DE2657027A1

DE2657027A1 - Innenwerkzeug fuer eine schmiedevorrichtung

Info

Publication number: DE2657027A1
Application number: DE19762657027
Authority: DE
Inventors: Charles Marvin Baker; Gene Bruce Foster
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1975-12-18
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1977-06-23
Also published as: US4043160A; JPS5289555A; FR2335280A1; FR2335280B1; GB1519537A

Description

PATCX¹TANWALTE A. GRÜNECKER

DiPL-ING

W. STOCKMAlR

K. SCHUMANN

DR RER fiAT. - OPU-PHVS

P. H. JAKOB

DlPL-INa

G. BEZOLD

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

16. Dez. 1976 PH 11 153

THE BOEING COKPANT

East Marginal Way South, Seattle, Washington 98124, USA

Innenwerkzeug für eine Schmiedevorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Innenwerkzeug für eine Schmiedevorrichtung und insbesondere ein Innenwerkzeug für eine derartige Vorrichtung/ die in Verbindung mit einem Aussenwerkzeug verwendet wird, um ein hülsenförmiges Kupplungselement an einem dünnwandigen Rohr, wie es bei Rohrleitungssystemen für Flugzeuge verwendet wird, zu befestigen.

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Eine Schmiedevorrichtung der Bauart, auf die sich die Erfindung bezieht, ist in der US-PS 3 200 628 beschrieben. Eine spezielle Ausbildung für eine bekannte innere und äussere Werkzeugausrüstung bei einer derartigen Schiniedevorrichtung wird in der US-PS 3 627 336 beschrieben. Anschlusstücke und Verbindungen für wiederverbindbare Rohrleitungssysteme an - Flugzeugen unter Verwendung von dünnwandigen aufweitungsfreien Rohren und angeschmiedeten Kupplungshülsen sind in der US-PS 3 484 123 erläutert. Die Befestigung der Kupplungshülse erfolgt durch Ausdehnung der Rohrwand in Nuten in der inneren Wand der Kupplungshülse unter Verwendung eines zusammendrückbaren Elastomers. Um das gewünschte Ausma,ss an Nutausfüllung zu erhalten,

sind hohe Drücke im Bereich von 7000 kp/cm (100 ksi) erforder-

Die grundlegenden Elemente der inneren Werkzeugausrüstung von einer solchen Schmiedevorrichtung sind ein Ziehbolzen mit einem Schaft und einem Kopf. Eine nachgiebige Expanderhülse ist koaxial auf dem Schaft nahe dem Kopf angeordnet; und innenseitig der Expanderhülse befindet sich auf dem Schaft eine Dichtungsbüchse. Die Expanderhülse (Elastomer) weist Bereiche mit verringerter Abmessung auf, die sich von jedem Ende des Grundkörpers der Hülse erstrecken und eine Schulter und einen Bund aus Expandermaterial bilden, der sich längs des Schaftes des Ziehbolzens erstreckt. Ein Paar rechteckförmige, gespaltene Antiextrusionsringe umklammert den Grundkörperbereich der Expanderhülse, wobei die Ringe auf den.verkleinerten Bereichen an jedem Ende der Hülse aufsitzen. Der hintere Ring liegt an der Dichtungsbüchse und der vordere Ring an dem Kopf des Ziehbolzens an. Um den Schaft des Ziehbolzens ist koaxial und unter dem

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hinteren Spaltring ein Antiextrusionsring angeordnet, der mit seinen gegenüberliegenden Flächen in Berührung mit der Dichtungsbüchse und der Expanderhülse steht.

Die genannte Ausbildung des Innenwerkzeugs ist mit einer__Anzahl von Problemen verbunden. Darunter zählt die begrenzte Lebensdauer des Werkzeugs sowie das Verkratzen der inneren Oberflächender Rohrwände insbesondere durch den vorderen Spaltring, da dieser während des Rückzughubes des Ziehbolzens zum Zwecke der axialen Kompression und radialen Ausdehnung des Elastomers relativ zu der Innenwand des Rohres bewegt wird.

