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Verbindungskonstruktion Die Erfindung betrifft eine Verbindungskonstruktion
für unter einem Winkel verlaufende Konstruktionselemente, wie Rohre oder Stäbe,
bei welcher eines der Konstruktionselemente einen zusammengedrückten und parallel
zum anderen Konstruktionselement abgebogenen Abschnitt aufweist.
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Es isttbekannt, ein Rohr zur Verbindung mit einem anderen Rohr flach
zu pressen und dieses abgeplattete Teil durch Niete, Verschweißung oder mit Schrauben
an dem Rohr zu befestigen. Stößt ein Rohr mit seinem Endabschnitt än ein anderes
Rohr, so kann es in geeigneter Weise ausgeschnitten werden, so daß das Rohrende
genau auf den Mittelabschnitt des anderen Rohres paßt, um ihn
dann
mit dem Mittelabschnitt des anderen Rohres zu verschweißen, Ein anderes Verfahren
besteht darin, den Endabschnitt abzuSlachen und eine der so gebildeten Abfachungen
mit dem MitteBbschnitt des anderen Rohres zu verschweißen. In anderen Fällen wird
der Endabschnitt auf einer Biegemaschine gegenüber einem benachbarten Abschnitt
des einen Rohres gebogen und dann zusammengequetscht, so daß er eine Außenseite
erlangt, die etwa der Außenseite des Mittelabschnittes des anderen Rohres entspricht,
woraufhin dieser Abschnitt mit dem Mittelabschnitt des anderen Rohres verschraubt
oder verschweißt wird. Alle diese bekannten Verbindungsarten leiden unter einem
oder beiden folgenden Nachteilen, daß sie nämlich teuer in der Herstellung und/oder
im Zusammenbau und für gewisse Anwendungsfälle zu schwach sind. Ein weiterer Nachteil
derjenigen AusfUhrungsform, bei der der Endabschnitt auf einer Biegemaschine gebogen
wird, besteht darin, daß der kleinste Krümmungsradius, der ohne die Gefahr einer
Aufspaltung des Rohres erreichbar ist, etwa 5 cm beträgt und somit zu groß ist,
um diese Verbindungsartsallgemein brauchbar zu machen.
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DerR<ndung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Verfahren zu beseitig-en.
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Zur Lösung dieser und weiterer, für den Fachmann auf der Hand liegender
oder sich aus der folgenden Beschreibung ergebender Aufgaben schafft die vorliegende
Erfindung zunächst ein Verfahren zum Zusammendrücken und Biegen eines Abschnittes
eines Teils eines langgestreckten Elementes derart, daß der Abschnitt und der Rest
dieses Teils relativ zueinander gebogen werden-und ein Wandteil dieses Abschnittes
in Richtung auf einen diametral gegenUberliegenden Wandteil dieses Abschnittes nach
innen gedrückt wird; dieses Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekenn zeichnet,
daß man diesen Teil des Elementes einschließlich
des erwähnten Abschnittes
in eine Preßform einer Presse eingelegt und die Preßform und einen Preßstempel der
Presse aufeinander zubewegt.
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Andererseits schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verbinden
eines Konstruktionsteils mit einem langgestreckten Konstruktionselement, das einen
Teil mit einem zusammengedrückten und gebogenen Abschnitt aufweiset, welcher gegenüber
einem entsprachend geformten Teil des Konstruktionsteiles derart angeordnet ist,
daß der Rest des Teiles von diesem Teil des Konstruktionselementes wegragt, wobei
das Konstruktionsteil dann mit dem Konstruktionselement durch Verbindungsmittel
verbunden wird; gemäß der Erfindung ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet,
daß der erwähnte Abschnitt des KonstruStionselementes nach dem oben beschriebenen
Verfahren zusammengedrückt und gebogen ist.
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Das langgestreckte Element, bei dem das Verfahren zum Zusammendrücken
und Biegen angewendet wird, ist zwar vorzugsweise ein Metallrohr, es kann sich bei
diesem langgestreckten Konstruktonselement ledoch auch um einen massiven Stab aus
geeignetem We.rkstoff oder auch um ein Eiement aus einem durch einen schlagartigen
Preßdruck verf ormbarn Kunststoff handeln.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen in der billigen und einfachen
Herstellung und in der Festigkeit der so erzeugten Verbindung.
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Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung einiger der Erläuterung
und nicht etwa der Abgrenzung des Erfindungsgedankens dienender Aführungsbeispiele,
wobei auf die beiltWenden Zeichnungen Bezug ge-
nommen wird. In
den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Preßstempels und einer Preßform
einer Presse, die bei einem Verfahren zum Zusammendrücken und Biegen eines Endabschnittes
eines langgestreckten Elementes, beim dargestellten Ausführungsbeispiel eines Metallrohres,
benutzt wird, wobei in Fig. 1 der Endabschnitt jedoch noch nicht zusammengedrückt
und gebogen ist, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, wobei hier
der Endabschnitt jedoch bereits zusammengedrückt und gebogen ist, Fig. 3 in einer
Seitenansicht eine Verbindung zwischen dem Rohr und einem Konstruktionsteil, das
beim dargestellten Ausführungsbeispiel des-gleichen ein Rohr ist, wobei in dieser
Figur das erstgenannte Rohr einen zusammengedrückten und gebogenen Endabschnitt
aufweist, Fig. 4 eine Untersicht der in Fig. 3 dargestellten Verbindung, Fig. 5
in einer schematischen Perspektive eine andere Ausführungsform eines in der Verbindung
benutzbaren Rohres, Fig. 6 in einer der Fig. 5 entsprechenden Darstellung eine weitere
Aus führungs form des in der Verbindung verwendbaren Rohres, Fig. 7 in einer perspektivischen
Darstellung ein Rohr gemäß Fig. 5 mit ausgestanzten Löchern, Fig. 8 in einer perspektivischen
Darstellung zwei Konstruktionsteile, beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwei
Stäbe, die durch ein Rohr verbunden sind, wobei an
beiden Enden
dieses Rohres das Verfahren zum Zusammendrücken und Biegen angewendet worden ist,
Fig. 9 eine Teildraufsicht auf'eine Netz- oder Gitterkonstruktion, die aus gleichen
Rohren besteht, an deren beiden Enden das Verfahren zum Zusammendrücken und Biegen
angewendet worden ist, Fig. 10 eine Draufsicht auf eines der Rohre dieser Konstruktion,
Fig. 11 eine Seitenansicht des in Fig. 10 dargestellten Rohres, Fig. 12 eine perspektivische
Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Verbindung gemäß Fig. 3, wobei die
beiden dargestellten Rohre in Fig. 12 jedoch voneinander getrennt sind, Fig. 13
in einer Seitenansicht eine weitere Ausführungsform der Verbindung gemäß Fig. 3,
Fig. 14 eine Draufsicht auf einen Stahlbandring, wie er bei der Ausführungsrorm
gemäß Fig. 13 verwendet wird, Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie XV-XV in Fig.
