DE2334159A1 - Verfahren zum herstellen eines verzweigten fittings - Google Patents

Description

P. 4J"*£

Prank Arnold Ni*

Patentanwalt

6 Frankfurt em Main 70 -_Q

Gartenstraße 123 2334159

EN k.UM IL. JSTi₁ ¹LLMi EIEESVERZWEIGTEiT FITTINGS

Die Erfindung betrifft die Herstellung von ge zweigt; en Fittings, z.B. T-3tücken, Vierwegestücken od. dgl.

Sie lä:.',t sich bevorzugt bei der Herstellung von Fittings verwenden, welche während ihres Betriebes hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt werden· Fur derartige Fittings 1st von besonderer Bedeutung, daß das Metall über den ganzen Umfang verfestigt 1st' und sich der übergang zum Abzweig stetig vollzieht

Am bes$_{en wlrd dlese} Aufgabe durch ein Paar von wechselwirkenden Stempeln mit zylindrischen Aushöhlungen bewältigt. Ein rohrförmigen Rohling ovalen Querschnittes wird durch die genannten Stempel in Richtung der großen Ovalachse ■ zusammengepreßt. Einer der Stempel hat In seiner Mitte ein

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Fenster, welches quer zur Längsachse der Aushöhlung angeordnet ist, während an der Wand des Werkstückes eine öffnung geführt 1st, die der Mitte des erwähnten Fensters streng gegenüberzuliegen hat. Bevor sich nun die Stempel einander genähert haben, wird durch die öffnung in den Hohlraum des Werkstückes ein Stab eingeführt, an welchem dann ein zusätzlicher stempel angebaut wird. Je nach der gegenseitigen Näherung der Hauptstempel wird der Zusatzstempel aus dem Hohlraum des Werkstückes herausgezogen. Gleichzeitig mit dem Zusammenpressen des Werkstückes In Radialrichtung und bezüglich seiner Längsachse bildet sich ein seitlicher Abzweig aus (siehe z.B. die Patentschrift der USA Nr. 2787050, El. 29-157, 1W).

"Ss ist verständlich, daß zur Betätigung des den Zusatzstempel tragenden Stabes eine umso größere Kraft erforderlich ist, je dicker die Wandung des künftigen Pittings ist.

Da sich die öffnung des Rohlings nicht erheblich erweitern

weil
läßt ('sonst die Länge des seitlichen Abzweiges stark abnimmt),

kann dieses bekannte Verfahren nur begrenzt verwendet werden.

Es 1st auch ein Verfahren bekannt, bei welchem ein seitlicher Abzweig durch die Stauchung eines rohrförmigen Rohlliigs mittels sich der Längsachse dieses Rohlings entlang bewegender Stempel gestaltet wird. Hierbei findet nicht nur eine Verfestigung des Rohlings, sondern auch eine Verdickung seiner Wandung, was besonders wichtig 1st, statt. Dieses Verfahren ist aber auf den Einsatz einer mehrteiligen Sondermatrize angewiesen,

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in deren Hohlraum einer der Stauchstempel eingeführt wird. Die Uatrize hat ein seitliches Fenster, mit dessen Hilfe die Ab- zvelfyiriQ gebildet wird. Hierbei 1st die Matrize Innen einen höheren Druck ausgesetzt (siehe z.B. die österreichische Patentschrift ITr. 283086, Kl. 49d 30, 1970).

Han erkennt, daß mit der Verdickung der Wand des Sittings die ./anddicke der mehrteiligen i.iatrlze insofern ansteigt, daß das Verfahren nicht mehr wirtschaftlich ist. Darüber hinaus beseitigt das Verfahren ebenso wie das oben besprochene= die Schwierigkeiten nicht, die bei der Ausbildung des Abzweiges unter Verwendung des Zusatzstempels, der am Stab angebaut und durch die öffnung des Rohlings ins Fenster der Matrize eingeführt ist, zu verzeichnen sind.

