DE3637137A1 - Verfahren zur gefalzten oder geboerdelten verbindung eines rohrteiles mit einem verbindungsteil - Google Patents

Description

Die hier beschriebene Erfindung betrifft ein Verfahren zur gefalzten oder gebördelten Verbindung eines Rohr­ teiles mit einem Verbindungsteil oder dergleichen, das einen mit dem Rohrteil zusammenwirkenden Fußbereich aufweist, wobei in dem Rohrteil durch axiale Beauf­ schlagung und radiale Führung mit dem Fußbereich zusam­ menwirkende Falze ausgebildet werden.

Zur gefalzten bzw. gebördelten Verbindung eines Rohr­ teils mit einem Verbindungsteil sind bereits verschie­ dene Verfahren bekanntgeworden, insbesondere im Zusam­ menhang mit der Herstellung von Auspuffelementen (vgl. beispielsweise DE-OS 23 23 951, DE-GM 73 36 778, P 36 04 921.2 und P 36 17 760). Besondere Vorschläge sind hierbei bezüglich Ausbildung gefalzter Verbindungen bei gekrümmten Rohrteilen (P 36 04 994.8) und zur größen- und zeitpunktmäßig gesteuerten Ausbildung des einen und des anderen Falzes (P 36 17 760.1) gemacht worden.

Wenn auch insbesondere das letztgenannte Verfahren sich in der Praxis gut bewährt hat, so ist es doch noch mit gewissen Unzulänglichkeiten verbunden. Insbesondere ist eine aufwendige Vorrichtung erforderlich, um die zeit­ lich und größenmäßig gewünschte Ausbildung der einzel­ nen Falze zu erreichen.

Im Hinblick auf den vorerwähnten Stand der Technik stellt sich der hier beschriebenen Erfindung die Auf­ gabe, die bekannten Verfahren, insbesondere das aus der deutschen Patentanmeldung P 36 17 760.1 bekannte Ver­ fahren so auszugestalten und weiterzubilden, daß eine derartige gefalzte oder gebördelte Verbindung vorrich­ tungsmäßig möglichst einfach durchzuführen ist, ohne daß eine gewünschte Bestimmbarkeit etwa hinsichtlich des sich zunächst ausbildenden Falzes und hinsichtlich der Größe des jeweiligen Falzes verloren geht.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung zunächst und im wesentlichen dadurch gelöst, daß in dem Rohrteil in einem größeren, den Falzbereich übergreifenden Bereich, Eigenspannungen erzeugt werden und daß in den jeweili­ gen Bereichen, in denen die Falze sich ausbilden sol­ len, die Eigenspannungen zumindest vermindert werden.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß allein durch eine Erzeugung von Eigenspannungen und eine gezielte Veränderung dieser Eigenschaften in bestimmten Berei­ chen dem Rohrteil Eigenschaften aufgegeben werden kön­ nen, die eine Ausbildung der Falze in bestimmten Berei­ chen ohne weiteres, d. h. ohne besondere zusätzliche Maßnahmen, möglich macht.

Wesentlich ist, daß, wie sich aus der zuvor gegebenen Lehre insbesondere im Zusammenhang gesehen mit den weiter obenerwähnten, bereits bekannten Verfahren ergibt, zwischen den beiden Falzbereichen ein Bereich, ein "Steg", verbleibt, dessen Eigenschaften sich von denje­ nigen der Bereiche, in denen die Falze sich ausbilden sollen, unterscheidet, der also im wesentlichen in seinen Eigenschaften dem größeren, den Falzbereich übergrei­ fenden Bereich entspricht, wobei die Eigenschaften in diesem Bereich durch die erzeugten Eigenspannungen bestimmt sind.