14, Fig. 16. eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der
Verbindung gemäß Fig. 3, Fig. 17 eine Untersicht - teilweise im Schnitt - der Ausführungsform
gemäß der Fig. 16, Fig. 18 in einer perspektivischen Darstellung eine Verbindung
mit einem kurzen Rohr, an dem das Verfahren zum Zu-
sammendrücken
und Biegen angewendet worden ist-, wobei das Rohr auf seiner ganzen Länge zusammengedrückt
wurde, Fig. l9 bis 23 Seitenansichten verschiedener Möglichkeiten zur Verbesserung
der Steifheit der einen zusammengedrückten und gebogenen Endabschnitt aufweisenden
Verbindungen, Fig. 24 in einer Seitenansicht eine andere Ausführungsform des Preßstempels
und der Preßform gemäß Fig. 1 zur Verwendung bei einer anderen Ausführungsform des
Verfahrens gemäß der Erfindung, Fig. 25 eine Stirnansicht teilweise im Schnitt des
Prestempels und der Preßform gemäß Fig. 24, Fig. 26 einen Schnitt nach der Linie
XXVI-XXVI in Fig. 24, -wobei das Rohr,an dem das Verfahren angewendet wird, jedoch
-weggelassen wurde, Fig. 27 eine Teildraufsicht auf ein Rohr, bei dem dasmit der
Presse gemäß Fig. 24 durchführbare Verfahren angewendet worden ist, Fig. 28 in einer
Seitenansicht eine weitere Ausführungsform des Preßstempels und der Preßform zur
Durchführung einer anderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, Fig.
29 einen Schnitt nach der Linie XXIX-XXIX in Fig. 28, Fig. 30 in einer perspektivischen
Ansicht ein Ende eines Metallrohres, an dem das mit der Presse gemäß Fig. 28 durchführbar
Verfahren zum ZusammendrUcken und Biegen angewendet worden ist,
Fig.
31 in einer Seitenansicht eine Verbindung zwischen dem Rohr gemäß Fig. 30 und einem
anderen Rohr> Fig. 32 in einer perspektivischen Darstellung eine weitere Ausführungsform
eines Preßstempels und einer Preßform zur Durchführung einer weiteren Variante des
Verfahrens gemäß der Erfindung, Fig. 33 eine Seitenansicht einer Verbindung mit
einem Rohr> an dem das mit der Presse gemäß Fig. 32 durchführbare Verfahren angewendet
worden ist, Fig. 34 einen Schnitt nach der Linie XXXIV-XXXIV in Fig. 33> Fig.
35 einen Gitter- oder Fachwerkträger mit Rohren, an denen die mit den Pressen gemäß
Fig. 1 und 32 durchfwhrbaren Verfahren angewendet worden sind, Fig. 36 in einer
perspektivischen Darstellung eine Verbindung zwischen dem Rohr gemäß Fig. 33 und
einem Konstrulçtionsteil, bei dem es sich in Fig. 36 um eine Platte handelt, und
Fig. 37 einen Schnitt nach der Linie XXXVII-XXXVII in Fig. 36.
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In den Fig.1 und 2 hat der Preßstempel oder die Patrize 1 den in Fig.
2 dargestellten Querschnitt, der aus einem Rechteck 1A besteht, an dessen eine Schmalseite
ein Kreissegment 1B anschließt. Der senkrechte Querschnitt durch den Preßstempel
1 in einer zur Bildebene der Fig. 1 rechtwinkligen Ebene hat grundsätzlich die gleiche
Gestalt wie der waagerechte Querschnitt. In der Preßform oder Patri-ze 2 ist eine
Ausnehmung 3 ausgebildet und an der Preßform ist
ein aufrechter
Block 4 befestigt, der sowohl als Führung für den Preßstempel 1 als auch als Endanschlag
für das Rohr 5 dient. Der waagerechte Querschnitt der Ausnehmung 3 gleicht in seiner
Größe und Gestalt dem waagerechten Querschnitt des Preßstempels 1, nur das der waagerechte
Querschnitt der Ausnehmung 3 bei 3A zur Aufnahme der doppelten Wandstärke der Wand
des Rohres verlängert und bei 3B etwas verbreitert ist, um Spielraum zur Berücksichtigung
der Ausbreitung des Metalls des Rohres zu schaffen. Die vom Block 4 am weitesten
weg liegende Wand 3C ist konkav und teilzylindrisch. In der Oberseite der Preßform
2 ist ene halbzylindrische Ausnehmung 6 ausgebildet, die eine Mulde oder ein Bett
zur Aufnahme des Endteils 5A des Rohres 5 bildet. Das Rohr 5 ist in der Ausnehmung
6 mit irdgendwelchen (nicht dargestellten) Spannvorrichtungen festgespannt. Diese
Spannvorrichtunnkönnen entweder aus einer -an der Preßform 2 befestigten Klammer
oder aus einem federbelasteten Stift bestehen, der auf dem Preßstempelblock montiert
ist und das Rohr während der Absenkung des Preßstempels 1 festhält. Die Ausnehmung
6 geht an einer in Fig. >hargestellten Oberfläche mit kleinstem Radius y gleichmäßig
in die Ausnehmung 3 über. An der vom Block 4 am weitesten abgelegenen Seite ist
das vorderer Ende des Preßstempels 1 als ausgerundete Ecke 1C ausgebildet, an der
die konvexe, teilzylindrische Stirnseite 1D des Kreissegmentteiles 1B in die konvexe,
teilzylindrische Unterseite 1E des Preßstempels übergeht.