Das Ziel der Erfindung ist eine Behebung der angegebenen Lachteile·

Der Erfindung liogt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines gezweigten Fittings zu entwickeln, welches, indem es die Vorteile der beiden oben besprechenden Verfahren hat, durch eine neue Kombination von sich aus elastischer Metallverformung ergebenden Arbeitsgängenein dickwandiges Fitting herzustellen ermöglicht. Gemäß diesem Verfahren genauso wie beimersten von den oben geschilderten wird der rohrförmige Rohling In Hadialrlchtungen bezüglich seiner Längsachse mit Hilfe eines Paares von wechselwirkenden Stempeln mit einander ergänzenden Aushöhlungen vorzugsweise zylindrischer Gestalt zusammengepreßt,

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wobei einer der Stempel in seiner Mitte ein Fenster hat, durch, welches ein Vorsprung runden Querschnitts an der Stelle des künftigen .Abzweiges ausgebildet wird. Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren erfolgt nach dem Zusammenpressen des Rohlings eine Stauchung unter Verwendung eines anderen Stempelpaares, wobei sich diese Stempel der Längsachse des Rohlings entlang einander nähern, wodurch der Rohling ballig und sein Vorsprung Im querschnitt oval wird. .Anschließend wird der Rohling wieder In RadlaIrIchtungen bezüglich seiner Längsachse mit ElIfQ von zwei anderen sich der großen Achse des besagten Ovals entlang bewegenden wechselwirkenden Stempeln mit Aushöhlungen vernehmlich zylindrischer Gestalt zusammengepreßt, wobei jeder Stempel eine zusätzliche Aushöhlung meistens zylindrischer Form hat, die die andere Aushöhlung ergänzt und quer zu der Grundaushöhlung verläuft; die zusätzlichen Aushöhlungen dienen für eine endgültige Ausbildung des Vorsprunges zu einem Abzweig des Fittings.

Bei solcher Abfolge der Arbeitsgänge entwickelt sich während der 2usamcienpressung und Stauchung eine nicht hohe Beanspruchung, indem sich ein hinreichend langer Abzweig ergibt und die Wandung über ihre nahezu ganze Fläche beachtlich an Dicke zunimmt*

Hierbei erübrigt sich die Anwendung der speziellen Stauchmatrize.

Gemäß dem bevorzugten Aus£ünrungsbelspi.el wird empfohlen,

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nach Beendigung des Zusammenpressen mittels des ersten Stempelpaares die Kuppe des Abzweiges zur Bildung einer öffnung zu entfernen· Damit 1st es ersichtlich, daß sich dieses Verfahren durch einen verhältnismäßig geringen Arbeltsaufwand auszeichnet. Die dabei verwendete Ausrüstung 1st konstruktiv relativ einfach· Sollte der seitliche Abzweig ziemlich lang sein, wird die Wand des Rohlings, bevor er im ersten Stempelpaar eingebracht ist, mit einer öffnung versehen, Innerhalb des besagten rohrförmigen Rohlings wird ein Zusatzstempel eingebracht, der dann mit einem Stab verbunden wird, welcher durch die Öffnung des Rohlings und das !Fenster des entsprechenden otempels des ersten Stempelpaares eingeführt worden ist·

Gleichzeitig wenn der rohrförmige Rohling In Radialrichtung bezüglich seiner Längsachse zusammengepreßt wird, erfolgt die Entfernung des Zusatzstempels mit Hilfe des Stabes aus dem Rohling, wodurch ein Vorsprung mit einer öffnung formiert wird, deren Außendurchmesser größer als der des fittings ist. Bei den nachfolgenden Arbeltsgängen wird diesem Vorsprung eine endgültige Form gegeben·

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie gestattet, Fittings aus rohrförmigen Rohlingen mit einer Relation der //anddicke zum Innendurchmesser von über 0,15 un<i Abzweige ohne Schwächung ihrer Wände herzustellen»

Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer -Ausführungsbelspiele und mit Bezugnahme auf die Zeichnungen naher erläutert,

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In denen zeigen

Fig.1 einen Querschnitt durch ein erstes am ersten Arbeitsgang teilnehmendes Stempelpaar und einen rohrförmigen Rohling In der Ausgangsstellung;