Die Erfindung beseitigt die mit bekannten Vorrichtungen verbundenen Probleme und vereinfacht deren Aufbau, indem ein Innenwerkzeug für eine Schmiedevorrichtung mit einem Ziehbolzen vorgesehen wird, der einenSchaft und einen am einen Ende des Schaftes angeordneten vergrösserten koaxialen Kopf besitzt. Die sich vom Schaft zur ümfangsflache des Kopfes erstreckende End-oder Stirnfläche des Schaftes bildet einen Sitz für einen Antiextrusionsring. Eine Hülse aus nachgiebigem Material ist koaxial auf dem Schaft nahe dem Ziehbolzenkopf angeordnet^und ferner ist auf" dem Schaft an der dem Kopf gegenüberliegenden Seite der nachgiebigen Hülse koaxial eine Büchse vorgesehen. Die der Hülse zugewandte End- oder Stirnfläche der Büchse bildet ebenfalls einen Sitz für einen Antiextrusionsring. Ein Paar radial ausdehnbare Antxextrusxonsringe ε-ind in den Sitzen von Kopf bzw. Büchse eingelegt und liegen an den gegenüberliegenden Enden der Hülse an.

Durch die Erfindung wird das Verkratzen der inneren Rohroberfläche auf ein annehmbares Ausmass verringert,und ferner schafft

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die Erfindung eine wesentlich erhöhte Werkzeuglebensdauer. Die erfindungsgemässe Konstruktion des Innenwerkzeugs lässt sich auf alle Rohrmaterialien, d.h. sowohl weichen als auch hochfesten Materialien,anwenden. Im Vergleich zu der bekannten Konstruktion ist die Konfiguration des Ziehbolzenkopfes modifiziert worden,um einen Sitz für den vorderen Spaltring und eine Schrägfläche oder Rampe zu schaffen, die sich von dem Schaft zur unteren Kante des Sitzes Erstreckt. Der primäre Vorteil dieser Abänderung liegt darin, dass der Sitz die radialen auf den Ring durch die Expanderhülse ausgeübten Kräfte verringert, indem der Fluss aus Expanderhülsenmaterial unter den Ring eingeschränkt wird. Diese Auslegung führt ferner zu einer zwangsmässigeren Abdichtung, da das anfängliche Zusammendrücken der Expanderhülse eine parallel zur Ziehbolzenachse gerichtete Kraft hervorruft, die auf den Spaltring einwirkt und diesen gegen den Ziehbolzenkopf drückt, so dass sich der Spalt im Ring schliesst und damit ein Austreten von Hülsenmaterial durch den Spalt verhindert wird. Bei weiterem Zusammendrücken der Hülse wird das Hülsenmaterial unter einen Bereich des vorderen Spaltrings gepresst, wodurch eine nach aussen gerichtete Radialkraft entsteht, mittels der durch den Ring eine zweite Dichtung gegenüber der Rohrwandung gebildet wird.

Die Konfiguration von Schrägfläche und Sitz am Ziehbolzenbereich zwischen Schaft und Kopf bedingt einen allmählicheren Übergang und beseitigt damit ein Versagen des Ziehbolzenkopfes aufgrund der einwirkenden hohen Spannungen, wie dies bei der abrupten Querschnittsänderung von bekannten Ziehbolzen der Fall war. Bei der Erfindung kann weiter die Expander hülse zu einer einfachen,geraden,zylindrischen Form ausgebildet werden,

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die sich giessen lässt, d.h. die Bereiche mit verkleinerter Abmessung, die eine Schulter und einen Bund an jedem Ende der bekannten Hülse bilden, werden weggelassen. Der Querschnitt des Antiextrusionsringes ist ebenfalls verändert worden, indem statt eines rechteckförmigen Querschnitts ein kreisförmiger vorgesehen ist, wodurch die Berührungsfläche 'zwischen Ring und der Innenwand des Rohres, das über die Ziehbolzenanordnung bei Betrieb der Schmiedevorrichtung geschoben wird, auf einem Minimum gehalten ist. Diese verkleinerte Berührungsfläche in Verbindung mit den herabgesetzten, auf den Ring durch die Hülsenbünde ausgeübten Radialkräfte verringert oder beseitigt die mit dem Verkratzen und Einkerben verbundenen Probleme. Die kreisförmige Konfiguration des Rings bedeutet ferner, dass zur Herstellung des Rings verfügbare Materialien, wie Klavierdraht und dergleichen verwendet werden können, so dass die bisher notwendige maschinelle Fertigung von quadrat- oder rechteckförmigen Spaltringen nicht erforderlich ist.