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Beim Verfahren zum Zusammendrücken und Biegen wird der Endteil 5A
des Rohres 5 in die Preßform 2 derart eingelegt, daß der Endteil 5A die Ausnehmung
3 übergreift und der zusammenzudrückende und zu biegende Endabschnitt 5B im wesentlichen
unmittelbar zwischen- der Ausnehmung 3 und dem Preßstempel 1 liegt. Nach dem Festspannen
des Rohres 5
in der Ausnehmung 6 wird der Preßstempel 1 senkrecht
in die Ausnehmung 3 abgesenkt, wobei er den Endabschnitt 5B gegenüber dem restlichen
Rohr nach unten in eine Stellung biegt, in der dieser Endabschnitt gegen die teilzylindrische
Wand 3C der Ausnehmung 3 anliegt, wobei gleichzeitig der Endabschnitt 5B radial
zu sich selbst gegen die Wand 3C zusammengedrückt wird. Der dem Abschnitt 5B benachbarte
Abschnitt 5C des Rohres 5 bleibt ungebogen und unzusammengedrückt, obwohl natürlich
ein kurzer Übergangsabschnitt zwischen den Abschnitten 5B und 5C vorhanden ist.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen, wie der zusammengedrückte und gebogene
Endabschnitt 5B fest gegen ein senkrechtes Rohr 7 angepaßt ist, das den gleichen
Außendurchmesser wie das Rohr 5 hat. Der Endabschnitt 5B ist durchbohrt oder durchstoßen
und das Rohr 7 weist diametral einander gegenüberliegend zwei Bohrungen oder Löcher
zur Aufnahme einer Schraube 8 auf, die einen dem Außenumfangdes Rohres 7 angepaßten
Kopf aufweist. Zur Befestigung der Rohre 5 und 7 miteinander ist auf die Schraube
8 eine der Umfangskrümmung angepaßte Unterlegscheibe 9 aufgeschoben und eine Mutter
10 aufgeschraubt. Dadurch, daß der Kopf der Schraube 8 und de Unterlegscheibe 9
der Umfangskrümmung angepaßt sind, wird die Stabilität oder Festigkeit der Verbindung
verbessert. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird der Endabschnitt 5B mit einem
Stanzdorn durchstoßen, der eine Schulter aufweist, so daß eine Anlagefläche entsteht,
gegen die sich die Mutter anlegen kann. Wegen der so gebildeten Wölbung erlangt
der Endabschnitt 5B eine wesentlich größere Festigkeit.
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Bei Anwendung dieses Verfahrens zum ZusarHkndrcken und Biegen eines
Endabschnittes eines mit elektrischer Widerstandsschweißung geschweißten Stahlrohres
mit 19,05 mm
(3/4 Zoll) Außendurchmesser und 1,02 mm (0,04 Inch)
hat man einen Radius y von 7,94 mm (5/16 Inch) erreicht, ohne daß das'Rohr geplatzt
oder gerissen wäre.
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Das beschriebene Verfahren zum Zusammendrücken und Biegen ist eine
billige und einfache Möglichkeit zum Pressen des Endabschnittes des Rohres zur Bildung
einer U-förmigen Rinne derart, daß ein anderes Rohr passend in diese Rinne eingelegt
und unter einem Winkel am erstgenannten Rohr, beispielsweise durch Verschraubung,
Vernietung, Verschweißung oder Verlötung befestigt werden kann. Wegen der während
der Herstellung von geschweißten Stahlrohren in diesen eingefrorenen Spannungen
ordnet man derartige Rohre in der Preßform der Presse zweckmäßig derart an, daß
die Schweißnaht in einer neutralen Achse hinsichtlich der Formkräfte liegt, die
auf das Rohr durch die Preßform und denPreßstempel ausgeübt werden, weil anderenfalls
die Gefahr bestünde, daß das Rohr bei der Verformung entlang seiner Schweißnaht
aufplatzt. Während der Betätigung der Busse senkt sich der Preßstempel ab und klappt
den oberen Teil der Wand des Endabschnittes des Rohres zusammen und treibt ihn in
die erforderliche u-rinnenförmige Gestalt. Zum Herauslösen des fertigen Teils kann
man eine in der Preßwerkzeugtechnik übliche Vorrichtung, wie etwa enen Auswerferstift,
benutzen. Zur Erzeugung des fertigen Teiles ist nur ein einziger Arbeitszyklus der
Presse erforderlich.
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Das mit Bezug auf die Figuren 1 bis 4 beschriebene Ausführungsbeispiel
hat folgende Vorteile: 1. Erzeugnisse aus T-förmig verbundenen Rohren sind nach
diesem Verfahren billiger herzustellen als es der Fall wäre, wenn die T-Verbindungen
nach bekannten VeKAhren hergestellt würden.
