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Vorrichtung zur Aufweitung des Tubenkörpers von Tubenrohlingen
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufweitung des Tubenkörpers
von Tubenrohlingen mit einem Dorn, 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 Dorn gebracht werden kann, mit einer in der
Umfangsfläche des Dorns
einliegenden elastischen Menschecte, die
zwischen einem axial verschiebbaren Dornteil und einem axial festlegbaren Dornteil
verformbar angebracht ist und unverformt einen etwas kleineren Außendurchmesser
als das benachbarte Ende des verschiebbaren Dornteils aufweist.
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Eine derartige Vorrichtung wurde bereits in einer älteren Anmeldung
(P 28 10 208.1) vorgeschlagen. Bei dieser wird der Innenraum des Tubenrohlings dadurch
abgedichtet, daß die in der Umfangsfläche des Dorns einliegende elastische Manschette
radial mechanisch aufgeweitet wird. Die Manschette liegt zu diesem Zwecke zwischen
einem axial verschiebbaren und einem axial festlegbaren Dornteil. Das verschiebbare
Dornteil wird von der Tubenschulter beim Auffahren der Matrize mitgenommen, wodurch
die elastische Manschette radial nach außen aufgeweitet wird. Auf diese Weise wird
das offene Ende des Tubenkörpers zuverlässig verschlossen, unabhängig von geringfügigen
Variationen der Wandstärke des Tubenkörpers am offenen Ende und unabhängig von Abnutzungen
der Manschette.
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Bei derartigen Vorrichtungen ergeben sich unter Umständen Schwierigkeiten
mit der Strömung der Luft, die durch den Dorn behindert sein kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art derart weiter zu bilden, daß zur Druckluftausweitung des Tubenkörpers
eine wohldefinierte, unbehinderte Preßluftströmung in den Tubeninnenraum sichergestellt
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das verschiebbare
Dornteil dem der Manschette benachbarten Ende auf das freie Ende zu zumindest teilweise
auf einen Durchmesser zurückspringt, der kleiner als der Innendurchmesser des unverformten
Tubenkörpers ist.
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Das verschiebbare Dornteil kann sich beispielsweise von dem der Manschette
benachbarten Ende auf das freie Ende zu kontinuierlich verjüngten. Es ist auch möglich,
daß das verschiebbare Dornteil sich in der Nähe des der Manschette benachbarten
Endes mit verhältnismäßig großem Konuswinkel auf einen Durchmesser verkleinert,
der kleiner als der Innendurchmesser des unverformten Tubenkörpers ist, und daß
das Dornteil vom freien Ende her über den Hauptteil der Längsabmessung hinweg mit
diesem kleineren Durchmesser zylindrisch ist.
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Bevorzugt weist aber das Dornteil vom freien Ende her über den Hauptteil
der Längsabmessung hinweg einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf. und
geht erst in der Nähe des der Manschette benachbarten Endes auf einen Kreisquerschnitt
mit dem größeren Durchmesser über. In diesem Falle sind die Ecken des dreieckigen
Querschnittes vorzugsweise abgerundet und bilden über die Längsabmessung hinweg
FührungsSlächen für den Tubenkörper.
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Das freie Ende des Dornteils kann als Anlagefläche für die Tubenschulter
ausgebildet sein. Insbesondere in diesem Falle empfiehlt es sich, daß am freien
Ende des Dornteils Nuten vorgesehen
sind, die radial vom Mittelkanal
zur Mantelfläche des Dornteils laufen. Zusätzlich können in die Mantelfläche des
Dornteils Bohrungen münden, die radial vom Mittelkanal nach außen verlaufen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 bis 4 vier zeitlich aufeinander folgende Phasen
im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Pig. 5 bis 7a drei schematische Ausführungsbeispiele
des axial verschiebbaren Dornteils in Seiten-bzw. Vorderansicht.
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Die bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung umfaßt mehrere identische
Dorne 1, die an einem Revolverkopf montiert sind und zwischen den einzelnen Arbeitsstationen
taktweise verdreht werden. Es kann jedoch auch ein einzelner, maschinenfest angebrachter
Dorn verwendet werden, wodurch naturgemäß die Eapazität der Vorrichtung sinkt.
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Der Dorn 1 enthält einen Haltestift 2, der mit seinem in der Zeichnung
rechts liegenden, erweiterten Ende 3 am Revolverkopf (nicht gezeigt) befestigt ist.
