DE3320164A1 - Vorrichtung und verfahren zum unter einem winkel erfolgenden verbinden eines rohrprofils mit einem blechelement - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum unter einem winkel erfolgenden verbinden eines rohrprofils mit einem blechelement

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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 4.
Es gibt 'verschiedene Vorrichtungen zum unter einem Winkel erfolgenden Verbinden eines Rohrendes mit einem Blechelement, in dem vorher eine Öffnung ausgebildet wurde, deren Abmessungen wenigstens gleich denjenigen de;s Aüßenquerschnitts des Rohrs sind. So werden für den Einbau von Rohren in die Öff-' nungen der Rohrplatten von Wärmetauschern für gewöhnlich das Einwalzen und Schweißen angewendet. Es gibt auch das Verbinden durch Einpressen von Rohren in Öffnungen unter Zwischenanordnung eines mit einer Öffnung fest verbundenen Rings, vgl. die FR-PS 2 477 920.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, die Analogien mit der FR-PS 2 477 920 hat und deren Hauptzweck darin besteht, nicht zwei Rohrelemente miteinander zu verbinden, sondern ein unter einem Winkel erfolgendes Verbinden einer Rohrendes mit einem Blechelement sehr schnell und sicher auszuführen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Gegenstände der Ansprüche 1 bzw. 4.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist beispielsweise verwendbar für das Verbinden von Sprossen mit Leiterholmen oder von Stäben mit Handläufen von Geländern, aber auch für viele weitere Anwendungen, wie die Herstellung von Gerüsten oder Rohrbündeln von Wärmetauschern. _ ■ j
Im folgenden ist die auf der Seite des Rohrs befindliche Blech-
COPY
seite als Vorderseite und die entgegengesetzte Seite als Rückseite bezeichnet. Der Teil des Rohrs, der sich auf der Seite des mit dem Blech verbundenen Rohrendes befindet, wird als Vorderteil bezeichnet. Ziemlich ähnlich wie in der FR-PS 2 477 920 verwendet die Vorrichtung nach der Erfindung einen Ring, der zwischen das Rohr und die Öffnung des Blechs eingesetzt wird- Sein auf der Seite des Blechs befindliches Ende wird im folgenden als hinteres Ende bezeichnet, während das auf der Seite des Rohrs befindliche Ende als vorderes Ende bezeichnet wird. Die Verbindung erfolgt durch Nähern der sich gegenüberliegenden vorderen Teile des Rohrs und des Blechs.
Ist die Vorrichtung einmal hergestellt, so liegt sie in folgender Weise vor: Der vordere Teil des Rohrs ist durch Einpressen in einen im wesentlichen zylindrischen Ring zusammengedrückt, dessen hinteres Ende einen im wesentlichen ebenen Querschnitt und einen freien Rand hat sowie mit der Rückseite des Blechs bündig ist. Die Innenabmessungen des Rings sind kleiner als die anfänglichen Außenabmessungen des Rohrs auf seinem nicht eingepreßten Teil. Die Außenabmessungen des Rohrs sind zumindest an seinem hinteren Ende gleich denjenigen der Öffnung des Blechs, in dem dieses Ende auf der Dicke des Blechs zwischen dem Rohr und der Öffnung radial zusammengedrückt ist. Überdies steht das vordere Ende des Rohrs über die Rückseite des Blechs über und ist als Wulst auf die Rückseite des Blechelements umgebördelt.
Insbesondere wenn das betrachtete Blechelement ein hinteres Element eines U-förmig gebogenen Blechs oder sogar ein geschlossenes Profil ist, z. B. ein einen Leiterholm bildendes Profil oder ein Handlauf eines Geländers ist, kann man in den vor der Hauptöffnung (an deren Mündung das Ende des Rohrs umgebördelt ist) gelegenen Teil des umgebördelten Blechs eine weitere koaxiale und gleich bemessene Öffnung ausbilden. Man verwendet dann einen Ring, dessen Länge wenigstens gleich dem axialen Abstand zwischen den beiden öffnungen des Blechs
BAD ORIGINAL COpY
1 .
ist. Der Ring durchquert die beiden öffnungen, wobei sein hinteres Ende mit der Rückseite des' Rohrlelements bündig ist. Das Rohr und der Ring durchqueren die beiden öffnungen. Der vordere Teil des Rohrs wird auf der Länge des Rings eingeschnürt, der seinerseits zwischen dem Rohr und jeder der öffnungen-im Durchtritt der beiden Dicken des Blechs zusammengedrückt wird. Wie vorher, wird das vordere Ende des Rohrs auf die Rückseite des hinteren Rohrelements umgebördelt.
