DE2743998C2

DE2743998C2 - Konischer Tubenrohling und Vorrichtung zum konischen Aufweiten eines Tubenrohlings

Info

Publication number: DE2743998C2
Application number: DE19772743998
Authority: DE
Inventors: Marcel Porrentruy Domeniconi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-09-30
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE2743998A1; GB2004796B; GB2004796A; FR2404569B1; FR2404569A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Tubenrohling mit einem Tubenhals, auf den ein Tubenverschluß in Form eines Hütchens aufschraubbar ist, mit einer daran b5 anschließenden konischen Tubenschulter, die in den konischen Tubenkörper, der zwei verschiedene Konuswinkel aufweist, übergeht, in dessen offenes Ende gleichartige Tubenrohlinge bis zur Anlage ihres Hütchens an der Schulter der vorhergehenden Tubenrohlinge einschiebbar sind.

Die Erfindung bezieht sich fen;er auf eine Vorrichtung zum Herstellen eines derartigen Tubenrohlings bz-.y. zum konischen Aufweiten von zylindrischen Tubenrohlingen, vorzugsweise mittels Druckluft mit einem Dorn und einer innen konischen Matrize, zwischen die der zylindrische Tubenrohling einführbar ist wobei die Matrize an ihrem vorderen Ende mit einem das Tubenhütchen und die Tubenschulter aufnehmenden Kopfteil versehen ist

Aus der GBPS 89 387 ist ein Tubenrohling mit einigen Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt geworden, der jedoch über die gesamte Länge des Tubenkörpers gleichmäßig konisch aufgeweitet ist Der Konus ist derart gewählt, daß die ineinander gesteckten Tuben umfangsseitig zwischen sich einen kleinen Spalt freilassen, damit sie wieder auseinandergezogen werden können, wobei in ineinandergeschobenem Zustand das Tubenhütchen der eingesteckten Tube von innen an der Schulter der aufnehmenden Tube anliegt Das Problem beim Ineinanderschieben von derartigen mit Tubenhütchen versehenen konischen Tubenrohlingen besteht hierbei darin, daß der Konus des Tubenkörpers in Abhängigkeit von der Größe des Tubenhütchens gefertigt werden muß. Mit anderen Worten: Die Höhe und der Enddurchmesser des Tubenhütchens bestimmen im wesentlichen die Tiefe des Eindringens eines Tubenrohlings in den anderen, wobei zu beachten ist, daß je größer die Eindringtiefe, also je kleiner das Tubenhütchen ist, desto größer der Winkel des Konus des Tubenrohlingkörpers sein muß. Wenn das Hütchen groß ist, kann der Tubenkörper mit einem relativ flachen Konus ausgebildet sein, ist es jedoch klein, so muß der Konus steiler sein. Hierbei stößt man jedoch an eine Grenze, die durch die größtmögliche Reckung des Tubenmaterials beim konischen Aufweiten bestimmt ist. Man hat festgestellt, daß diese Reckung maximal etwa 14% der Gesamtlänge vom ursprünglichen Durchmesser bis zum offenen konifizierten Ende sein darf, da anderenfalls, wenn dieser Wert überschritten wird, die Tube platzt. Dies bedeutet daß ein maximal möglicher Winkel für den Konus aufgrund der Materialeigenschaft der Tube festgelegt ist. Nachteilig hieran ist jedoch, daß dieser maximale Konuswinkel umgekehrt die Größe des Tubenhütchens bestimmt, wenn man beim Ineinanderstapeln stets einen Luftspalt zwischen den Tubenkörpern erhalten will. Macht man das Tübenhütchen kleiner, so können sich die Tubenrohlinge, insbesondere ihre Körper reibschlüssig ineinander verkeilen, so daß erstens die Gefahr von Beschädigungen des Tubenmantels, zweitens die Gefahr der Deformierung des Tubenkörpers und drittens die Gefahr besteht, daß die Tubenrohlinge nicht mehr oder nur sehr schwer wieder auseinandergezogen werden können. Selbst wenn man sich bezüglich der minimalen Hütchengröße nach dem maximal möglichen Konus richtet, besteht ferner der Nachteil, daß zum Herstellen der verschiedenen Konusse in Abhängigkeit von unterschiedlichen Tubenhütchen jeweils gesonderte Vorrichtungen bzw. Werkzeuge verwendet werden müssen. Dies bedeutet nicht nur einen erheblichen Zeitaufwand beim Rüsten der Vorrichtung, sondern auch erhebliche Mehrkosten für die Herstellung und Bereitstellung der verschiedenen Werkzeuge.