Auf dem Haltestift 2 ist ein noch näher zu beschreibendes Dornteil 5 axial verschiebbar
angeordnet. Zwischen dem Dornteil 5 und seinem erweiterten Ende 3 sind eine Manschette
11, ein Zwischenteil 8 sowie eine Druckfeder 9 auf dem Haltestift 2 angebracht.
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Die Manschette 11 besteht aus elastischem Material, beispielsweise
aus Gummi. Sie besitzt einen Außendurchmesser, der in unverformtem Zustand nicht
oder nur wenig größer als der Innendurchmesser des unverformten Tubemrohlings 6
ist. Sie ist auf einem zylindrischen Ansatz 9a des Zwischenteils 8 aufgezogen und
liegt auf der einen Seite an einer Stirnfläche des Dornteils 5, auf der anderen
Seite an einer Stirnfläche des Zwischenteils 8 an.
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Die zwischen einer inneren Stirnfläche des Zwischenteils 8 und dem
erweiterten Ende 3 des Haltestifts 2 eingespannte Druckfeder 9 sucht das Zwischenteil
8 und - über die Manschette 11 - das Dornteil 5 vom erweiterten Ende 3 des Haltestifts
2 wegzuschieben. Die Druckfeder 9 wird von einer Zylinderwand 8b des Zwischenstücks
8 umgeben, deren freier Rand einen Anschlag für die axiale Bewegung des Zwischenteils
8 bildet.
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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 Haltestifts
2 setzt sich in einem koaxialen Mittelkanal 20 des Dornteils 5 fort.
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Dieser Mittelkanal 20 tritt an der freien Stirnseite des Dornteils
5 aus.
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Der Mittelkanal 20 erweitert sich stufenartig in Richtung auf das
freie Ende 7 des Dornteils 5. Die so entstandene Stufe 20a bildet mit einem in das
freie Ende des Haltestifts 2 eingeschraubten Kopf 2a einen zweiten Anschlag für
die kxialbewegung der Teile 5, 8, 11.
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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.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Kontur glatt konisch;
sie kann sich auch stufenartig auf das offene Ende zu erweitern.
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Radiale Entlüftungsbohrungen 14 erstrecken sich vom Innenraum 13 zum
Außenumfang der Matrize 12. Durch sie entweicht bei der Verformung des Tubenrohlings
6 die zwischen Matrize 12 und Tubenrohling 6 befindliche Luft. Eine axiale Mittelbohrung
15 verbindet außerdem den Innenraum 13 der Matrize 12 mit deren nach außen weisender,
in den Figuren links liegender Stirnfläche.
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Ihr Durchmesser ist größer als der größte Durchmesser des Tubenverschlusses
16.
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Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Der noch zylindrische
Tubenkörper 17 des auzuweitenden Tubenrohlings 6 wird an einer ersten Station des
Revolverkopfes bzw. in einem ersten Arbeitsschritt lose auf das Dornteil 5 aufgesteckt.
Dieses Aufstecken kann von Hand oder auch maschinell erfolgen. Der Tubenverschluß
16 ist dabei auf den Tubenrohling 6 bereits aufgeschraubt.
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Der Revolverkopf - falls verwendet - wird nun zu einer Position weitergedreht,
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
12; der Boden des Matrizenlnnenraums 13 kommt in Anlage an die Tubenschulter 18.
Dies entspricht der in Fig. 1 dargestellten Position der Teile. Die Druckfeder 9
hat dabei das Dornteil 5 so weit nach links bewegt, daß die Stufe 20a des Dornteil-Mittelkanals
20 am Haltestiftkopf 2a anliegt.
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Bei der Weiterbewegung der Matrize 12 wird nun der Tubenrohling 6
mitgenommen, wobei das freie Ende des Tubenkörpers 17 über die Manschette 11 geschoben
wird. Die Manschette 11 kann durchaus einen etwas kleineren Außendurchmesser als
die benachbarte Umfangsfläche des Dornteils 5 aufweisen.
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Dadurch wird der Abrieb beim Uberschieben des Tubenkörpers 17 vermindert.
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In Fig. 2 haben sich Matrize 12 und Tubenrohling 6 so weit über den
Dorn 1 bewegt, daß nun die Innenseite der Tubenschulter 18 gegen das Ende 7 des
Dornteils 5 zu liegen kommt.
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Bei der gemeinsamen Weiterbewegung von Matrize 12 und Tubenrohling
6 werden nun das Dornteil 5, die Manschette 11 und das Zwischenstück 8 unter Kompression
der Druckfeder 9 auf das Haltestiftende 3 zugeführt. Hierdurch wird eine Stoßdämpferwirkung
erzielt. Im Verlaufe dieser Bewegung wird die in Fig. 3 dargestellte Stellung erreicht,
in welcher der Rand der Zwischenstückwand 8b am Haltestiftende 3 anliegt.