Das Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung ergibt sich leicht aus der obigen Beschreibung. Man bildet im Rohrelement eine Öffnung aus, deren Abmessungen wenigstens gleich den Außenabmessungen des Rohrs sind. Wenn das Blechelement ein U-förmig gebogenes Blech oder ein geschlossenes Profilelement ist, wird ebenfalls im vorderen Teil des Blechs eine identische und koaxiale öffnung ausgebildet.
Das mit dem Rohrelement oder dem Profil zu verbindende vordere Rohrende wird durch Abschrägen vorbereitet. Man gibt somit dem zu verbindenden Rohrende eine eindringende Form.
Es wird ein zylindrischer Ring vorbereitet, dessen Außenabmessungen im wesentlichen gleich denjenigen der öffnung sind, vermindert um das Spiel, das zu seinem leichten Einführen in die Öffnung erforderlich ist. Die Innenabmessungen sind dagegen kleiner als die Außenabmessungen des Rohrs. Der Ring endet hinten in einem ebenen Querschnitt, während sein vorderes Ende konisch aufgebohrt ist, was ihn eine aufnehmende Mündung gibt. Der Ring wird so in die öffnung eingesetzt; daß sein hinteres Ende mit der Rückseite des Blechs bündig ist. Der Ring wird im Blech axial festgelegt, was zum Beispiel durch eine den Ring vor dem Blechelement umschließende unverformbare Matrize und/oder durch einen massiven oder hohlen hinteren.Anschlag erfolgt. Im letzteren Fall hat dieser ein Loch, dessen Querschnitt wenigstens gleich dem Innenquerschnitt des Rings, jedoch kleiner als sein Außenquerschnitt ist.
Das Rohr wird in der Achse des Rings angeordnet, wobei sein eindringendes abgeschrägtes Ende gegenüber dem aufgebohrten aufnehmenden Ende des Rings angeordnet ist. Danach wird das Rohr zum Beispiel gemäß dem Verfahren der FR-PS 2 356 463 oder 2 477 920 in den Ring eingepreßt, bis nach dem Entfernen des massiven Anschlag das verjüngte Ende des Rohrs über die Rückseite des Blechelements mit einer Länge übersteht, die wenigstens gleich der Dicke des Rohrs ist.
Der wenigstens auf der Dicke des Blechs eingeklemmte Ring kann sich nicht ausdehnen. Das Rohr, muß sich zusammenziehen: wenigstens auf einer der Dicke der öffnung entsprechenden Länge und , gegebenenfalls auf der Länge des in einer unverformbaren Matrize eingespannten Rings. Das verjüngte vordere Ende des Rohrs wird in Form eines Bunds umgebördelt, der als Wulst auf die Rückseite des Blechs nach außen umgebörde^t ist. Diese Umbördelung kann einfach dadurch erfolgen, daß auf der Rückseite des Blechs ein Anschlag mit einer Umfangsrille und einer axialen Nabe angeordnet wird. Die Abmessungen der Nabe sind im wesentlichen gleich den Innenabmessungen des Rohrs, das durch den Durchtritt durch den Ring und die öffnung zusammengedrückt wird.
Man kann auf diese Weise das Ende des Rohrs über die Rückseite des Blechs mit einer Länge überstehen lassen, die wenigstens gleich der Dicke seiner Wand ist. Danach kann dieses verjüngte Ende durch eine Gegenbewegung eines Stempels mit einer Umfangsrilie umgebördelt werden.
Es werden vorzugsweise ein Rohr und ein Ring verwendet, die anfänglich im wesentlichen dieselben Innenabmessungen haben. Der Außendurchmesser des Rings kann gleich oder geringfügig größer als der Außendurchmesser des Rohrs sein (z. B. in der Größenordnung von ι mm). Die Öffnung des Blechs hat dann als Abmessungen rait ds;a erforderlichen Spiel die Außenabmessungen des Rohrs......
