-
Vorrichtung zur Ausweitung des Tubenkörpers
-
von Tubenrohlingen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufweitung
des Tubenkörpers von Tubenrohlingen mit einem Dorn, der einen im wesentlichen zylindrischen
Abschnitt aufweist, dessen Außendurchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser
des unverformten Tubenrohlings ist, wobei sich an den zylindrischen Abschnitt ein
zweiter Abschnitt anschließt, der sich auf einen größeren Durchmesser erweitert;
mit einem durch den Dorn hindurchlauf enden Kanal, der in Verbindung mit einer Druckluftquelle
steht; mit einer Matrize, die eine die Kontur des verformten Tubenrohlings besitzende
Innenausnehmung aufweist und durch eine koaxiale Relativbewegung über den Formdorn
gebracht werden kann.
-
Zur besseren Stapelung und Lagerung von Tubenrohlingen werdeu diese
häufig mit einem konischen oder abgestuften Tubenkörper versehen. So können sie
zu raumsparenden Tubenstangen zusammengesteckt werden. Die Aufweitung der zunächst
zylindrischen Tubenkörpern in die konische oder gestufte Form geschieht in besonderen
Vorrichtungen. «in besonderes Problem besteht dabei darin, daß sich die Tubenkörper
bei der Verformung verkürzen. Geschieht die Verformung nun, wie dies an sich besonders
zweckmäßig ist, durch Einblasen von Druckluft in das FluDeninnere unter Zuhilfenahme
einer geeigneten Patrize, so verursacht die Verkürzung des Tubenkörpers bei der
abdichtung des Tubeninneren Schwierigkeiten.
-
Aus den deutschen Patentschriften 21 31 504 und 20 12 701 sind nun
Vorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, die sich mit dem geschilderten
Problem beschäftigen. Hier wird an dem Dorn, der in die Tubenrohlinge zur Beaufschlagung
mit Preßluft eingeschoben wird, eine konische Anlagefläche für das offene Ende des
Tubenkörpers vorgesehen. Die Abdichtung des Tubeninneren geschieht durch die Berührung
des Tubenkörper-Endes an dieser Anlagefläche. Wird nun der Tubenkörper aufgeweitet,
so wird zur Aufrechterhaltung der Dichtung die konische Anlagefläche weiter in den
Tubenkörper eingeführt. Die Dichtberührung erfolgt dann auf einem größeren Radius.
-
Bei dieser Art der Abdichtung des Tubeninneren steht das offene Ende
der Tube unter dauerndem, axialem Druck. Weist die Stärke der Tubenwandung Schwankungen
auf oder ist der Lackauftrag ungleichmäßig
dick, so führt die bekannte
ibdichtungsart zur Ausbildung von Zipfeln und Wellungen am Ende des Tubenkörpers.
-
Aufgabe der vorliegenden erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß am offenen Ende des Tubenkörpers während der Aufweitung
keine unerwünschten Zipfel, Wellungen oder ähnliche Deformationen entstehen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der sich erweiternde
abschnitt des Dorns einen größten Außendurchmesser besitzt, der geringfügig kleiner
als der Durchmesser des verformten, offenen Endes des Tubenkörpers ist, und daß
an die Stelle größtenöDurchmessers des sich erweiternden Abschnittes eine elastische
Manschette angrenzt, deren unverformter Außendurchmesser etwas größer als der Durchmesser
des verformten, offenen Endes des Tubenkörpers ist.
-
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der sich erweiternde Abschnitt
des Dorns nicht zu Dichtungszwecken verwendet. Vielmehr ist er dazu bestimmt, das
offene Ende des Tubenrohlings mechanisch auf den endgültigen Durchmesser aufzuweiten,
so daß er dann, einen konstanten Durchmesser besitzend, dauernd von der Manschette
abgedichtet werden kann. Die Verkürzung des Tubenkörpers, welche durch die Ausweitung
hervorgerufen wird, wird durch eine entsprechende axiale Länge der Manschette kompensiert.
-
BLußerdem kann eine korrigierende Bewegung des Tubenrohlings während
der Ausweitung dazu beitragen, daß trotz der Verkürzung des Tubenkörpers die Dichtung
aufrecht erhalten wird.
-
Zweckmäßigerweise besteht dir Manschette aus abriebfestem Gummi oder
abriebfestem, elastomerem Kunststoff. Die Manschette sollte eine axiale Länge besitzen,
die etwa der Verkürzung des Tubenkörpers bei der Ausweitung entspricht, und über
diese Länge hinweg einen etwa konstanten Außendurchmesser aufweisen.