Weiterhin ist in der DEOS 21 42 740 eine Aordnung

mit sämtlichen Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen worden, bei der also der kegelige Tubenkörper zwei verschiedene Konuswinkel aufweist, wobei sich allerdings der größere Konuswinkel am Tubenende befindet Durch eine solche Ausbildung der Tube will man das »Markieren« oder Ankratzen der Tuben beim Ineinandsrstapeln verhindern, die oben erwähnten Nachteile, die sich aus der gegenseitigen Abhängigkeit von Hütchengröße und Größe des Konsuwinkels des Tubenrohlings im Bereich des Hütchens ergeben, bleiben jedoch bestehen.

Man ist deshalb auch schon dazu übergegangen, die Tubenrohlinge nicht konisch aufzuweiten, sondern zylindrisch zu belassen und den Zylinder mit stufenförmigen Erweiterungen zu versehen, so daß die Tubenrohlinge beim Ineinanderschieben mittels ihrer durch das stufenweise Erweitern gebildeten Schultern aneinanderliegen. Da auch hierbei die Stufen aus Materialgründen nicht rechtwinklig sein können, sondern konisch sein müssen, so besteht trotz eines kurzen Konus nach wie vor die Gefahr, daß sich die Tuben an einer oder mehreren Anlagebereichen mit den oben genannten Folgen ineinander verkeilen können.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen konischen Tubenrohling der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Verkeilen und Beschädigen der Tuben beim Ineinanderstapeln vermieden und die Herstellung solcher Tuben von Risiken befreit wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum konisehen Aufweiten von zylindrischen Tubenrohlingen zu schaffen, mit deren Hilfe die Herstellung vereinfacht und verbilligt und zuverlässiger gemacht werden kann und die leicht an alle konstruktiven Erfordernisse angepaßt werden kann.

Zur Lösung der obigen Aufgabe ist bei einem Tubenrohling der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Tubenkörper in seinem vorderen, an die Tubenschulter angrenzenden Bereich eine gegenüber dem übrigen Tubenkörperbereich größere Konizität besitzt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum konischen Aufweiten eines zylindrischen Tubenrohlings, die mit einem Dorn und einer innen konischen Matrize versehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize zweiteilig ist, nämlich aus einem einen bestimmten Innenkonus besitzenden, für alle Tubenrohlinge verwendbaren Standardteil und einem auswechselbar am Standardteil gehaltenen, mit einem großen Innenkonus versehenen Vorderteil besteht.

Beim erfindungsgemäßen Tubenrohling ist gewährleistet, daß auch bei relativ kleinem Tubenhütchen die Rohlinge ineinandergeschoben werden können, ohne daß sie sich verkeilen. Dies wird durch den zusätzlichen, größeren Konus im vorderen Bereich erreicht, der relativ kurz sein kann, so daß in keinem Falle die maximal mögliche Reckung des Tubenmaterials erreicht wird. Im allgemeinen genügt es, wenn dieser vordere Konusbereich hinsichtlich seiner Länge etwa gleich oder etwas größer ist als der Höhe des Tubenhütchens entspricht. Auch die Herstellung bzw. das Aufweiten eines derartigen zylindrischen Tubenrohlings ist nicht aufwendiger als ein Rohling, der einen gleichmäßigen Konus enthält, da auch der zweistufige Konus mit einem einzigen Werkzeug herstellbar ist. Vereinfacht und verbilligt wird die Lagerhaltung bzw. das Herstellen von Werkzeugen fijr das konische Aufweiten, da das Standardteil füf alle Tubenkörper verwendet werden kann und jeweils nur ein anderes Vorderteil diesem Standardteil zugeordnet werden muß. Aufgrund einer einfachen auswechselbaren Befestigung ist es auch kein Problem, ein solches Vorderteil gegen ein anderes auszutauschen, da der Austausch am vorderen Ende des Standardteils und nicht an der Maschine selbst erfolgt Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung ίο dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt

Fi g. 1 in schematischer Halbschnittdarstellung ineinandergeschobene zweifach konisch erweiterte Tubenrohlinge und

Fig.2 in auseinandergezogener Darstellung das Werkzeug einer Vorrichtung zum konischen Aufweiten vonzylindrischen Tubenrohlingen.

Fig. 1 zeigt zu einer sogenannten Stange 12 ineinandergeschobene bzw. gestapelte zweifach konisch erweiterte Tubenrohlinge 11. Jeder Tubenrohling 11 besitzt einen mit einem Außengewinde versehenen Tubenhals 13, auf den ein Tubenverschluß in Form eines Hütchens 14 aufgeschraubt ist, ferner einen Tubenkörper 16, in dessen offenes Ende 17 ein anderer Tubenrohling 11 mit dem Hütchen 14 voraus eingeschoben ist, und schließlich eine den Tubenkörper 16 und den Tubenhals 13 verbindende mit einem steilen Konus versehene Tubenschulter 18. Dabei besitzt der Tubenhals 13 eine wesentlich größere Dicke als die 3<) Tubenschulter 18, die wiederum etwas dicker als der Tubenkörper 16 ist.

Wie aus F i g. 1 ferner ersichtlich ist. weist der Tubenkörper 16 zwei konische Bereiche 21 und 22 auf, die sich hinsichtlich des Konuswinkels unterscheiden. Während der hintere konische Bereich 21, der den größten Teil der Länge des Tubenkörpers 16 einnimmt, einen Winkel λ besitzt, hat der Winkel des vorderen konischen Bereiches 22 einen größeren Wert ß. Diese beiden konischen Bereiche 21 und 22, die aus einem mit einem zylindrischen Tubenkörper versehenen Tubenrohling in noch zu zeigender Weise und mit einem noch zu zeigenden Werkzeug geformt werden, schließen über einen leichten Knick einstückig aneinander, welcher Knick jedoch an der fertigen Tube optisch kaum wahrnehmbar ist. Dieser Übergangsknick ist in F i g. 1 mit der Bezugsziffer 23 gekennzeichnet.

Wie aus Fig. 1 außerdem ersichtlich, werden die konischen Tubenrohlinge 11 so weit ineinandergeschoben, bis das vordere Ende des Tubenhütchens 14 des einen Tubenrohlings 11 an der Innenfläche der Tubenschulter 18 des vorangehenden Tubenrohlings 11 anliegt. In dieser Stellung besteht zwischen zwei ineinandergeschobenen Tubenrohlingen 11 im Bereich des vorderen Konus 22 des eingeschobenen Tubenrohlings 11 ein Luftspalt 26, der sich ausgehend von der Tubenschulter 18 nach hinten verjüngt und in einen Spalt 27 konstanter Breite übergeht, der zwischen den parallelen hinteren Konusbereichen 21 zweier ineinandergeschobener Tubenrohlinge 11 ausgebildet ist. Diese Spalte 26 und 27 gewährleisten, daß die ineinandergeschobenen Tubenrohlinge 11 in einfacher Weise und vor allem unbeschädigt und nicht deformiert wieder auseinandergezogen werden können. Die Breite des konstanten Spaltes 27 wird in geeigneter Weise gewählt ⁶^ und beträgt Bruchteile von 1 Millimeter. Der Winkel α für den hinteren Konusbereich 21 hat hinsichtlich seiner Größe seine Grenze dort, wo eine Streckung des Materials des Tubenrohlings 11 beim Aufweiten des