BAD ORIGINAL C0PY
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt eines U-förmigen Blechs, eines Rings, der in das Blech eingesetzt und durch 'eine Matrize festgelegt ist, und eines massiven Anschlags, wobei ein Teil des anzusehließenden Rohrs in der Achse des Rings angeordnet ist;
Fig. 2 einen Schnitt der drei obigen Elemente während des Einpressens des Rohrs in den Ring, wobei ein Anschlag mit einer Rille in der Achse des anzusehließenden Rohrs angeordnet und gegen die Rückseite des Blechs gedrückt wird;
Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt der Anordnung nach der Erfindung zum Verbinden eines Rohrs mit einem Blechelement;
Fig. 4 einen Schnitt einer Variante der Fig. 1, bei der der-Ring durch einen ringförmigen Anschlag auf der Rückseite des Blechs festgelegt ist.
Fig. 1 zeigt das Vorderteil eines Rohrs 1 aus Aluminium mit einem Innendurchmesser von 16 mm und einem Außendurchmesser von 18 mm, einen Ring 2 mit denselben Durchmessern und ein U-förmig gebogenes Blech 3 mit zwei koaxialen Öffnungen 4 und 5 mit gleichen Durchmessern von 18,1 mm. Der Ring 2 wird in die Öffnungen 4 und 5 eingesetzt, wobei sein hinteres Ende 6 mit geradem Querschnitt.mit der Rückseite 7 des Blechs bündig ist. Der Ring 2 ist an der Vorderseite 8 konisch aufgebohrt, was ihm. eine aufnehmende Mündung gibt. Der-Ring ist festgelegt^
ι durch eine vor dem Blech 3 angeordnete Matrize 9 mit drei I Klemmbacken und/oder durch einen massiven hinteren Anschlag 17, Das vordere Ende 10 des Rohrs 1 ist unter einem Winkel α in der Größenordnung von 10° abgeschrägt. ' . -
BAD ORIGINAL
ι .
Für das Verbinden des Rohrs I , des Rings 2 und des Blechs 3 genügt das Vortreiben des Rohrs 1 in der Richtung F und das · Einpressen in den Ring und das Blech'.
Fig. 2 zeigt die Verbindung während der Ausführung. Es ist ersichtlich, daß, wie in der FR-PS 2 477 920 beschrieben, im Verlauf des Vorschubs des Rohrs 1 in den Ring 2 und der resultierenden Kontraktion die konische Bohrung des Rohrs 1 sich in eine aufnehmende Mündung umwandelt. Das eigentliche Ende 10 des Rohrs 1 hat eine Wand, deren Dicke im wesentlichen gleich Null ist. Dieses Ende zieht sich nicht zusammen und hat im wesentlichen bereits den Innendurchmesser des Rings 2. Dagegen wird der ihm nachfolgende Teil des Rohrs 1 radial zusammengedrückt. Dies ergibt eine aufnehmende Mündung.
Der Ring 2 hat nicht mehr die Form eines Zylinders, sondern,Aist leicht ausgebaucht, was besser in Fig. 3 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. In den freien Teilen des Rings .2 zwischen den öffnungen 4 und 5 und auch zwischen der Matrize 9 und der Öffnung 5 erweitert sich der Ring 2 unter dem Schub des Rohrs 1 tonnenförmig. Das Rohr 1 wird während seines Vorschubs in -der Richtung F in Höhe der Matrize 9 zusammengedrückt. -Jenseits hiervon dehnt sich die Außenfläche des Rohrs über die Elastizitätsgrenze hinaus nach außen aus, wobei ein Reiben mit Fressen auf der Innenfläche des Rings 2 stattfindet. Der Innendurchmesser des Rohrs 1 beträgt in seinem eingeschnürten Teil im-wesentlichen 14 mm.
Der rr.it einer ümfangsrille 12 und einer Nabe 13 versehene Anschlag 11 isc axial gegenüber dem Rohr 1 angeordnet. Wenn das Snde 10 des Rohrs 1 über die Rückseite 7 des Blechs übersteht, wird es gezwungen, der Oberfläche der umfangsrille 12 zu folgen. Da.? 3nde erweitert sich, wird dann nach außen umgebördeif. und bördelt dann gewiss ermaß er; das Rohr 1 auf die Rücksei'.ze 7 --.as Blecll... 3, vgl. Fig. 3.