-
Der Formdorn weist vorteilhafterweise einen Haltestift auf, auf dem
ein im wesentlichen zylindrisches Dornteil und ein daran anschließendes, sich auf
den größeren Durchmesser erweiterndes tibergangsstück befestigt sind. Dann setzt
sich der durch den Dorn hindurchgehende Kanal aus einem durch den Haltestift verlaufenden
Kanal und einem durch das hylindrische Dornteil verlaufenden Kanal zusammen. Zwischen
dem tbergangsstück und einem erweiterten Ende des Haltestiftes kann ein Distanzring
eingesetzt sein. Der Aufbau des Formdorns aus Haltestift, zylindrischem Dornteil,
Übergangsstück und Distanzring ermöglicht eine Anpassung an verschiedene Tubenabmessungen.
Zweckmäßigerweise sind das Ubergangsstück und der Distanzring zwischen dem zylindrischen
Dornteil und dem erweiterten Ende des Haltestiftes eingeklemmt.
-
Das Dornteil kann dabei auf den Haltestift aufgeschraubt sein.
-
Zur Erhöhung der Kapazität der Vorrichtung sind vorzugsweise mehrere
Formdorne auf einem Revolverkopf angebracht.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nac-hfolgend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen
erfindungsgemäß ausgebildeten Formdorn mit einem aufgeschobenen Tubenrohling und
mit Matrize; oberhalb
der Längsachse ist der Tubenrohling vor der
sutweitung, unterhalb der Längsachse nach der Aufweitung dargestellt.
-
Die bevorzugte Ausfuhrungsform der Vorrichtung umfaßt mehrere identische
Dorne, die an einem Revolverkopf montiert und zwischen den einzelnen Arbeitsstaionen
taktweise verdreht werden. Es kann jedoch auch ein einzelner, maschinenfest angebrachter
Dorn verwendet werden, wodurch naturgemäß die Kapazität der Vorrichtung sinkt.
-
Der Dorn 1 enthält einen Haltestift 2, der mit seinem in der Zeichnung
rechts liegenden, erweiterten Ende 3 am Revolverkopf (nicht gezeigt) befestigt ist.
Am Revolverkopf-fernen Ende weist der Haltestift 2 ein Gewinde 4 auf, welches in
ein entsprechendes Gewinde in einer Innenbohrung eines im wesentlichen zylindrischen
Dornteils 5 eingreift. Der Außendurchmesser des Dornteils 5 entspricht im wesentlichen
dem Innendurchmesser des Tubenrohlings 6 vor der Verformung. Das freie, äußere Ende
7 des Dornteils 5 verjüngt sich konisch und erleichtert so das Aufstecken des Tubenrohlin-gs
6.
-
Zwischen dem Dornteil 5 und dem erweiterten Ende 3 des Haltestiftes
2 sind ein Ubergangsteil 8 und ein Distanzring 9 eingespannt.
-
Das Ubergangsteil 8 besitzt an dem Ende, das an das Dornteil 5 anschließt,
dessen iußendurchmesser. Es erweitert sich auf den Distanzring 9 zu und besitzt
an seiner weitesten Stelle einen Außendurchmesser, der etwa dem Innendurchmesser
entspricht,
welchen das offene Ende des Tubenrohlings 6 nach dem
Aufweiten einnehmen soll. In einer an den Distanzring 9 angrenzenden Ausnehmung
10 und an diesem anliegend befindet sich eine Manschette 11 aus elastischem Material,
beispielsweise abriebfestem Gummi oder elastomerem Kunststoff, deren Außendurchmesser
in unverformtem Zustand größer als der Innendurchmesser des aufgeweiteten offenen
Endes des Tubenrohlings 6 ist.
-
Durch Austausch der Teile 5, 8 und 9 kann die Vorrichtung auf andere
Tubendimensionen umgestellt werden.
-
Durch den Haltestift 2 erstreckt sich ein axialer Mittelkanal 19,
der an dem in der Zeichnung rechten Ende, also an dem am Revolverkopf liegenden
Ende, mit einer Druckluftquelle kommuniziert. Der Mittelkanal 19 des Haltestiftes
2 setzt sich in einem koaxialen Mittelkanal 20 des Dornteiles 5 fort. Dieser Mittelkanal
20 tritt an der freien Stirnseite des Dornteiles 5 aus.
-
Eine Matrize 12 ist in nicht dargestellter Weise so an der Vorrichtung
montiert, daß sie koaxial zum Dorn 1 verfahrbar ist.
-
Sie besitzt eine Innenausnehmung 13, deren Kontur der angestrebten
Kontur des Tubenrohlings 6 entspricht. Im dargestellten Ausfiährungsbeispiel ist
diese Kontur glatt konisch; sie kann sich auch stufenartig auf das offene Ende zu
erweitern.
-
Radiale Entlüftungsbohrungen 14 erstrecken sich vom Innenraum 13 zum
Außenumfang der Matrize 12. Durch sie entweicht bei der Verformung des Tubenrohlings
6 die zwischenMitrize 12 und Tubenrohling 6 befindliche Luft, Eine axiale Mittelbohrung
15 verbindet
außerdem den Innenraum 15 der Matrize 12 mit deren
nach außen weisender, in der Fig. links liegender Stirnfläche. Ihr Durchmesser ist
größer als aer größte Durchmesser des Tubenverschlusses 16.