FIg· 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;

Flg. 3 einen Querschnitt durch ein erstes am Zusammenpressen teilnehmendes Stempelpaar,' nachdem diese Stempel zusammengerückt sind;

Fig« 4- einen Längsschnitt durch ein zweites am Stauchen teilnehmendes Stempelpaar und den rohrförmigen Rohling In der Ausgangsstellung, nachdem er umgestaltet wurde und einen seitlichen Abzweig bekommen hat;

Flg. 5 einen Längsschnitt durch das zweite am Stauchen teilnehmende Stempelpaar am Ende des Arbeltshubes j

Pig· 6 einen Querschnitt durch ein dilttes an dem zweiten Zusammenpressen teilnehmendes Stempelpaar und den bei dem ersten Stauchen umgestalteten Rohling;

Flg. 7 eine Ansicht nach Pfeil A der Flg.. 6;

Flg. 8 einen Querschnitt durch das dritte an aeui Zwei.ten Stauchen teilnehmende Stempelpaar, nachdem die Stempel zusammengerückt sind;

Flg. 9 einen Querschnitt durch ein erstes an dem ersten Zusammenpressen teilnehmendes Stempelpaar, einen Zusatzstempel und einen rohrförmigen Rohling in der Ausgangsstellung gemäß einem anderen Ausführungsbel-

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spiel;

Pig. 10 einen .Schnitt nach der Linie X-X der Flg. 9; Flg. 11 einen Querschnitt durdh das erste an den Zusammenpressen teilnehmende Stempelpaar, nachdem die Stempel zusammengerückt sind; dabei ist der Zusatzstempel aus dem rohrförmigen Rohling herausgezogen! FlG* 12 bis 15 Stellungen eines zweiten und dritten Stempelpaares und Formen, welche der Rohling bei weiterer Verarbeitung gemäß dem »weiten Ausführ ungsbe!spiel annimmt»

Dem ersten Ausführungsbeispiel „ufolge wird ein rohrfÖrmlger vornehmlich nahtloser Metallrohling verwendet, bei welchem die Relation der V/anddicke zum Durchmesser gleich 0,15 oder darüber ausmacht (S¹Ig. 1, 2).

Der Aüßendurchmesoer des Rohlings kann um 10 bis 15% größer als der des Fittings sein.

Der Rohling 1 wird auf einem unteren Stempel 2 "mit einer in seinem oberen Teil befindlichen zylindrischen Aushöhlung 3 derart angebracht, daß die Längsachse des Rohlings 1 parallel zur Längsachse der Aushöhlung 3 vorläuft.

Ein oberer Stempel 4- hat eine zylindrische Aushöhlung 5 und ein in seiner Lütte angeordnetes zylindrisches Fenster 6, dessen Wandung in die Wandung der Aushöhlung 5 stetig übergeht. Die beiden Aushöhlungen 3 und 5 der angegebenen Stempel 2 und 4· ergänzen jeweils einander.

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Am Anfang erfährt der Rohling 1 eine Zusamnieiipr essung in Kadiali?ichtungen bezüglich seiner Längsachse. Erreicht wird dies dadurch, daß sich der obere Stempel 4 dem unteren Stempel 2 annähert und die Krümmung der Aushöhlungen 3 und 5 der wechselwirkenden Stempel 2 und 4 sowie die der Wandung dos Fausters

6 die Krümmung der Außenfläche des Rohlings 1 in 'aiersehrtitt übertrifft. Demnach nimmt der Rohling 1 in seinen Querrichtungen mit Ausnahme des Rohlingsabschnittes, der dem Fenster 6 des oberen Stempels ^ gegenüberliegt, ab. Dieser Abschnitt, des Rohlings wird verformt, wodurch sich ein seitlicher Vorsprung