Schliesslich ist die Dichtungsbüchsenkonfiguration zur Bildung einer Schrägfläche und eines Sitzes an der Endfläche der Büchse verändert worden, die der Hülse zugewandt 'ist. Die Endflächenkonfiguration stellt ein Spiegelbild der Schrägflächen- und Sitzkonfiguration am Kopf des Ziehbolzens dar. Bei der Büchse wird die Schrägfläche elastisch beim Zusammendrücken der Expander hülse verformt, wodurch der Spalt zwischen der Büchsenbohrung und dem Ziehbolzen abgedichtet wird. Deshalb braucht bei der Erfindung kein Antiextrusionsring, wie bei der bekannten Konstruktion/vorgesehen werden.

Zusammengefasst wird durch die Erfindung ein verbessertes Innenwerkzeug für eine Schmiedevorrichtung geschaffen, mit

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der an einem Rohr Fittings befestigt werden. Das Werkzeug weist einen Ziehbolzen auf, der an einem Ende einen Kopf besitzt und an seinem gegenüberliegenden Ende mit einer Betätigungseinrichtung, z.B. einem Hydraulikzylinder, verbunden werden kann. Eine gerade,zylindrische, nachgiebige Expanderhülse ist koaxial auf dem Ziehbolzen-angeordnet und wird durch ein Paar gespaltene, kreisförmige Antiextrusionringe umfasst. Die Ringe liegen in angepassten Sitzen,die in den einander zugewandten Endflächen von Ziehbolzenkopf und Dichtungsbüchse ausgebildet sind. Die einander zugewandten Flächen von Kopf und Büchsen sind weiter so gestaltet, dass sie eine Schrägfläche bilden, die sich zwischen der Oberfläche des Schaftes und den Spaltringsitzen erstrecken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Gesamtansicht von einer bekannten Schmiedevorrichtung,

Fig. 2 eine vergrösserte geschnittene Ansicht von der inneren und äusseren Werkzeugausrüstung bei der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht von einer Zxehbolzenanordnung (Innenwerkzeug) nach der Erfindung,

Fig. 4 eine geschnittene Ansicht von der bekannten Zxehbolzenanordnung (innerem Werkzeug) nach Fig. 2,

Fig. 5 eine geschnittene Ansicht der erfindungsgemässen Zxehbolzenanordnung,

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Fig. 6 eine Draufsicht auf einen.erfxndungsgemassen Spaltring, und

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von einer erfindungsgemässen Dichtungsbüchse.

Eine Vorrichtung 10 zum Anschmieden eines Rohres im Gesenk mit einer Anordnung 12, bestehend aus einer nachgiebigen Expanderhülse und einem Ziehbolzen_#, ist in Fig. 1 und 2 gezeigt. Die Schmiedevorrichtung 10 verwendet einen hydraulischen Zylinder 16, der wirkungsmässig mit der Anordnung 12 verbunden ist. Die innere Werkzeugausrüstung wird deshalb so genannt, weil sie in eine miteinander zu verschmiedende Rohr- und Hülsenkombination eingesetzt werden kann. Die RohrSchmiedevorrichtung wird durch einen Satz sogenannter äusserer Werkzeuge vervollständigt, die das Rohr und die Hülse umgeben und halten, sowie das innere Werkzeug während des Schmiedevorgangs führen. Ein nicht gezeigter Kolben ist im Zylinder 16 beweglich und über einen Gewindeadaptor 17 mit der Anordnung 12 verbunden. An dem Zylinder sind hydraulische Leitungen 18 vorgesehen, über die den Enden des Zylinders wahlweise ein Druckmedium zugeführt oder abgeführt werden kann, so dass der Kolben im Zylinder in der einen oder anderen Richtung bewegt wird.