BAD ORIGINAL COPY
3 3 2 O 1 6 Ä
Diese Bördelung. kann auch dadurch erfolgen, daß man zunächst das vordere Ende 10 des Rohrs 1 über die Rückseite 7 über-
stehen läßt und dann dieses Ende durch axialen Druck gegen diej
ι Richtung F eines Stempels umbördelt, dessen Form dem Anschlag 11 sehr ähnlich ist. Dieses Urabördeln in Form-, eines abgerundeten Bunds 14 des Rohrendes ist dann dem Herstellungsvorgang eines gerollten Rands für eine Aerosoldose sehr ähnlich.
In diesem Fall kann der Ring 2 entweder durch eine Matrize 9 öder durch einen ringförmigen Anschlag 15 festgelegt werden, vgl. Fig."4. Der Anschlag 15 ist dann mit einer öffnung 16 versehen, deren Abmessungen wenigstens gleich denjenigen der Innenabmessungen des Rings 2 sind. Diese Öffnung läßt das * Ende 10 über die Rückseite 7 des Blechs 3 hinaus bewegen. Wenn dieses Ende 10 ausreichend über die Rückseite 7' übersteht, wird der Anschlag 15 entfernt und kann das Rohr 1, : wie oben beschrieben, durch einen Stempel umgebördelt werden, . dessen Form dem Anschlag 11 sehr ähnlich ist, der aber beweglich ist und sich entgegengesetzt zum Pfeil F gegen das Rohr 11 axial bewegt.
Der ringförmige Anschlag 15 kann gegebenenfalls einstückig mit dem Blechelement 3 ausgebildet sein, das dann eine Ansenkung hat, an der der Ring 2 während des Vorschubs des Rohrs 1 anliegt.
Die beschriebene Vorrichtung für die Verbindung eines Rohrs mit einem Blechelement betrifft eine senkrechte Verbindung. Die beschriebene Vorrichtung ist aber auch noch sehr nützlich wenn das Rohr mit dem Blech oder einem Hohlprofil einen Winkel in der Größenordnung von 30 bis 40° einschließt.
Das Rohr 1, der Ring 2 und die öffnungen 4 und 5 sind kreisförmig. Sie können aber auch ebenso gut quadratisch, sechseckig oder andere Formen haben unter der Voraussetzung, daß die Ecken, sofern vorhanden, abgerundet sind.
BAD ORIGINAL ' ΟΟργ~

Claims (9)

  1. Patentanwälte ■ · ■ · * *.."*-·* '..*"..*
    N^2 5c3-34.987P (34. 988H) 3. Juni 1983
    Francois COLAS
    9234ο BOURG-LA-REINE, Frankreich
    Vorrichtung und Verfahren zum unter einem Winkel erfolgenden Verbinden eines Rohrprofils mit einem Blechelement
    Ansprüche
    1J Vorrichtung zum unter einem Winkel erfolgenden Verbinden eines Rohrprofils mit einem Blechelement, das eine Öffnung hat, deren Abmessungen wenigstens gleich denjenigen des Außenquerschnitts des Rohrprofils sind, dadurch gekennzeichnet ,
    - daß das Vorderteil des Rohrprofils (1) durch Einpressen in einen Ring (2) verengt ist, dessen Außenabmessungen im wesentlichen gleich denjenigen der öffnung (4) sind, dessen Innenabmessungen kleiner als die anfänglichen Außenabmessungen des Rohrprofils sind und dessen hinteres Ende (6) mit der Rückseite (7) des Blechelements (3) bündig ist,
    - daß der Ring (2) zwischen dem Rohrprofil (1) und der öffnung (4) des Blechelements (3) zusammengedrückt ist und
    - daß das Ende (14) des Rohrprofils (1) wulstförmig auf die' Rückseite (7) des Blechelements (3) nach außen umgebördelt ist.