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2. Statt teure Biegemaschinen zu benutzen, benutzt man erfindungsgemäß
eine Presse mit einfachen und in der Industrie allgemein verfügbaren Preßwerkzeugen
zum Zusammendücken und Biegen der Rohrenden.
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3. Da die Rohrbiegung einen verhältnismäßig kleinen Radius haben kann,
kann die Achse des Hauptabschnittes des Rohres verhältnismäßig nahe an der Achse
einer Schraube liegen, die zur Befestigung des Rohres an einem anderen Rohr benutzt
wird. Auf diese Weise erlangt die hergestellte Verbindung eine größere Steifheit.
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4. Durch Verwendung der beschriebenen T-Verbindung bei rohrförmigen
Erzeugnissen kann man eine erhebliche Ersparnis an Verpaekungs- und Frachtkosten
erreichen, weil die Erzeugnisseals zerlegbare Teile zum Zusammenbau durch den Käufer
gestaltet werden können.
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5. Die beschriebene T-Verbindung ist ausreichend stark, um geschweißte
T-Verbindungen in vielen Erzeugnissen, wie etwa Rohrmöbeln, Autositzen, Dachstühlen
oder Dachrahmerl, Spielzeugen und Bänken, zu ersetzen. Zudem kann man die Erzeugnisse
schneller und mit geringerer Anforderung an die Geschicklichkeit des Arbeitspersonals
herstellen.
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Wenn man will, kann man beide Endabschnitte des- Rohres 5 auf die
dargestellte Weise gleichzeitig in einem Arbeitszyklus der Presse verformen, wozu
man nur zwei gleiche Preßstempel und zei gleiche Preßformen zu einer Presse zusammenstellen
muß. Desgleichen kann man mehrere Rohre an einem oder Binden Enden entsprechend
verformen, indem man Einzel- oder Doppelpressen nebeneinander aufreiht.
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Man sieht, daß die Anzahl der Rohre, die so in einem Arbeitszyklus
verformt werden können, hauptsächlich davon abhängt, wie leicht die Rohre in den
Preßformensatz eingelegt und aus diesem herausgenommen werden können, ferner von
der Größe oder Leistung der betreffenden Presse und vom Durchmeisser, der Wandstärke
und dem Material, aus dem d e Rohre bestehen.
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Um eine beachtliche Variationsmöglichkeit hinsichtlich der Stellung
des Endabschnittes 5B zum Rohr 7 zu erreichen, kann man das Rohr 7 gemäß der Darstellung
in Fig. 5 oder 6 ausbilden, wo-in das Rohr 7 zahlreiche Paare von diame-.
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tral einander gegenüberliegenden Löchern 30 gebohrt oder gestanzt
sind. Die Lochpaare haben in Längsrichtung des Rohres einen axialen Abstand a voneinander,
der beispielsweise in Fig. 5 19,05 mm (3/4 Zoll) und in Fig. 6 12,7 mm (1/2 Zoll)
beträgt; die Lochpaare sind ferner in Umfangsrichtung um einen gleichbleibenden
Winkel α gegeneinander versetzt, der beispielsweise in Fig. 5 90° und in Fig.
6 600 beträgt. Die Löcher 30 werden vorzugsweise gestanzt, wozu zwei diametral einander
gegenüberliegende Stanzdorne zur Herstellungjedes Lochpaares benutzt werden; diese
zwei Stanzdornen werden von der Außenseite des Rohres hier aufeinander zubewegt
und angehalten, bevor sie die Rohrachse erreichen. Fig. 7 zeigt ein Rohr, bei dem
die Löcher 30 gemäß der Darstellung in Fig. 5 angeordnet und durch derartige Stanzung
hergestellt sind, wobei die sich ergebenden Grate 31 auf der Innenseite der vertieft
liegenden Löcher 30 erzeugt werden.
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Die in den Figuren 5, 6 oder 7 dargestellten Rohre eignen sich vorzüglich
zur Verwendung als Rohre eines Systems aus miteinander verbundenen Rohren; die Verbindungen
zwischen den Rohren haben zwar vorteilhafterweise die in den Fig.
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3 und 4 dargestellte Gestalt, man kann jedoch auch andere Verbindungsformen
anwenden.
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Man beachte, daß der zusammengedrückte und gebogene Endabschnitt 53
viele verschiedene Gestalten haben kann und mit vielen verschiedenen Winkeln zum
übrigen Teil des Rohres 5 ausgebildet sein kanne wozu man nur die Gestalt und Ausrichtung
der Formflächen des Preßstempels und der Preßform entsprechend ändern muß.
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In Fig. 8 verbindet das Rohr 5 zwei Stäbe 32, die rechtwinklig zueinander
verlaufen. Selbstverständlich müssen in diesem Falle die zwei zusammengedrückten
und gebogenen Endabschnitte 5B des Rohres 5 auch rechtwinklig zueinander verlaufen.