Tubenkörpers 16 von etwa 14% der Gesamtlänge von ihrem ursprünglichen zylindrischen Durchmesser bis zum konifizierten Ende hin erreicht ist. Dieser Winkel wiederum bestimmt die Einschublänge eines Tubenrohlings 11 in einen anderen unter Beibehaltung eines ■"> gewünschten konstanten Spaltes 27. Da bei einer derartigen maximalen Einschublänge kürzere Tubenhütchen 14 nicht an der Innenseite der Schulter 18 eines sie umgebenden Tubenrohlings 11 anliegen würden, ist der vordere Bereich 22 mit einem größeren Konuswin- i< > kel versehen. Dieser mit einem größeren Konus versehene vordere Bereich 22 ermöglicht eine Vergrößerung des zwischen den beiden Tubenrohlingen 11 im Bereich des vorderen Endes vorgesehenen Spaltes, so daß auch solche Tubenrohlinge 11 in der gewünschten Weise ineinandergeschoben werden können, deren Tubenhütchen 14 kurz sind. Die Länge und der Winkel β des vorderen Konusbereichs 22 ist deshalb von der Höhe und dem vorderen Durchmesser des Tubenhütchens 14 abhängig. Dies bedeutet, daß bei langen und/oder durchmessergroßen Tubenhütchen 14 der Winkel β des vorderen Konusbereichs 22 einen relativ geringen Unterschied zum oder gar gleich mit Winkel α des hinteren Konusbereichs 21 sein kann, während bei kurzen und/oder durchmesserkleinen Tubenhütchen 14 der Winkel β des vorderen Konusbereichs 22 gegenüber dem Winkel α relativ groß sein muß, damit sich in der Stellung, in der die ineinandergeschobenen Tubenrohlinge 11 mit ihren Hütchen 14 an der Innenfläche der Schulter 18 anliegen, die Tubenkörper 16 nicht berühren. Ein weiteres Kriterium ist die Länge des vorderen konischen Bereiches 22, die im wesentlichen etwa gleich oder etwas größer als die Höhe des verwendeten Tubenhütchens 14 ist. Die Länge des vorderen Konusbereichs 22 kann auch so definiert sein, daß sie sich aus der Differenz der Länge des umgebenden Tubenrohlings von der Anlagestelle des inneren Hütchens 14 an der Tubenschulter 18 bis zum Knick 23 des inneren Tubenrohlings 11 und der Länge des Tubenhütchens 14 und der Tubenschulter 18 des to inneren Tubenrohlings 11 ergibt.

in Fig. 2 ist das Werkzeug 31 für eine Vorrichtung zum Herstellen eines in Fig. 1 dargestellten doppelt konischen Tubenrohlings 11 dargestellt. Die Vorrichtung, von der lediglich das Werkzeug 31 dargestellt ist, dient also zum konischen Aufweiten eines gestrichelt dargestellten Tubenrohlings 11 ',dessen Körper 16' eine über die Länge zylindrische Form besitzt und auf dem bereits die Tubenschulter 18 und der Tubenhals 13 angeformt und das Hütchen 14 aufgeschraubt ist Das Werkzeug 31 weist im wesentlichen einen Dorn 32, auf Hen HerTiibenrnhling 11' satt aufschiebbar ist, und eine Matrize 33 auf, in die der Dorn 32 einschließlich des Tubenrohlings 11' eingeschoben wird. Es versteht sich, daß es zum Über und Ineinanderschieben von Dorn 32, 55 Matrize 33 und Tubenrohling 11' gleichgültig ist, welches der Teile bewegt wird. Bei der Anordnung gemäß Fig.2 ist gemäß Doppelpfeil A der Dorn 32 bewegbar, der eine durchgehende Bohrung 34 besitzt, durch die Druckluft zugeführt wird, die zum Aufweiten <* des Tubenrohlings 11' dient