Die Anordnung 12 ist mit dem Kolben und Adaptor an dem Gewindeende eines Schaftes 21 des Ziehbolzens 20 verbunden. Ein integral angeformter, vergrösserter Kopf 22 ist am gegenüberliegenden Ende des Ziehbolzens 20 ausgebildet. Ein Paar Spaltringe 31, 32. fasst eine nachgiebige Expanderhülse 30 ein, die innenseitig des Kopfes 20 auf dem Ziehbolzen angeordnet ist. Eine

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Dichtungsbüchse ist zwischen dem Spaltring 32 und einem Amboss .28 dagegen anliegend vorgesehen, wobei der Amboss 28 das innere Ende des Ziehbolzens umgibt. Die innere Werkzeugausrüstung wird durch einen in Fig. 4 gezeigten Antiextrusionsring 35 vervollständigt, der koaxial um den Ziehbolzen und unter dem Ring 32 zwischen der Dichtungsbüchse 26 und der Hülse 30 angeordnet ist.

Das Aussenwerkzeug weist eine geteilte Gesenkanordnung 24 aus drei Segmenten, einen Gesenkschliessring 14 sowie den zuvor genannten Amboss 28 und den Adaptor 17 auf. Der hydraulisch betätigte Gesenkschliessring schliesst das geteilte Gesenk um das Rohr und die Hülse, wenn diese ordnungsgemäss an dem an der Dichtungsbüchse 26 vorgesehenen Absatz 33 und an den Indizierflachen des Amboss 28 angelegt worden sind. Der Amboss arbeitet mit dem geteilten Gesenk dergestalt zusammen, dass die Hülse eingeschlossen wird.und dient weiter dazu, die Hülse und das Rohrende (über die Büchse) in genaue Ausrichtung zueinander'zu bringen. Desweiteren verhindert der Amboss eine Ausdehnung des.Rohres und der Kupplungshülse während der Kompression der nachgiebigen Expanderhülse.

Während eines Schmiedevorgangs wird der hydraulische Zylinder 16 unter Druck gesetzt, um den Ziehbolzen zurückzuziehen. Der Kopf des Ziehbolzens 22 bewegt sich zum Zylinder, während die Dichtungsbüchse 26 durch den Amboss 28 zurückgehalten wird und daher in Ruhe verbleibt. Das Zurückziehen des Ziehbolzens führt daher zu einem Zusammendrücken der nachgiebigen Hülse 30, verbunden mit einer radial nach aussen gerichteten Expansion derselben gegen die Innenwand des Rohres, das direkt gegenüber den Nuten in der Hülse angeordnet ist, mit der das Rohr verschmiedet werden soll.

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Wie in Fig. 2 gezeigt ,wird das mit einer umgebenden Hülse zu verschmiedende Rohr 3 6 über den Ziehbolzen 20, die Dichtungsbüchse 26, die Expanderhülse 30 und die Spaltringe 31, 32 geschoben. Der Zylinder 16 wird dann unter Druck gesetzt, so dass sich der Ziehbolzen zurückzieht und die Expanderhülse zwischen den Spaltringen axial zusammengedrückt wird.. Die daraus sich ergebende, radial nach aussen gerichtete Expansion der Hülse 30 gegen das diese umgebende Rohr 36 drückt den zugewandten Bereich des Rohres in eine fluiddichte und axial belastbare Eingriffnähme mit dem Kupplungsteil 38. Während des axialen Zusammendrückens der Hülse 30 werden auch die Bünde 34 an der Hülse zusammengedrückt, so dass sie sich radial nach aussen ausdehnen.und damit die Spaltringe 31, 32 radial nach aussen gegen die Innenfläche des Rohres 36 verformt werden, wodurch ein Entweichen von Hülsenmaterial durch die klei-r nen ringförmigen Abstandsspalte zwischen dem Rohr und dem Ziehbolzenkopf 22 an einem Ende und dem Rohr und der Dichtungsbüchse am anderen Ende verhindert oder einem solchen Entweichen entgegengewirkt wird.