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Rohre, bei denen beide Endabschnitte zusammengedrückt und in entgegengesetzte
Richtung gebogen sind, eignen sich besonders zur Verwendung in Gitter- oder Netzkonstruktionen,
beispielsweise in einem Gewölbegitterrahmen gemäß der Darstellung in Fig. 9. Bei
dieser Konstruktion sind die Rohre in Gruppen angeordnet, wobei die Rohre jeder
sternförmigen Gruppe gleichen Winkelabstand um den Winkel x voneinander haben. Jedes
Rohr erstreckt sich vom Mittelpunkt eines Sternes zum Mittelpunkt eines anderen
Sternes, wobei die beiden Abschnitte 5B jede Rohres mit dem unzusammengedrückten
und unverbogenen Abschnitt 5C eines benachbarten Rohres 5 beispielsweise verschraubt
oder verschweißt sind. Ein einzelnes Rohr 5 der in Fig. 9 dargestellten Konstruktion
ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Der Winkel x zwischen dem Endabsehnitt 5B
und dem benachbarten Abschnitt 5C des Rohres ist gleich dem Winkel zwischen je zwei
benachbarten Rohren bei der sternförmigen Anordnung gemäß Fig. 9; beim dargestellten
Ausführungsbeispiel hat der Winkel x eine Größe von 6OOe Aus Fig. 11 erkennt man,
daß das Rohr 5 nach einem Kreisbogen gekrümmt ist, dessen Radius gleich dem Radius
des Gewölbes ist. Die Krümmung des ganzen Rohres 5 zu diesem Zweck kann entweder
vor oder nach dem Zusammendrücken und Biegen den Endabschnittes 5B erfolgen Gemäß
einem bevorzugten Verfahren zur Bildung eines Abschnittes 5B unter einem Winkel
von 600 zum Abschnitt 5C wird zunächst das Verfahren nach den Fig0 1 und 2 angewendet,
um den zusammengedruckten und gebogenen Abschnitt 5B mit einem Winkel von 90° zum
Abschnitt 5C zu bilden, woraufhin man den Abschnitt 5B um einen zusätzlichen Winkel
von 30° in einer Presse beispielsweise zugleich mit der Herstellung des Loches für
die Schraube 8 biegt.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 hat man aus dem Abschnitt 5B
nach dem Zusammendrücken und Biegen desselben
vier senkrechte Ansätze
oder Nasen 40 durch Teilausstanzung ausgeformt, wobei durch diese Teilaustanzung
Ausnehmungen 41 im Abschnitt 5B entstehen. Jeder der Ansätze 40 besteht aus einem
Teil 40A, dessen Höhe gleich der Höhe von senkrechten Reehteckschlitzen 42 in der
Wand des Rohres 7 ist, sowie aus einem Teil 40B geringerer Höhe als der Höhe der
Schlitze 42, wobei dieser Teil 40B zwischen zwei in der Ober- und Unterkante jedes
Ansatzes 40 ausgebildeten Kerben 40C liegt. Die Teile 40A sind mit dem Abschnitt
5B durch den Teil 40B verbunden. Jede der Ausnehmungen 41 weist zwei teilausgestanzte
Ansätze 40 auf und die Ansätze jedes dieser Paare verlaufen parallel zueinander,
wobei der Abstand zwischen den Außenseiten dieser Ansatzpaare im wesentlichen gleich
der waagerechten Breite der Schlitze 42 ist. Die Schlitze 42 sind um einen gleichbleibenden
Winkel versetzt um die Achse des Rohres 7 angeordnet und haben gleichbleibenden
Abstand in Längsrichtung des Rohres voneinander. Der Abstand zwischen je zwei senkrecht
übereinander-liegenden Schlitzen 42 ist weich dem Abstand zwischen zwei Ansatzpaaren
40. Daher kann man die Ansatzpaare 40 mit ihren Teilen 40A in zwei senkrecht übereinanderliegende
Schlitze 42 einführen und das Rohr 5 dann absenken, so daß die Unterkanten der zwei
Schlitze 42 in die Kerben 40c in den Unterkanten der Ansätze 40 eingreifen. Die
Ansätze 40 verhindern dann eine Relativbewegung des Rohres 5 gegenüber dem Rohr
7 in irgendeiner Richtung mit Ausnahme einer Aufwärt sbewegung.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13 bis 15 ist die Verbindung zwischen
dem Rohr 5 und dem Rohr 7 in Längsrichtung des Rohres 7 sturenlos verstellbar. Zu
diesem Zweck 1st das Rohr 5 mit dem Rohr 7 nur durch einen Stahlbandring 4) verbunden,
der um die Rohre 5 und 7 herumliegt.
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Ein Teil 43A des Stahlbandringes 43 liegt gegen die Innen-
seite
der Biegung am Ende des Rohres 5 an, während der gegenüberliegende Teil 43B des
Stahlbandringes 43 mit dem -Rohr 7 in Eingriff steht. Der Teil 113B hat einen länglichen
Querschnitt mit einer scharfen Innenkante 43C, die mit dem Rohr 7 in Eingriff steht;
der Teil 43A kann nach Belieben die gleiche Querschnittsform haben; die die Teile
43A und 43B verbindenden Teile des Stahlbandringes 43 haben jedoch kreisförmigen
Querschnitt. Wenn auf das Rohr 5 eine abwärtsgerichtete Kraft wirkt, wie sie durch
den Pfeil L in Fig. 13 dargestellt ist, wird durch diese Kraft die Kante oder Schneide
43C in die Außenseite des Rohres 7 eingetrieben, so daß das Rohr 5 unter der Last
nicht am Rohr 7 entlang abwärtsgleiten kann; dennoch können nach Wegnahme der Last
L das Rohr 5 und der Stahlbandring 43 leicht in irgendeine beliebige Stellung entlang
dem Rohr 7 verstellt werden.