7 (Flg. 5) runden Querschnittes ergibt. Infolge der ^usammenprossung wird der Rohling 1 in einen Rohling 1a umgestaltet, der dann aus den an dem ersten Zusammenpressen teilgenommenen Stempeln und 4 entfernt und auf einen Stempel 8 (Fig. 4·) aus dem nächsten Paar von wochseIwirkenden Stempeln 8 und 9 mit ebenen Arbeltsflächen angebracht wird. Bei der Senkung des oberen Stempels 9 geschieht eine Stauchung des Rohlings 1a, der Vorsprung 7 verlängert sich und der Rohling 1a ^T-^Ti^d su einen Rohling 1b umgo-¹ staltet, der sich von dem Rohling 1a durch eine Balligkeit gröaerei· Querabmessungen in ihrer Mitte, eine dickere Wandung

und eine kürzere Länge unterscheidet. Hierbei wird der Vorsprung 7 zu einem Vorsprung 7a ausgebildet, dessen Querschnitt oval 1st und groi3e Achse quer zur Längsachse des Rohlings 7b verläuft. Der Rohling 1b wird auf einen unteren Stempel 10 (Fig. 6, 7) mit einer zylindrischen Aushöhlung 11 so gelegt, daß die Längs-

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achse des Rohlings 1b parallel zu der Längsachse der Aushöhlung 11 ist.

Oberhalb des Stempels 10 befindet sich, ein Stempel 12, der mit dem Stempel 10 im Wechselspiel steht und eine zur .Aushöhlung 11 parallele zylindrische Aushöhlung 13 hat. Quer zu den Aushöhlungen 11 und 15 der Stempel 10 und 12, die einander ergänzen, sind zylindrische Aushöhlungen 14 und 15 vorgesehen, die ebenfalls einander ergänzen, wobei die Krümmung aller Aushöhlungen 11, 15, 14 und 15 im Querschnitt die Krümmung der zylindrischen Oberflächen des Rohlings 1b übertreffen, mit welchen die Wandung der besagten Aushöhlungen infolge der gegenseitigen Näherung der Stempel 10 und 12 in «Vechse!wirkung tritt, wobei die letzteren bei dem zweiten Zusammenpressen ihrerseits wechselwirken, dem der Rohling 1b in Radialrichtungen bezüglich seiner Längsachse sowie der Längsachse des seitlichen Vorsprunges 7a ausgesetzt wird. Durch das Zusammenrücken der Stempel 10 und 12 In Richtung, die längs der großen Achse des Ovals verläuft, das der Querschnitt des Vorsprunges 7a angenommen hat, wird der Rohling 1b m einen Rohling 1c (Fig· S) umgestaltet, der sich vom vorhergehenden Rohling durch kleinere Querabmessungen, eine größere Länge des Vorsprunges 7b, dessen Quermaß dem des fertigen Abzweiges entspricht, unterscheidet«

Am Ende des zweiten Zusammenpressen erfolgt eine Entfernung der Kuppe des Vor Sprunges 7"b entweder mechanisch, oder durch einen Schneidbrenner infolge der «anderung eines '

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(in.Zeichnung nicht abgebildeten) Werkzeuges nach der linie B-B.

Es ist leicht zu verstehen, das durch die Stauchung die

eine
Wandung des Abzweiges ' erhebliche Dicke aufweisen kann.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren zufolge erhitzt man den Rohling auf eine Temperatur. bei welchen das Metall wegen des Druckes zu fließen beginnt.·

Durch diese Ausführungsform des Verfahrens kann ein seitlicher Abzweig mit einer Lange von 22 bis 25% vom Außendurch-.messer des Hauptteiles des Fittings erzeugt werden.

Bei der anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich durch die Anwendung eines luusatzstempels 16 (Flg. 9» 10) ein höherer seitlicher Abzweig, wobei dieser Zusatzstempel 16 in den Hohlraum des Rohlings 1d eingeführt wird, der Im Unterschied zum Rohling 1 (Fig. 1, 2) im oberen Teil seiner Wandung eine öffnung 17 hat, durch welche und durch das Fenster 6 des oberen Stempels 4 aus dem ersten Paar der Stempel 2 und ein Stab 18 eingesetzt ist« An diesem Stab 18 *si a&r Sfpropel \(o befestigt, wobei beim Zusammenpressen des Rohlings 1d der Stempel 16 mit Hilfe des Stabes 18 aus dem besagten Rohling herausgezogen wird, so daß der Rohling 1d die Form eines Rohlings 1e (Fig. 11) mit einem Abzweig 7c mit großer öffnung annimmt.