Das eingangs erwähnte Zerkratzen oder Markieren des Rohrinneren ist Folge des Umstandes, dass die Kanten an den Ecken und längs des Spaltes der Spaltringe 31, 32 in Berührung mit dem Rohr kommen, wobei dies insbesondere bei dem ^: vorderen Ring 31 der Fall ist, der sich mit dem Ziehbolzen bewegt. Wegen der die Bünde 34 an jedem Ende der Hülse 30 bildenden Bereiche mit verringerter Abmessung führen die auf die Spaltringe einwirkenden Radialbeanspruchungen nicht nur zu einem Ausdehnen der Ringe, sondern auch zu einem öffnen des Spaltes. Das Material der Hülse 30 kann somit

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durch den sich ergebenden Spalt entweichen.

Die bekannte Ziehbolzenanordnung ist weiter im Schnitt in Fig. 4 gezeigt. Ein Antiextrusionsring 35 umgibt den Ziehbolzen und ist so ausgebildet, dass er auf dem Schaft 22 zwischen der Dichtungsbüchse 26 und der Druckhülse 3o sitzt. Die Innenwand der Hülse 3o ist gleichfalls komplimentär abgeschrägt, so dass sie den Antiextrusionsring aufnimmt und auf dem Ring aufliegt. Wenn der Ziehbolzen 2o hydraulisch in Richtung auf die Dichtungsbüchse 26 während des Schmiedevorgangs bewegt wird, übt eine parallel zur Achse des Ziehbolzens gerichtete Kraftkomponente einen Druck auf den Antiextrusionsring 35 aus, der ein Entweichen von Elastomermaterial aus der Hülse 3o in die Bohrung der Dichtbüchse 26 verhindert. Mit der bekannten Konstruktion ist ein weiteres charakteristisches Problem verbunden, indem der aus einem weichen Metall gefertigte Ring 35 einer Dauerbeanspruchung und erheblichem Verschleiss unterworfen ist, so dass er häufig ausgetauscht werden muss.

Um die mit dem Betrieb des bekannten Ziehbolzans verbundenen, vorausgehend erwähnten Probleme zu beseitigen, wurde eine modifizierte Konstruktion für die Ziehbolzenanordnung entwickelt, die in Fig. 3 und 5 wiedergegeben ist. Bei dieser Anordnung ist ein Ziehbolzen 44 mit einem Kopf versehen, der eine modifizierte Querschnittsgestalt an der Endfläche besitzt, die der Expanderhülse zugewandt ist. Diese modifizierte Querschnittsgestalt bildet einen bogenförmigen Sitz 48 zur Aufnahme eines geteilten Antiextrusionsrings5o mit kreisförmigem Querschnitt. Gleichfalls besitzt eine auf dem Ziehbolzen an dem inneren Ende der Expanderhülse 46 angeordnete Dichtbüchse 52 einen modifizierten Querschnitt an der der Hülse 46 zugewandten

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Endfläche, indem dort ein bogenförmiger Sitz 54 für einen zweiten geteilten Antxextrusxonsring 56 mit kreisförmigem Querschnitt vorgesehen ist.

Erfindungsgemäss ist weiter für die Expanderhülse 46 eine modifizierte Gestalt -geschaffen,indem die Schultern und Bünde aus Expandermaterial weggelassen sind, die bei der bekannten Konstruktion unterhalb der-Spaltringe liegen. Die erfindungsgemässe Expanderhülse stellt einen geraden kreisförmigen Zylinder ohne Schultern,Hinterschneidungen oder koaxialen Bünden an beiden Enden dar. Wegen des Fehlens einer Schulter-Bundkonfiguration an der Expanderhülse kann die Hülse 46 nach dem Giessverfahren hergestellt werden, ohne dass zur Ausbildung von Schulter und Bünden eine maschinelle Nachbearbeitung der Hülse erforderlich ist. Es wird hierdurch also ein Schritt bei der Fertigung der Expanderhülse weggelassen, wodurch die Kosten für die Hülse erheblich verringert werden.