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Die sich nun anschließende Weiterbewegung der Matrize 12, Tubenroliling
6 und Dornteil 5 hat zur Folge, daß die Manschette 1'1 zwischen den Stirnflächen
des Dornteils 5 und des Zwischenstücks 8 verformt und insbesondere, wie in Fig.
4 gezeigt, radial nach außen gedrückt wird. Hierdurch wird das Ende des Tubenkörpers
17 gegen die Matrize 12 angelegt; der Tubeninnenraum wird abgedichtet.
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Ausführungsbeispiele für die Art der Ausbildung des verschiebbaren
Dornteils 5 sind in den Fig. 5 bis 7a dargestellt.
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Das Dornteil 5, das in den Fig. 5 und 5a gezeigt ist, weist be am
rechten Ende 25, das nach dem Einbau/nachbart der Manschette 11 zu liegen kommt,
kreisrunden Querschnitt auf. Der Durchmesser an dieser Stelle kann etwas kleiner
oder auch etwas größer sein als der Durchmesser des unverformten Tubenkörpers 17.
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Er ist jedoch, wie oben erwähnt, etwas kleiner als der Außendurchmesser
der nicht deformierten Manschette. Das Dornteil 5 verjüngt sich kontinuierlich auf
das in der Zeichnung linke, freie Ende 26 zu. Dort besitzt es einen Durchmesser,
der deutlich kleiner als der Innendurchmesser des unverformten Tubenkörpers 17 ist.
Auf diese Weise entsteht bei aufgeschobenem Tubenrohling 6 zwischen diesem und dem
Dornteil 5 ein Ringraum, dessen Breite auf das der Manschette 11 benachbarte Ende
25 zu abnimmt.
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Das freie äußere Ende 7 des Dornteils 5 verjüngt sich mit stärkerem
Konuswinkel, so daß es als Anlagefläche für die Tubenschulter 18 des Tubenrohlings
6 dienen kann. Radiale
Nuten 22 verlaufen vom Mittelkanal 20 zum
Außenumfang, die das Ausströmen der Preßluft insbesondere dann erleichtern, wenn
das Ende 7 an der Tubenschulter 8 anliegt.
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Zur weiteren Erleichterung des Luftweges in den Ringraum zwischen
Tubenkörper 17 und Dornteil 5 erstrecken sich zwischen dem Mittelkanal 20 und der
äußeren Konusfläche des Dornteils 5 mehrere radiale Bohrungen 23.
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6 Die in den Fig./und 6a gezeigte Ausführungsform des Dornteils 5
unterscheidet sich von der nach den Fig. 5 und 5a dadurch, daß dei Mantelfläche
vom freien Ende her zunächst zylindrisch verläuft. Erst in der Nähe des der Manschette
11 benachbarten indes 25 geht sie mit verhältnismäßig großem Konuswinkel auf den
erforderlichen größeren Durchmesser über. Auch hier ist das freie Ende 7 des Dornteils
5 als Anlagefläche für die Tubenschulter 18 gestaltet und mit radialen Durchströmungsnuten
22 versehen. Von der Zylinderfläche führen radiale Bohrungen 23 zum Mittelkanal
20.
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Das in den Fig. 7 und 7a gezeigte Dornteil 5 verjüngt sich von dem
der Manschette 11 benachbarten Ende 25 her zum freien Ende 7 nur leicht. Zur Strömungserleichterung
für die Preßluft ist jedoch vom freien Ende 7 her über den größten Teil der Längsabmessung
des Dornteils 5 hinweg der Kreisquerschnftt durch einen im wesentlichen dreieckigen
Querschnitt ersetzt.
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Die abgerundeten Ecken 27, welche die flachen Seiten 28 miteinander
verbinden, dienen als Gleit- und Führungsflächen für den Tubenrohling 6. Zwischen
dem aufgeschobenen Tubenrohling 6
und den flachen Seiten 28 des
Dornteils 5 bilden sich drei Luftströmungsräume, die von der Mittelbohrung 20 her
wieder über Nuten 22 im freien Ende 7 des Dornteils 5 angeströmt werden.
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Zusätzlich können auch hier radiale Bohrungen vorgesehen sein, die
zwischen dem Mittelkanal 20 und den flachen Seiten 27 verlaufen.
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