes
(6) durch Wärmebehandlung hergestellt wird.
15. Rohrverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Stützhülse der
Rohrverformung (7) anschließt, welche durch die Ver
schraubungsmutter mit dem Rohr verklemmt ist.
16. Rohrverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (22) des
achsparallelen Endstückes des umgeformten Rohres (3)
eine geschlossene Ringwulst aufweist, welche einen
Bruchteil der Stirnfläche einnimmt und mit dem Rohr
sitzboden (21) des Verbindungsstutzens (1) im montierten
Zustand der Verbindung eine metallische Dichtung bildet.
17. Verfahren zur Herstellung eines umgeformten Rohres für
eine Rohrverbindung nach den Ansprüchen 1-16, wobei
mit Hilfe eines Rohrumformgerätes an dem Ende des Rohres
eine definierte Verformung hergestellt wird, in dem das
Rohr (3) in Klemmbacken (30) eingeklemmt ist, und ein
wesentlicher Teil des zu bearbeitenden Rohrendes ver
klemmungsfrei bleibt und mit Hilfe eines hydraulisch
und/oder elektro-mechanisch betätigbaren Geräteteiles
des Rohrumformgerätes das Rohrende axial gestaucht wird,
dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Verformungsver
fahren nach dem Taumel- oder Kreiselprinzip kombiniert
ist, wobei auf das zu verformende Rohrende (3a) zu der
axialen Stauch-Kraft eine Verformungskraft auf den
äußeren und/oder inneren Rohrumfang ausgeübt wird und
das die Kraft übertragende Werkzeug in Abhängigkeit von
der zu bildenden Verformung während seiner Taumel-oder
Kreisel-Bewegung virtuelle Kegelflächen beschreibt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Klemmbacken (30; 30a, 30b) im Verformungsbereich (3a)
des Rohres (3) innere negative Verformungskonturen (32)
aufweisen, in die Teile der Rohrwandung durch die auf
das Rohrende (3a) wirkenden Axialkräfte und/oder radi
alen Komponenten der Verformungskräfte eingepreßt werden
und im Rohrhaltebereich Mittel zur Erhöhung des Reib
widerstandes des Rohrmantels und damit der Spannfestig
keit aufweisen.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Klemmbacken (30a, 30b) zur lösbaren Aufnahme von
Formbacken (30c) ausgebildet sind, welche im Rohrformbe
reich innere negative Verformungskonturen (32) auf
weisen, in die Teile der Rohrwandung durch die auf das
Rohrende wirkenden Axialkräfte und/oder radialen
Komponenten der Verformungskräfte eingepreßt werden und
im Rohrhaltebereich Mittel zur Erhöhung des Reibwider
standes des Rohrmantels und damit der Spannfestigkeit
aufweisen.
20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den
Ansprüchen 17, 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß
der Werkzeugkopf (33) des Rohrumformwerkzeugs topfförmig
(Topf 35) ausgebildet ist, der einen inneren Durchmesser
aufweist, welcher größer als der Durchmesser des zu
bearbeitenden Rohres ist, wobei der Bereich des inneren
Topfrandes um den inneren Umfang verlaufende Formungs
wulste (36) oder Aussparungen zur Verformung des
Rohrendes (3a) aufweist.
21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Topfboden
(38) eine Ausformung aufweist, gegen die die Stirnfläche
des Rohrendes (3a) zu ihrer Bearbeitung und Übertragung
axialer Kräfte periodisch anschlägt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Rohrumformwerkzeug (34) über seinen
Schaft (40) mit einer Kraftübertragungswelle lösbar
verbunden ist, welche in einem spitzen Winkel zur Rohr
achse (10) bei ihrer Rotationsbewegung zur Verformung
des Rohrendes (3a) virtuelle Regelflächen beschreibt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 20, 21 oder 22, dadurch
gekennzeichnet, daß das Topfinnere (Topf 48, Fig. 7-10)
zur Aufnahme eines Formwerkzeugs ausgebildet ist,
welches einen schwenkbar gelagerten Bearbeitungsdorn
(43) mit einer Bearbeitungswulst an seinem vorderen Ende
aufweist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bearbeitungsdorn (43) in einer konisch ausgebil
deten Bohrung (45) eines im Topfinnern angeordneten Ein
satzkörpers (46) um die Schwenkachse (47) schwenkbar
gelagert ist, wobei die konische Bohrung (45) in ihrer
Wandung Ausnehmungen zur Aufnahme der durch den Bear
beitungsdorn (43) vom Rohrinnern aus bewirkten Rohrver
formungen im Zusammenwirken mit der axialen Stauchung
aufweist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß am Fußpunkt des Bearbeitungsdorns (43) der
Abstand zum Mantel der Bohrung des Einsatzkörpers (46)
einer Rohrmantelstärke des zu bearbeitenden Rohres (3)
entspricht, wobei der Fußpunkt axiale Kräfte auf das zu
verformende Rohrende und der Bearbeitungsdorn gleich
zeitig radiale Kräfte auf die Mantelinnenseite des
Rohrendes periodisch überträgt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß ein über das einspannungsfreie Ende des einge
spannten Rohres angeordneter Verformungstopf (50) (Fig.
11) im Bereich seines oberen inneren Randes Ausnehmungen
aufweist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verformungstopf (50) auf seiner Außenseite des
Topfbodens (52) von einem Zylinder (51) beaufschlagt
wird, dessen Angriffsfläche als flacher Kegel (53)
ausgebildet ist, welcher auf der Außenseite des Topf
boden (52) um dessen Mittelpunkt in radialer linien
förmiger Berührung abrollt, wobei die Achse des flachen
Kegels (53) auf einer virtuellen Rotations-Kegelfläche
umläuft und damit eine radiale und axiale Kraftkom
ponente auf den Verformungstopf (50) und damit auf das
zu verformende Rohrende (3a) periodisch überträgt.
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