Indem für dievSpaltringe 50, 56 an dem Ziehbolzenkopf bzw. der Dichtungsbüchse ein Sitz vorgesehen ist und indem der Bund aus Expandermaterial, der bislang unter den Spaltringen 31, 32 angeordnet war, weggelassen vurde, werden die hohen von dem Bund aus Expandermaterial auf die Spaltringe ausgeübten Radialkräfte ausgeschaltet. Desweitaren wird durch die neue Sitzkonstruktion eine zwangsmässigere Abdichtung gegenüber einem Austreten von Expandermaterial erhalten, da das anfängliche Zusammendrücken der Expanderhülse auf die Spaltringe 50, 56 eine Axialkraft parallel zur Mittellinie des Ziehbolzens ausübt, so dass die Spaltringe gegen den Ziehbolzenkopf und die Dichtungsbüchse gedrückt werden. Dies hat zur Folge, dass sich die Spalte in den Ringen schliessen und ein

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Austreten von Material durch den Spalt verhindert wird.

Zusätzlich zu dem kreisbogenförmigen Querschnitt der Sitze 48, 54 sind unterhalb der Sitze 48, 54 am Ziehbolzenkopf bzw. der Dichtungsbüchse Schrägflächen 58, 60 ausgebildet die sich vom unteren Ende der Sitze zu der Welle oder dem Schaft 64 des Ziehbolzens erstrecken. Hierdurch erhält der Querschnitt des Kopfes des Ziehbolzens eine fortschreitender geneigte Konfiguration, wobei festgestellt wurde, dass hierdurch ein wesentlicher Beitrag zur Festigkeit des Ziehbolzendkopfens geliefert wird. Damit wird ein Versagen durch Kopfbrüche oder Abreissen bzw. Abziehen des Kopfes von den Schäften verhindert. Bei der bekannten Ausbildung des Ziehbolzenkopfes entstehen sehr hohe Spannungskonzentrationen infolge der abrupten Querschnittsänderung am Übergang von Welle zu Kopf. Der allmählichere geneigte übergang von Schaft zu Kopf beseitigt diese Spannungskonzentrationen und verteilt die Beanspruchung auf eine grössere Fläche des Ziehbolzenmaterials. Das gegenüberliegende Ende des Ziehbolzens ist ebenfalls modifiziert, um den Durchmesser des Schaftes und des Gewindebereiches zu vergrössern. Die Verwendung einer modifizierten Gewindekonfiguration (UNJEF) beseitigt eine scharfe Kerbe an der Gewindewurzel, wie dies noch bei den bekannten Ziehbolzen der Fall war.

Die schräge Konfiguration der Endflächen von Dichtungsbüchse und Ziehbolzenkopf nahe der Expanderhülse verbessert auch die durch die Spaltringe an der Rohrinnenwand erzeugte Dichtwirkung. Beim Zusammendrücken der Expanderhülse wird das Expandermaterial unter die Ringe gedrückt und entstehen an der Unterseite der Ringe Radialkräfte, die eine zweite

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Abdichtung an der Rohrwand bilden. Das Schliessen des Spaltes in den Spaltringen und die Wirkung des Expandermaterials auf die Ringe zur Abdichtung gegenüber der Rohrwand schafft eine wirksame Dichtung, die sich vollständig um die Kante der Expanderhülse erstreckt und verhindert, dass das Expandermaterial unter den hohen Kompressionskräften austreten kann. Die Folge hiervon ist eine erhebliche Verlängerung der Lebensdauer des Expanderrings. Diese Lebensdauerverlängerung beträgt mehr als das 10-fache der Lebensdauer von bekannten Expanderhülsen.