In Ausgestaltung des Verfahrens kann die notwendige Erzeugung der Eigenspannung auf sehr verschiedene Wei­ sen vorgenommen werden. Beispielsweise ist zunächst eine entsprechende Aufwärmung des Rohrteiles in dem den Falzbereich übergreifenden Bereich mit einer nachfol­ genden Abschreckung möglich. Hierbei sind dann die für die jeweiligen Werkstoffe bekannten Temperaturen einzu­ stellen, die zur entsprechenden Gefügeumbildung, die beim Abschrecken nicht vollständig rückgängig gemacht werden kann, führen, wodurch sich dann in der Rohrwand Druck- bzw. Zugspannungen (in dem nicht wärmebehandel­ ten Bereich) einstellen.

Darüber hinaus, und im Rahmen der vorliegenden Erfin­ dung bevorzugt, ist es aber auch möglich, daß die Erzeu­ gung der Eigenspannungen dadurch erreicht wird, daß das Rohrteil in dem den Falzbereich übergreifenden Bereich aufgeweitet wird und daß in den jeweiligen Bereichen, in denen die Falze sich ausbilden sollen, eine Span­ nungsfreiglühung vorgenommen wird. Bezüglich des Auf­ weitens, wozu sich ein hydraulisches Aufweiten wie auch ein mechanisches Aufweiten anbietet, wird insbesondere auch auf die Beschreibung in der Patentanmeldung P 36 04 994.8 Bezug genommen.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist bevorzugt vorgesehen, daß die Spannungsfreiglühung in den jewei­ ligen Bereichen, in denen die Falze sich ausbilden sollen, unterschiedlich so durchgeführt wird, daß zu­ mindest in einem Bereich (in dem sich ein Falz ausbil­ den soll) Restspannungen verbleiben. Hierdurch kann bestimmt werden, welcher Bereich sich bei dem Verbin­ dungsvorgang zunächst zu einem Falz aufwirft, wobei bezüglich der hiermit verbundenen Vorteile etc. insbe­ sondere auf die Offenbarung der Patentanmeldung P 36 17 760.1 verwiesen wird.

Die Spannungsfreiglühung kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise dadurch vorgenommen werden, daß das Rohrteil vor einer feststehenden Wärmequelle rotiert. Es empfiehlt sich, die Wärmequelle und insbesondere die dadurch erzeugte Wärmeeinwirkung auf der Rohraußenwand so zu wählen, daß eine geometrisch genau abgegrenzte Wärmeeinwirkung erreicht wird, wodurch sich zuverlässig genau in den Bereichen eine (teilweise) Spannungsfrei­ glühung einstellen läßt, in denen die Falze sich aus­ bilden sollen. Entsprechend ist es auch wesentlich, daß definierte Temperaturen in diesen Bereichen auf dem Rohrteil erzeugt werden, um in den einzelnen Bereichen unterschiedliche Spannungsfreiglühungen erreichen zu können. Beispielsweise kann die Spannungsfreiglühung mittels eines gewöhnlichen, von einer Schweißvorrich­ tung her bekannten, Gasbrenners vorgenommen werden.

Natürlich kann die Spannungsfreiglühung auch durch induktive Erhitzung bewirkt werden.

Bei einer praktischen Durchführung des Verfahrens, bislang ohne eigens hierfür konstruierte Vorrichtungen, sondern ledig­ lich mit werkstattmäßig vorhandenen Mitteln, ist so vor­ gegangen worden, daß zunächst in einem ersten Bericht, in dem ein Falz sich ausbilden soll, die Eigenspannungen vermindert worden sind, sodann zunächst zugewartet wurde, bis dieser Bereich praktisch vollkommen wieder abgekühlt war, und dann erst in dem zweiten Bereich, in dem ein Falz sich ausbilden sollte, die Eigenspannungen vermindert worden sind. Dieses Vorgehen stellt sicherr, daß in dem verbleibenden "Steg" mit Sicherheit praktisch die Eigenspannungen verbleiben, die ursprünglich aufgebracht worden sind. Eine Gleichzeitigkeit des Vorgehens kann demgegen­ über dadurch erzeugt werden, daß bezüglich des verbleibenden "Stegs" eine Abschirmung vorgenommen wird, oder sogar ent­ sprechende Kühlelemente diesem Bereich zugeordnet werden. Die Abschirmung kann beispielsweise mittels eines Kupferrings er­ folgen.