Im weiteren wird der Rohling ¹Je.-mit Hilfe von zwei anderen Hauptstempeln 8 und 9 (Fig. 12, 15) in einen Rohling 1f umgestaltet, wobei der Außendurchmesser des Abzweiges 7d um 10 bis

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o abnimmt. Anschließend erfolgt die Verarbeitung des Rohlings 1f EIu ;els des dritten Paares der Stempel 10 und 12 (Fig· 14, 15) zu einem FertigerZeugnis 1g. Hierbei läßt sich der Abzweig 7d in einen Abzweig 7o gestalten, dessen Durchmesser gleich dem des Hauptteiles des Fittings ist.

jiü steht damit fest, daß sich der zuvor durch das Stauchen und Strecken mit Hilfe der Stempel 2, 4· und 16 hergestellte .Abzweig bei weiterer Verarbeitung langer als der Abzv;elg nach den ersten AusfuhrungsbelspleI des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt, indem seine Lange 28 bis J5Q^ vom Außendurchmesser des Haupttelles des Fittings ausmacht.

ITach der Erfindung können auch Stempel verwenr'pt

'vc-Tclen, deren Aushöhlung nicht unbedingt eine zylindrische Form haben; sie können z.B. eine Kegelform mit einem verhältnismäßig kleinen Konlzitätswinkei haben oder aus Abschnitten zylindrischer und konischer Form r.iit einem relativ geringen Konizltätswlnkei bestehen.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   1 ."Iverf ahren zum Herstellen eines ge zweigten Fittings aus einem rohrförmigen Metallrohling, bei welchem der rohrförmige Rohling In fiadialrichtungen bezüglich seiner Längsachse mit Hilfe eines Paares von wechselwirkenden Stempeln mit einander ergänzenden Aushöhlungen vorwiegend zylindrlecher Gestalt zusammengepreßt wird, wobei einer der Stempel in seiner Kitte ein Fenster hat, durch welches ein Vorsprung runden Querschnittes an der Stelle des künftigen Abzweiges ausgebildet wird, dadurch t. daß dem angegebenen Zusammenpressen eine Stauchung unter Verwendung eines anderen Paares vo*n sich der Längsachse des Rohlings entlang einander nähernden Stempeln folgt, wodurch der Rohling ballig und sein Vorsprung oval Im Querschnitt wird, dann der Rohling wieder in Radialrichtungen bezüglich seiner Längsachse mit Hilfe eines anderen Paares von sich der großen Achse des besagten Ovals entlang bewegenden wechselwirkenden Stempeln mit vornehmlich zylindrischer Gestalt zusammengepreßt wird, wobei öeder Stempel aus den genannten Stempelpaar eine Aushöhlung vorzugsweise zylindrischer Form hat, die die andere gleiche Aushöhlung ergänzt und quer zu der Grundaushöhlung verlauft, wobei die zusätzlichen Aushöhlungen die endgültige Ausbildung des Vorsprunges zu einem Abzv.eig des Fittings bewirken.

   2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzelehnet. das nach Beendigung des Zusammenpressen des rohrförmigen Rohlings

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   mit Hilfe des letzten Stempelpaares die Kuppe des Abzweiges zur Bildung einer öffnung antfennt wird·

   5« Verfahren nach Anspruch. 1, d^A-^ch. gekennzeichnet« daß der verwendete rohrförmlge Rohling an seiner Wandung eine öffnung hat, welche dem Fenster des entsprechenden Stempels aus dem ersten Stempelpaar gegenüberliegt, durch die öffnung und das Fenster ein Stab eingeführt wird, an welchem ein Im Hohlraum des Rohlings befindlicher Zusatzstempel befestigt

   1st, wobei der Zusatzstempel beim Zusammenpressen des Rohlings herausgezogen wird, wodurch sich ein Abzweig mit einer öffnung ausbildet·