Die neue Konstruktion der Sitze 48, 54 erfordert ferner nicht die Verwendung von quadrat- oder rechteckförmigen Querschnittskonfigur at ionen wie bei den bekannten Spaltringen 31, 32. Vielmehr werden diese durch Spaltringe mit kreisförmigem Querschnitt ersetzt. Der Vorteil von einem kreisförmigen Querschnitt liegt in einer erheblichen Verringerung der Berührungsfläche zwischen Spaltringen und Innenwand des Rohres', mit dem die Kupplungshülse verschmiedet werden soll. Die verringerte Berührungsfläche zusammen mit der verringerten Radialkraft, die durch das Elastomer der Expanderhülse auf die Spaltringe einwirkt, trägt ferner beträchtlich dazu bei, die mit dem Verkratzen der Innenseite des Rohres bei rechteckförmigen Spaltringen bekannter Konstruktion verbundenen Probleme zu beseitigen. Ebenso wie die Expanderhülse führt auch die neue Konstruktion der Spaltringe zu Fertigungsvorteilen, da nunmehr die Spaltringe von einem verfügbaren runden Draht, z.B. Klavierdraht, hergestellt werden können, während bislang zur Schaffung der rechteckförmigen Spaltringe Drahtmaterial in entsprechender Weise bearbeitet werden musste.

Wie zuvor erwähnt, wurde die Dichtungsbüchsenkonfiruation

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verändert, um eine Sitzkonfiguration zu erhalten, die identisch der Konfiguration an der inneren Seite des Ziehbolzenkopfes ist. Die nunmehr geschaffene Schrägfläche hat eine zweite Funktion. Das Expandermaterial bedingt eine elastische Verformung der unterhalb des Sitzes 54 an der Dichtungsbüchse 52 angeordneten Schrägfläche 60, wenn das Expandermaterial zusammengedrückt wird, wodurch der Spalt zwischen der Büchsenbohrung 66 und dem Ziehbolzenschaft 64 abgedichtet wird. Hierdurch kann auf das Vorsehen des Antiextrusionsrings 3 5 der bekannten Konstruktion verzichtet werden.

Einzelheiten hinsichtlich der Konstruktion der erfindungsgemässen Spaltringe und der Dichtungsbüchse sind in Fig. 6 und 7 zu sehen. Ein kreisförmiger Antiextrusxonsring 56 besitzt wie dargestellt einen diagonalen Einschnitt oder Spalt 62, der sich durch das Material des Rings erstreckt. Der Einschnitt verläuft längs einer Linie, die einer Sehne des Kreisrings56 entspricht. Der diagonale Schlitz führt dazu, dass die einander gegenüberliegenden Flächen des Spaltes relativ zueinander gleiten, wenn durch das Expandermaterial gegen den Ring ein nach aussen gerichteter Radialdruck ausgeübt. wird. Hierdurch wird der Umfang des Rings vergrössert, so dass die- " ser eine Dichtung gegenüber dem Rohrinneren schafft. Der Spalt bedingt weiter, dass der Ring eine federartige Wirkung erhält, so dass das Werkzeug sich Änderungen im Rohrdurchmesser anpassen kann.

Die modifizierte Konfiguration der Dichtungsbüchse ist perspektivisch in Fig, 7 gezeigt. Wie dargestellt ist die Büchse 52 kreisförmig und besitzt einen ringförmigen Sitz 54 unterhalb eines Absatzes 68, gegen den eine Länge des Rohres

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anschlägt, das mit der Kupplungshülse durch die Vorrichtung
unter Verwendung des Innenwerkzeugs nach der Erfindung verschmiedet werden soll. Die ringförmige Schrägfläche 56 ist
ebenfalls gezeigt. Wie zuvor angedeutet, führt die Büchse
52 den Ziehbolzen bei seiner hin- und hergehenden Axialbewegung in Richtung auf und weg vom Hydraulikzylinder.

Daraus geht hervor, dass das verbesserte Innenwerkzeug zahlreiche Vorteile bietet, die Folge der modifizierten Konfiguration von Ziehbolzen, Spaltringen und Expanderhülse sind. Diese Vorteile sind u.a. eine erheblich erhöhte Lebensdauer und Einsatzfähigkeit der Werkzeugausrüstung und eine Verringerung der Gesamtkosten für das Werkzeug, bedingt durch dessen vereinfachte Herstellungsmöglichkeit und durch das Weglassen von gewissen Bauteilen.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Innenwerkzeug für eine Schmiedevorrichtung, bestehend aus einem Ziehbolzen mit einem Schaft und einem an einem Ende des Schaftes angeordneten vergrosserten, koaxialen Kopf, einer koaxial auf dem Schaft nahe dem Ziebolzenkopf angeordneten Hülse aus nachgiebigem Material, einer koaxial auf dem Schaft an der dem Kopf gegenüberliegenden Seite der nachgiebigen Hülse angeordneten Büchse und einem Paar radial ausdehnbare Antiextrusionsringe, dadurch g e k e η η ·