-
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Der noch zylindrische
Tubenkörper 17 der aufzuweitenden Tubenrohlinge 6 wird an einer ersten Station des
Revolverkopfes bzw.
-
in einem ersten Arb-eitsschritt lose auf das Dornteil 5 aufgesteckt,
bis das offene Ende des Tubenrohlings 6 am sich erweiternden t'bergangsstück 8 anliegt.
Dieses Auf stecken kann von Hand oder auch maschinell erfolgen. Der Tubenverschluß
16 ist dabei auf den Tubenrohling 6 bereits aufgeschraubt.
-
Der Revolverkopf - falls verwendet - wird nun zu einer Position weiter
gedreht, an der die Matrize 12 axial über den Tubenrohling 6 geführt wird. Im Verlaufe
dieser Bewegung schiebt sich der Tubenverschluß 16 in die Mittelbohrung 15 der Matrize
12s der Boden des Matrizeninnenraums 13 kommt in Anlage an die Tubenschulter 18.
Bei der Weiterbewegung der Matrize 12 wird der Tubenrohling mitgenommen, wobei sein
offenes Ende auf das Ubergangsstück 8 gedrückt und mechanisch aufgeweitet wird.
Die Bewegung der Matrize 12 kommt zur Ruhe, wenn das offene Ende des Tubenrohlings
6 vollständig über die elastische Manschette 11 geschoben ist. Hier ist dieses Ende
nun zwischen der sich verformenden Manschette 11 und der Matrize 12 so eingeklemmt,
daß der Tubeninnenraum abgedichtet ist.
-
Noch während der gemeinsamen Bewegung von Matrize 12 und ubenrohling
6 wird in die Nittelkanäle 19 und 20 Preßluft eingeleitet.
-
Diese Preßluft tritt an der freien Stirnfläche des Dornteiles 5 in
den Innenraum des Tubenrohlings 6 ein und strömt zunächst am Außenumfang von Dornteil
5 und Ubergangsstück 8 vorbei ins Freie.
-
In dem Augenblick jedoch, in dem das offene Ende des Tubenkörpers
17 auf die Manschette 11 geschoben wird, und der Innenraum des Tubenrohlings 6 abgedichtet
wird, baut sich dort ein Druck auf.
-
Dieser bewirkt, daß sich der Tubenkörper 17 unter Aufweitung an die
Kontur des Matrizeninnenraums 13 anlegt.
-
Die Aufweitung des Tubenrohlings 6 hat eine Verkürzung des Tubenkörpers
17 zur Folge. Diese Verkürzung wird auf zweifache Weise kompensiert: Zum einen hat
die elastische Manschette 11 eine gewisse axiale Länge, so daß sich das offene Ende
des Tubenkörpers 7 zurückziehen kann, ohne daß die Abdichtung des Tubeninnenraums
verloren geht. Dies wird aus einem Vergleich der oberen und der unteren Figuren-hälfte
deutlich. Zum aSeren wird der mit der Verkürzung des Tubenkörpers 17 einhergehenden
Auswanderung des offenen Tubenrohlingendes dadurch entgegengewirkt, daß die gemeinsame
Bewegung von Matrize 12 und Tubenrohling 6 zu Beginn der Verformung noch nicht abgeschlossen
ist. Das offene Ende des Tubenrohlings 6, das auszuwandern versucht, wird daher
von der Matrize 12 auf die Manschette 11 zurückgeschoben. Auf diese Weise bleibt
während des gesamten Verformungsvorgangs das Innere des Tubenrohlings 6 abgedichtet,
ohne daß auf das offene Ende nennenswerte Kräfte, insbesondere in axialer Richtung,
ausgeübt würden.
-
Stärkeschwankungen der Tubenwand und Unterschiede der Lackdicke werden
von der elastischen Manschette 1'1 kompensiert.
-
Unter Umständen kann es sich empfehlen, den Tubenverschluß 16 während
der Verformung des Tubenkörpers 17 von außen her abzustützen, damit die Tubenschulter
18 entlastet wird und dort keine Verformungen auftreten.
-
Sach Abschluß der Aufweitung des Tubenrohlings 6 wird die Matrize
axial, in der Zeichnung nach links, abgezogen. Der verformte Tubenrohling 6 kann
- ggf. an einer anderen Position des Revolverkopfes -abgenommen bzw. abgeblasen
werden.
-
Es ist aus der Zeichnung zu erkennen, daß die Distanz "A", die der
Länge des Außenkegels des ttergangsstücks 5 entspricht, kleiner ist als die Länge,
die dem Längenunterschied zwischen dem zylindrischen Dorn und dem zylindrischen
Teil der ungeweiteten Tube entspricht.