Die Matrize 33 ist bei dem in Fig.2 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel dreiteilig ausgebildet, d.h. sie besteht aus einem Standardteil 36, einem Vorderteil 37 und einem Kopfteil 38, die jeweils auswechselbar ·>"> aneinander"gehalten, d. h. hier miteinander verschraubt werden können. Es versteht sich, daß das Vorderteil 37 und das Kopfteil 38 auch einstückig sein können; wesentlich ist, daß das Vorderteil 37 leicht auswechselbar am Standardteil 36 befestigbar ist.

Die oben erwähnte Vorrichtung besitzt also neben anderen Teilen ein Werkzeug 31, das aus dem Dorn 32 und der Matrize 33 besteht, die ihrerseits aus den drei Teilen 36,37,38 zusammengesetzt ist.

Das Standardteil 36 ist hülsenartig ausgebildet und mit einem Flansch 41 zum Befestigen an einem nicht dargestellten bewegbaren Halter der Vorrichtung versehen. Das rohrförmige Standardteil 36 besitzt ferner über seine Längsrichtung mehrere und jeweils über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete und gegebenenfalls winkelmäßig zueinander versetzte radiale Entlüftungsbohrungen 42, die eine Verbindung von innen nach außen gegebenenfalls über weitere Verbindungsbohrungen herstellen. Das Standardteil 36 ist mit einem Innenkonus 43 versehen, dessen Neigungswinkel « dem Konuswinkel des hinteren Bereichs 21 des erweiterten Tubenrohlings 11 entspricht Dieses Standardteil 36 wird für jede Art von aufzuweitenden Tubenrohlingen verwendet, also unabhängig von der Form und der Abmessung des verwendeten Tubenhütchens 14. Der Innenkonus 43 wird dabei vorzugsweise so ausgebildet, daß zusammen mit dem maximalen vorderen Konus die noch zulässige Reckung des Tubenmaterials erreicht ist. An seinem vorderen Ende besitzt das Standardteil 36 ein Innengewinde 44 zur Aufnahme des Vorderteils 37. Es versteht sich, daß die Verbindung auch durch einen Bajonettverschluß od. dgl. schnell lösbare Verbindung herstellbar ist.

Die für das Werkzeug 31 verwendeten Vorderteile 37 besitzen entsprechend der Form des zu schaffenden, konischen Tubenrohlings 11 bzw. des verwendeten Hütchens 14 Innenkonusse 46 mit unterschiedlichem Winkel ß. Jedes Vorderteil 37 ist ebenfalls rohrförmig ausgebildet und besitzt radiale Entlüftungsbohrungen 47, die den Innenraum des Vorderteils 37 mit der Außenseite verbinden. Die Länge des Vorderteils 37 entspricht der gewünschten Länge des vorderen Konusbereichs 22 des aufgeweiteten Tubenrohlings 11. Je nach dem erforderlichen Neigungswinkel β wird also ein entsprechend ausgebildetes Vorderteil 37 ausgewählt und mit dem Standardteil 36 verbunden.

Auf das Vorderteil 37 wird das Kopfteil 38 aufgesetzt, das eine Konusfläche 48 besitzt, an der die Tubenschulter 18 während des Aufweitens anliegt, und weiterhin das eine sich daran anschließende zylindrische und/oder konische mittige Bohrung 49 besitzt, die während des konischen Aufweitens des Tubenkörpers 16 das Tubenhütchen 14 aufnimmt, wie dies in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist.