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In den Fig. 16 und 17 ist der Abschnitt 5B insofern abgewandelt, als
seine Längskanten 44 zurückgebogen sind. Dies erreicht man durch entsprechende Gestaltung
der Formflächen des Preßstempels 1 und der Preßform 2, wobei die zurückgebogenen
Längskanten 44 zugleich mit der Zusammendrückung und Biegung des Abschnittes 5B
geformt werden Die Kanten 44 verlaufen im wesentlichen parallel zueinander und zu
einer Ebene, in der die rechtwinklig zueinander;verlauSenden Achsen der Rohre 5
und 7 liegen Die Kanten 44 verlaufen jedoch schräg zur Achse des Rohres 7, wobei
diese Achse selbstverständlich in der Bewegungsrichtung des Preßstempels 1 zur Preßform
2-verläuft. Um das Rohr 7 greift ein kurzes, rinnenförmiges Teil 45, dessen freie
Längskanten 46 parallel zueinander und zu den Kanten 44 verlaufen und nach innen
umgebogen sind. Die Kanten 44 und 46 erstrecken sich nach unten und außen weg vom
Unterteil des Teiles 45. Ein mit einem Innengewinde versehener Nippel 47 im Rücken
des Teiles 45 nimmt eine Klemmschraube
48 auf, die gegen die Außenseite
des Rohres 7 angezogen werden kann. Der obere Rand 49 des Teiles 45 ist verdickt,
so daß er Hammerschläge aufnehmen kann, ohne sich zu verformen. Zur Befestigung
des Rohres 5 am Rohr 7 wird der Abschnitt 5B gemäß der Darstellung gegen das Rohr
7, angelegt und dann wird das Teil 45 von oben aufgeschoben, so daß seine Kanten
46 hinter die Kanten 44 greifen. Anschließend treibt man das Teil 45 mit Hammerschlägen
nach unten, um den Abschnitt 5B durch die Keilwirkung der Kanten 44 und 46 fest
gegen das Rohr 7 zu pressen. Schließlich wird die Klemmschraube 48 angezogen, damit
das Teil 45 nicht ungewollt nach oben geschlagen werden kann. Man beachte,-daß das
Rohr 5 an jede beliebige Stelle des Rohres 7 verschoben werden kann> nachdem
man die Schraube 48 und die Keilwirkung zwischen den Kanten 44, 46 gelöst hat.
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Die in Fig. 18 dargestellte Verbindung besteht aus zwei Metallstäben
50 und 51, die kreisformigen Querschnitt haben und rechtwinklig zueinander angeordnet
sind. Diese Stäbe sind durch ein kurzes, zusammengedrücktes und gebogenes Metallrohr
52 miteinander verbunden, das mit den Stäben 50 und 51 verschweißt ist. Das Rohr
52 ist in einer Presse geformt worden, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt list,
nur daß der Preßstempel 1 eine Verlängerung aufweist, deren Unterseite halbzylindrisch
ist und in die Ausnehmung 6 eintritt, um den Rest des kurzen Rohres zugleich mit
der Zusammendrückung und Biegung des Endabschnittes des kurzen Rohres der dem Abschnitt
5B entspricht, zusammenzudrücken. Die Formflächen des Preßstempels haben den gleichen
Radius wie die Stäbe 50 und 51, so daß das kurze Rohr 52 sich genau den Stäben 50
und 51 anpaßt.
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Unter gewissen Umständen ist eine Verbindung, wie sie in den Fig.
3 und,4 dargestellt list, nicht ausreichend starr.
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In diesem Falle kann man gemäß der Darstellung in Fig. 19 die Verbindung
dadurch versteifen, daß man eine selbstschneidende Schraube 53 durch das Rohr 7
in das Metall der Außenseite der Biegung im Rohr 5 eintreibt. Ein Abstandshalter
54 verhindert, daß das Rohr 5 von der Schraube 5 zum Rohr 7 hin herangezogen wird.
Selbstverständlich ordnet man die Schraube 53 soweit als möglich von der Achse 8i
der Schraube 8 entfernt an.
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In Fig. 20 ist der Abschnitt 5B durch Schweißwarzen 55 am Rohr 7 befestigt.
Zur Verfestigung oder Versteifung der Verbindung kann man ein kurzes Rohrstück 52
gemäß der Darstellung in Fig. 18 auch bei der AusfuIirungsform gemäß Fig. 20 mit
Schweißwarzen am Rohr 7 und am nicht zusammengedrückten, ungebogenen Abschnitt 5C
des Rohres 5 befestigen.
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Eine andere Art der Verfestigung oder Verstärkung der Verbindung gemäß
Fig. 3 und 4 zeigt Fig 21 Hier ist um den Abschnitt 5C des Rohres 5 herum eine Manschette
56 angeordnet, die auf dem Abschnitt 5C auf irgendeine Weise, beispielsweise durch
Aufsehrumpfung, befestigt ist. Die Manschette 56 hat eine Verlängerung 56A, die
passend gegen die Außenseite des Rohres 7 anliegt und eine Verdrehung des Rohres
5 um die Achse 8' in beiden Drehrichtungen verhindert.
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Fig. 22 zeigt eine Variante, bei der ein kurzes Rohrstück 57 in das
Ende des Rohres 5 eingesetzt worden ist, bevor der Endabschnitt SB zusammengedrückt
und verbogen wird, so daß das kurze Rohrstück 57 zusammen mit dem Endabschnitt 5B
zusammengedrückt und verbogen wird, In Fig. 23 ist die Verbindung zwischen den Rohren
5 und 7 wiederum mittels eines kurzen Rohrstückes 52 versteift, wobei hier jedoch
die Teile 5, 7 und 52 nur durch aufgepreßte oder auf andere Weise befestigte Ringe
58 aneinander
befestigt sind.
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Unter gewissen Umständen kann es erforderlich sein, daß eine der Längskanten
des Abschnittes 5B weiter als die andere Längskante vom unzusammengedrückten, ungebogenen
Abschnitt 5C in axialer Richtung des Abschnittes 5C wegragt, wobei diese Längskanten
jedoch parallel zueinander bleiben und der Abschnitt 5B kreisbogenförmigen Querschnitt
behält.