und der Umfangsflache des Kopfes (45) erstreckende Endfläche des Kopfes einen Sitz (48) aufweist, die nahe der HiiXse (46) liegende Endfläche <3.en=· Büchse (52) einen Sits (54) aufv^eist, ia.3n<5L ii_xx <3-«=n. S it. = exi C 4 S , 5 4 5 -voxi Kopf :fc>E=w_ Bxictise , <a.dL·^

ionsi

C ΞΟ ,

net, dass die Antiextrusionsringe (5O, 56) einen kreisförmigen Querschnitt haben und an einer Stelle ihres Urafanges längs einer Linie geteilt sind, die eine Sehne des durch den Ring gebildeten Kreises darstellt.

Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennz eichn e t , dass die Sitze (48, 54) an den Endflächen von Ziehboldzenkopf (45) und Büchse (52) bogenförmig so ausgebildet sind, dass sie sieh den kreisförmigen Ringen (50, 56) angepasst sind.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endfläche der Büchse (52) eine elastisch verformbare Schrägfläche (60) bildet, die sich vom unteren Ende des Sitzes (54) zur Bohrung (66) der Büchse erstreckt.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennz eichn e t , dass die Hülse (46) ein gerader rechtwinkliger
Kreiszylinder ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Endfläche des Ziehbolzenkopfes (45)"mit einer elastisch sich verformenden Schrägfläche (58) versehen ist, die sich von dem Schaft (64) des Ziehbolzens zum unteren Ende des Sitzes (48) erstreckt.

7. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn e t , dass die Querschnittskonfiguration des Ziehbolzens (44) an der Übergangsstelle zwischen dem Schaft '(64) und dem Ziehbolzenkopf (45) geneigt ist und beträchtlich von
einer rechtwinkligen Beziehung zum Schaft abweicht.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennz eichn e t , dass der Übergang durch die Kombination von einer Schrägfläche (58) und einer integral an der innenseitigen Oberfläche des Ziehbolzenkopfes (45) ausgebildeten bogenförmigen Fläche geschaffen ist.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennz eichn e t , dass eine spiegelbildliche Ausbildung :'. . " ~ - .-. von Schrägfläche und Sitz am Ziehbolzenkopf (45) an der

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Endfläche der Büchse (52) nahe der Hülse (46) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung zum Befestigen von einem aussen umgebenden hülsenförmigen Element an einem rohrförmigen Element unter Verwendung eines ersten Werkzeugsatzes, der ausserhalb des hülsenförmigen und rohrförmigen Elementes angeordnet ist, und einem zweiten, innerhalb der Elemente angeordneten Werkzeugsatζ, wobei der zweite Werkzeugsatz gebildet ist aus einem Ziehbolzen mit einem Schaft und einem an einem Ende des Schaftes angeordneten, vergrösserten koaxialen Kopf, einer koaxial auf dem Schaft nahe dem Ziehbolzenkopf angeordneten Expanderhülse aus nachgiebigem Material, einer koaxial auf dem Schaft an der dem Kopf gegenüberliegenden Seite der nachgiebigen Hülse angeordneten Dichtungsbüchse und einem Paar gespaltener Antiextrrusiansringe, dadurch gekennzeichnet , dass die sich zwischen den Schaft (64) und. der ümfangsfiäche des Kopfes (45) erstreckende Endfläche des Kopfes einen bogenförmigen Sitz (48) aufweist, die Endfläche der Büchse (52) nahe der Hülse (46) einen bogenförmigen Sitz (54) bildet, und die Antiextrusionsringe (50, 56) einen kreisförmigen Querschnitt haben und in den Sitzen von Kopf bzw. Büchse so angeordnet sind, dass sie an den gegenüberliegenden Enden der Hülse (46) anliegen.

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