    503-BR 2326
    BAD ORIGINAL COPY
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, // dadurch gekennzeichnet,
    - daß vor der Öffnung (4), um die das Ende (14) des Rohrprofils (1) gebördelt ist, das Rohrprofil (1) und der Ring (2) eine Öffnung (5) durchqueren, die zur ersteren Öffnung (4) koaxial ist t-denselben Querschnitt hat und in dem vor der ersteren Öffnung (4) befindlichen Teil des Blechelements (3) ausgebildet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,;" dadurch gekennzeichnet,
    - daß das Rohrprofil (1) und der Ring (2). anfänglich dieselben Innen- und Außenabmessungen haben.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
    - durch Ausbilden einer öffnung, deren Abmessungen'wenigstens gleich den Außenabmessungen des Rohrprofils sind, im zu verbindenden Blechelement,
    - durch Abschrägen des Endes des Rohrprofils vor dem Umbördeln um das Blechelement, wodurch ihm eine eindringende.-Form erteilt wird, ■
    - durch Einsetzen eines Rings in die Öffnung des Blechelements, wobei die Außenabmessungen des Rings im wesentlichen gleich denjenigen der Öffnung und die Innenabmessungen des Rings kleiner als die Außenabmessungen des Rohrprofils sind, wobei der Ring an einem Ende einen ebenen Querschnitt und am anderen Ende eine konische Bohrung hat und wobei der Ring derart in das Blechelement eingesetzt wird, daß sich sein aufgebohrtes Ende vor dem Blechelement befindet und sein Ende mit dem ebenen Querschnitt mit der Rückseite des Blechelements bündig ist, . ·· .
    • - durch axiales Festlegen des Rings durch bekannte Mittel,
    - durch von vorn nach hinten erfolgendes Einpressen des Rohrprofils in den Ring und die Öffnung des Blechelements,-
    •wobei anfänglich das abgeschrägte Ende des Rohrprofils dem aufgebohrten Ende des Rings zugewandt ist und das Einpressen solange erfolgt, bis das verjüngte Ende des Rohrprofils über das in der Ebene der Rückseite des Blechelements befindliche hintere Ende des Rings übersteht, und
    - durch Umbördeln des Endes des Rohrprofils auf das Blechelement in Form eines Bunds, der nach außen auf die Rückseite des Blechelements abgerundet ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, ' ··
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß während des Einpressens des Rohrprofils in den Ring . ^ . und die Öffnung des Blechelements der Ring durch einen hinter dem Blechelement angeordneten ringförmigen Anschlag axial festgelegt wird, wobei der Anschlag das vordere Ende des Rohrprofils frei durchtreten läßt, bis es den Ring durchquert hat.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß während des Einpressens des Rohrprofils in den Ring dieser durch eine' unverformbare Matrize gehalten wird, die den Ring an der Vorderseite des Blechelements umschließt.
  7. 7. .Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß das Umbördeln des Rohrprofils durch das an der Rückseite, des Blechelements erfolgende Anbringen eines Anschlags mit einer Umfangsrille und einer zentralen Nabe .erfolgt, deren Querschnitt im·wesentlichen gleich dem Innenquerschnitt des' Rohrprofils nach dem Einschnüren durch Einpressen in den Ring und die Öffnung ist, wobei das sich vorwärtsbewe,-gende Ende des 'Rohrprofils sich entsprechend der Oberfläche der Umfangsrille als Wulst nach außen aufrollt.. ' ·
    COPY BAD ORIGINAL
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche .4 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, /
    - daß das Umbördeln des Endes des Rohrprofils durch eine Gegenbewegung eines Stempels mit einer Umfangsrille erfolgt,
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,-
    - daß vor dem Einpressen des Rohrprofils der aufgebohrte Ring gleichzeitig in die beiden koaxialen öffnungen eingepreßt wird, wobei sein Ende mit ebenem Querschnitt mit der Rückseite des hinteren Schenkels des Blechelements bündig ist und wobei das Blechelement U-förmig gebogen und vorn angeordnet ist und in seinem vorderen Schenkel des U eine öffnung aufweist, die koaxial zu sowie identisch mit der im hinteren Schenkel befindlichen Öffnung ist.
    BAD ORIGINAL COPY
DE3320164A 1982-06-03 1983-06-03 Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Rohrprofil und einem Blechelement Expired DE3320164C2 (de)

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DE (1) DE3320164C2 (de)
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