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Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 27 dargestellt; sie wird mittels
eines~Preßstempels 1 und einer Preßform 2 gemäß den Fig. 24 bis 26 erzeugt. Hier
sind die senkrechte, teilzylindgrische Formfläche 1D des Preßstempelsund die entsprechende
senkrechte, teilzylindrische Formwand 3C der Ausnehmung 3 gegenüber der senkrechten
Ebene, in der die Achse der Ausnehmung 6 liegt, versetzt. Die Unterseite 1E des
Preßstempels ist wiederum gewölbt, um die fortschreitende Zusammendrückung des Abschnittes
5B des Rohres 5 während der Zusammendrückung und Biegung zu begünstigen.
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Selbstverständlich ist zwischen der Stirnseite 1D und der Wand 3C
gemäß der Darstellung in der Draufsicht ein Spalt 59 zur Aufnahme zweier Wandstärken
der Wand des Rohres 5 vorgesehen.
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Bei den beschriebenen Rohren 5 wird das Rohr 7 an der Außenseite der
Biegung im Rohr 5 aufgenommen. Statt dessen kann es jedoch auch wünschenswert sein,
das Rohr 7 an der Innenseite der Biegung im Rohr 5 aufzunehmen, wie es in Fig. 31
dargestellt ist; hier hat der zusammengedrückte und gebogene Endabschnitt 5F des
Rohres 5 zwar weiterhin u-rinnenförmige Gestalt und paßt sich genau gegen die Außenseite
des Rohres 7 an, jedoch liegt die konkave Außenseite des Endabschnittes 5F hier
auf der Seite des Rohres 5. Diese Ausbildung des Endes des Rohres 5 kann man mit
einem Preßstempel 1 und einer Preßform 2 erzeugen, wie sie in Fig. 28 und 29 dargestellt
sind. Der Preßstempel
oder die Patrize 1 hat eine senkrechte, teilzylindrische,
konkave Stirnfläche 1F, die an ihrem unteren Ende in eine waagerechte, teilzylindrische,
konkave Flächen 1G übergeht.
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Die senkrechte Formwand 3D der Ausnehmung 3 hat teilzylindrisch konvexe
Gestalt und entspricht so der Stirnseite 1F. Die Wand 3D geht in die Wand der teilzylindrischen
Ausnehmung 6 der Preßform 2 über. Wenn der Preßstempel 1 in die Ausnehmung 3 abgesenkt
wird, begünstigt die Unterseite 1G die Abwärtsbiegung des Endabschnittes 5F gegenüber
dem Rest des Rohres 5 und später setzt die Stirnfläche 1F die Abwärtsbiegung des
Endabschnittes 5F fort und drückt den Endabschnitt 5F gegen die Wand 3D zusammen,
so daß das Ende des Rohres, bei dem dieses Verfahren angewendet wird, die in den
Fig. 28 bis 30 dargestellte Gestalt annimmt.
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Zwischen der Stirnseite 1F und der Wand 3D ist selbstverständlich
ein in der Draufsicht erkennbarer Spalt 60 vorgesehen, der so bemessen ist, daß
er zwei Wandstärken der Wand des Rohres 5 aufnehmen kann.
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Der Endabschnitt 5F kann am Rohr 7 selbsturständlich gemäß der Darstellung
bei 8' in Fig. 31 festgeschraubt oder auch beispielsweise festgenietet, festgeschweißt
oder festgelötet werden.
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Ferner kann die Schafrung einer Verbindung erwün"s'cht sein, bei der
nicht ein Endabschnitt eines Rohres einem eAH sprechend gestalteten Teil eines Konstruktionselementes
angepaßt ist, wie es oben beschrieben wurde, sondern ein mittlerer Abschnitt des
Rohres dem entsprechend gestalteten Teil des Konstruktionselementes angepaßt ist.
Dies erreicht man mit einer Formpresse, wie sie in Fig. 32 dargestellt ist, mit
der man bei einem Rohr 5 gemäß der Darstellung in den Fig. 33 und 34 einen zusammengedrückten-Mittelabschnitt
61 erzeugt, der gegenüber dem Rest des Rohres 5 abgebogen i5tfr Dieser Abschnitt
61 hat kreisbogenförmigen Querschnitt,
wobei seine konkave Seite
auf der Außenseite der Biegung im Rohr 5 liegt, so daß das Rohr 7 in dieser Außenseite
der Biegung des Rohres 5 aufgenommen wird. Fig. 32 zeigt den Preßstempel und die
Preßform, mit der man den zusammengedrückten Abschnitt 61 des Rohres 5 herstellen
kann. In der Oberseite der Preßform 70 sind zwei koaxiale, teilzylindrische Ausnehmungen
71 ausgebildet, deren Achsen waagerecht verlaufen und die Mulden zur Aufnahme des
Rohres 5 bilden. In der Preßform 70 ist ferner eine Ausnehmung 72 ausgebildet, die
wesentlich tiefer als die Ausnehmungen 71 ist und an ihrem Boden eine Formwand 73
aufweist, welche eine konvexe, teilzylindrische Gestalt hat, wobei die Achse der
Wand 73 waagerecht verläuft und mit den Achsen der Ausnehmungen 71 in einer gemeinsamen
senkrechten-Ebene liegt. Die Enden der Wand 73 sind mit den inneren Enden der Wände
der Ausnehmungen 71 durch zwei halbzylindrische, konkave Wände 74 verbunden, die
einen glatten Übergang bilden, wobei die Achsen der Wände 74 nach unten konvergieren.
Der Preßstempel 75 ist senkrecht beweglich und weist an seiner Unterseite eine konkave,
teilzylindrische Formfläche 76 auf, die bei ganz abgesenktem Preßstempel 75 die
Formwand 73 unter Belassung eines Abstandes zwischen beiden bedeckt, der gleich
der doppelten Wandstärke der Wand des Rohres 5 ist. Zwei halbzylindrische Seitenflächen
77 an beiden Seiten des Preßstempels 75 gehen an ihren unteren Enden gleichmäßig
in die Unterseite 76 über; die Achsen der Seitenflächen 77 verlaufen parallel zu
den Achsen der Wände 74. Wenn der Preßstempel 75 ganz abgesenkt ist, fallen~die
Achsen der Seitenflächen 77 mit den entsprechenden Achsen der Wände 74 zusammen.