Das konische Aufweiten mit dem Werkzeug 31 geht beispielsweise wie folgt vor sich: Nach Auswahl eines geeigneten Vorderteils 37 mit dem gewünschten Innenkonus 46 werden die drei Matrizenteile 36—38 miteinander verbunden, ein zylindrischer Tubenrohling 11' von hinten in die Matrize 33 eingeschoben, bis die Schulter 18 an der Konusfläche 48 des Kopfteils 38 anliegt und dann der Dorn 32 in den zylindrischen Körper 16 des Tubenrohlings 11' eingeschoben. Es wird dann Druckluft durch den Dorn 32 eingeblasen, die bewirkt, daß sich der zylindrische Tubenkörper 16 vom Dorn 32 abhebt und an die Innenwand 43, 46 der Matrize 33 anlegt Dabei entweicht die Luft zwischen dem Tubenrohling und der Matrize 33 durch die Entlüftungsbohrungen 42 und 47 nach außen. Hat sich der Tubenkörper gleichmäßig an die Innenwände 43,46 der Matrize 33 angelegt, so ist der Tubenrohling 11

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gebildet, der zwei konische Bereiche 21 und 22 mil schieben. Entsprechend kann dann nach dem Aufweit-

unterschiedlichem Neigungswinkel λ und β aufweist. Es Vorgang die Matrize abgezogen und der konische

ist auch möglich, vor dem eigentlichen Aufweitvorgang Tubenrohling 11 aus der Matrize mittels Druckluft

mittels Druckluft den Tubenrohling W auf den Dorn 32 ausgeblasen werden,

und dann die Matrize 33 über den Tubenrohling 1Γ zu ^r>

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tubenrohling mit einem Tubenhals, auf den ein Tubenverschluß in Form eines Hütchens aufschraubbar ist mit einer daran anschließenden konischen Tubenschulter, die in den konischen Tubenkörper, der zwei verschiedene Konuswinkel aufweist, übergeht, in dessen offenes Ende gleichartige Tubenrohiinge bis zur Anlage ihres Hütchens an der Schulter des vorhergehenden Tubenrohlings einschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Tubenkörper (16) in seinem vorderen, an die Tubenschuiter (13) angrenzenden Bereich (22) (Konuswinkel ß) eine gegenüber dem übrigen Tubenkörperbereich (21) (Konuswinkel oc) größere Konizität besitzt.

2. Tubenrohling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (ß) und die Länge des vorderen Konus (22) des Tubenkörpers (16) von der Größe des Tubenhütchens (14) abhängig ist

3. Tubenrohling nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Länge des vorderen Konus (22) des Tubenkörpers (16) zumindest gleich, vorzugsweise etwas größer als die Höhe des Tubenhütchens (14) ist.

4. Vorrichtung zum Herstellen eines Tubenrohlings nach einem der vorhergehenden Ansprüche bzw. zum konischen Aufweiten von zylindrischen Tübenrohlingen vorzugsweise mittels Druckluft, mit einem Dorn und einer innen konischen Matrize, zwischen die der zylindrische Tubenrohling einführbar ist, wobei die Matrize an ihrem vorderen Ende mit einem das Tubenhütchen und die Tubenschulter aufnehmenden Kopfteil versehen ist, dadurch gekennzeichnet daß die Matrize (33) dreiteilig ist und hierbei aus einem einen bestimmten Innenkonus (43) besitzenden, für alle Tubenrohlinge (H') verwendbaren Standardteil (36), einen auswechselbar am Standardteil (36) gehaltenen, mit einem größeren Innenkonus (46) versehenen Vorderteil

(37) sowie aus einem auf diesen folgenden Kopfteil

(38) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel und/oder die Länge des Innenkonus (46) des auswechselbaren Vorderteils (37) im wesentlichen von den Abmessungen des verwendeten Tubenhütchens (14) abhängig sind bzw. ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderteil (37) auf das Standardteil (36) aufschraubbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß das Kopfteil (38) und das Vorderteil (37) einstückig sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (38) mit dem Vorderteil (37) durch Verschrauben verbunden ist.