Bei der Ansendung der Presse gemäß Fig. 32 wird ein gerades Rohr 5 in die Ausnehmungen
71 gelegt, wobei ein gerader Mittelteil dieses Rohres 5 über der Ausnehmung 72 liegt,gDer
Preßstempel wird dann abgesenkt, so daß die Unterseite 76 mit dem Mittelabschnitt
des Rohres 5 in Eingriff kommt und
diesen nach unten verformt.
Dies bewirkt, daß die zwei in axialer Richtung außerhalb der Unterseite 76 liegenden
Abschnitte des Rohres 5 in einer senkrechten Ebene aufwärts zu den Seitenflächen
77 gebogen werden, bis sie von den Wänden 74 und den Seitenflächen 77 im untersten
Teil des Preßstempels 75 umschlossen sind, Gleichzeitig wird der Mittelabschnitt
zwischen der Formwand 75 und der Unterseite 76 zu der in den Fig. 33 und 34 dargestellten
Gestalt zusammengedrückt.
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Zur Anpassung der konkaven Außenseite des zusammengedrücken Abschnittes
61 an den Radius des Rohres 7, auf das er aufgesetzt werden soll, muß man nur den
Radius der Wand 73 verandern.
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Ein mit einem zusammengedrückten Mittelabschnitt 61 und zwei zusammengedrückten
Endabschnitten 5B versehenes Rohr 5 eignet sich besonders zur Herstellung von Gitter-
oder Fachwerkträgern gemäß der Darstellung in Figo 35, wo zwei Rohre 5 mit den Abschnitten
5B und 61 zwischen zwei parallelen Tragrohren 7 befestigt sind Sowohl der Endabschnitt
5B als auch der Mittelabschnitt 61 können auf einen entsprechend gestalteten Teil
passend aufgesetzt werden, der aus der Ebene einer Platte ausgeformt ist. Die Fig.
36 und 37 zeigen eine derartige Anordnung in Bezug auf den Mittelabschnitt 61. Hier
ist ein-Wulst 80 aus der Ebene einer Platte 81 ausgepreßt und in den Wulst 80 sowie
in den Mittelabschnitt 61 sind Löcher gestanzt, die miteinander zum Fluchten gebracht
wurde um eine Schraube 82 aufzunehmen und so die Platte 81 mit dem Rohr 5 mit dieser
Schraube und einer Mutter 83 zu verbinden0 Das Loch im Mittelabschnitt 61 zur Aufnahme
Schraube 82 kann entweder nach der Zusammendrückung des telabschnittes 61 oder auch
zugleich mit dieser usammendrUckung
ausgebildet werden.
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Die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Verbindungen
haben den Vorteil, daß ihre Gestalt infolge der Kapillarwirkung zwischen den zu
verbindenden Rohren 5 und 7 die Herstellung einer Lötverbindung erleichtert.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin daß man zugleich mit der Zusammendrückung
des Abschnittes 5B oder 61 leicht Vorsprünge auf den Abschnitten ausbilden kann,
so daß man sie schnell durch Widerstandsschweißung am Rohr 7 befestigen kann. Der
Hauptvorteil der anhand der Zeichnungen beschriebenen Beispiele besteht darin, daß
man zusammengedrückte und gebogene Rohre und Stäbe in Massenfertigung herstellen
kann, wobei die Herstellungskosten und die Krümmungsradien ihrer Biegungen viel
kleiner als bei den bekannten Verfahren sind.
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Zur Verringerung der Reibung zwischen der Ecke 1C und dem Rohr 5 während
der Zusammendrückung und Biegung bei der Ausfuhrungsform gemäß den Fig. 1 und 2
und folglich zur Verringerung der Aufrauhung der Oberfläche des Rohres 5 kann man
in der Ecke 1C ein Rad oder eine Kugel montieren, dessen bzw. deren Radius demjenigen
der Ecke 1C entspricht und auf dem bzw. auf der das Rohr 5 während der Zusammendrückung
und Verbiegung rollt. Eine gleichartige Abwandlung kann man selbstverständlich auch
bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 24 bis 26, den Fig. 28 und 29 und der Fig.
32 vorsehen.
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Unter gewissen Umständen kann es erwünscht sein, beispielsweise bei
der Ausführungsform gemäß Fig. 10 ein strömendes Medium durch die Verbindung fließen
zu lassen.
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In der Praxis wurde gefunden, daß das freie Ende des Abschnittes 5B
durch die beschriebene Zusammendrückung dicht ausgebildet werden kann, während das
gegenüberliegende
Ende des Abschnittes 5B nicht strömungsdicht
bleibt. Wenn man daher zwei Löcher in der Innenwand des Abschnittes 5B an diesem
gegenüberliegenden Ende und in der Wand des Rohres 7 ausbildet, kann man das Innere
des Abschnittes 5C mit dem Inneren des Rohres 7 verbinden. Die Löcher werden vor
dem Zusammenbau und der Verschweißung der Verbindung hergestellt, während der ein
zusammendrückbarer Dichtungsring um die zwei Löcher herum eingelegt und zwischen
der Innenwand des Abschnittes 5B und der Wand des Rohres 7 zusammengedrückt wird.
Ein strömendes Medium kann dann durch die Rohre 5 und 7 fließen und der Dichtungsring
verhindert ein Auslecken des strömenden Mediums aus dem Spalt zwischen den zwei
Wänden.