Insgesamt lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren, auch schon gemäß seiner weiter oben beschriebenen grundsätzlichen Ausgestaltung, elastischere Falz- bzw. Bördelverbindungen erreichen. Darüber hinaus ist auch zur Falzausbildung weniger Kraft, d. h. weniger Leistung, erforderlich.

Nachstehend wird die Erfindung noch anhand der, jedoch lediglich ein Ausführungsbeispiel dar­ stellenden, Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein mittels eines Dornes aufgeweitetes Rohrteil, welches in bestimmten Bereichen spannungsfrei geglüht ist.

Im einzelnen zeigt die Zeichnung ein Rohrstück 1, wel­ ches beispielsweise auch ein gekrümmtes Rohrstück sein könnte (vgl. P 36 04 944.1), in Querschnittsdarstel­ lung, in welches ein Dorn 2 eingeführt ist. Der Dorn 2 besitzt einen Bereich größeren Durchmessers 3 und einen Bereich kleineren Durchmessers 4. Der Übergangsbereich 5 des Dornes 2, zwischen dem Bereich 3 und dem Bereich 4, ist schulterartig ausgebildet und liegt an einem entsprechenden Schulterbereich 6 des Rohrstückes 1 an. Dieser Schulterbereich 6 ergibt eine Gegenhalterung für das Druckwerkzeug 7. Das Druckwerkzeug 7 kann bei­ spielsweise, was auf der Zeichnung nicht zu erkennen ist, geteilt ausgeführt sein. Auch kann beispielsweise eine Teleskophülse vorgesehen sein, wie sie im einzel­ nen in der Patentanmeldung P 36 17 760.1 beschrieben ist.

Wie zu erkennen ist, ist bei dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel das muffenartige Werkzeug und das Druck­ werkzeug für die Gegenhalterung an dem Schulterbereich 6 kombiniert ausgebildet, während an dem vorderen End­ bereich des Rohrstückes 1 in an sich bekannter Weise je ein muffenartiges Werkzeug 8 und ein Werkzeug 9 vorge­ sehen sind. Gleiche Ausbildung könnte natürlich auch im Bereich der Gegenhalterung gewählt sein.

Das dargestellte Rohrstück 1 weist durch die Aufweitung mittels des Dornes 2 in dem Bereich 10 nicht unbe­ trächtliche Eigenspannungen auf. Diese Eigenspannungen sind in den kreisringförmigen Bereichen a und c vermin­ dert, wobei die Verminderung der Eigenspannungen in dem Bereich c in erhöhtem Maße durchgeführt worden ist, wobei der Bereich c auch größer gewählt ist als der Bereich a, damit sich der Falz in dem Bereich c zuerst mit einem etwas größeren Ausmaß ausbildet, was hin­ sichtlich seiner Zweckmäßigkeit usw. im einzelnen in der Patentanmeldung P 36 17 760.1 beschrieben ist.

Der Bereich b verbleibt als "Steg" zwischen den Berei­ chen a und c und weist weiterhin die gleichen oder im wesentlichen die gleichen Eigenspannungen auf wie die verbleibenden Bereiche des aufgeweiteten Rohrteiles 10.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird nicht nur wie im einzelnen beschrieben die in der Pa­ tentanmeldung P 36 17 760.1 beschriebene Vorrichtung unnötig, sondern, wie auch bereits erwähnt, stellt sich auch eine wesentlich elastischere Verbindung zwischen dem Rohrteil und dem Verbindungsteil ein und ist zur Auffalzung weniger Kraft, d. h. weniger Leistung erfor­ derlich.

Bei einer praktischen Durchführung des Verfahrens wurde so vorgegangen, daß zunächst der Bereich a spannungsfrei ge­ glüht wurde, dann dieser Bereich so lange abkühlen gelassen wurde, bis er praktisch wieder erkaltet war. Sodann wurde der Bereich c spannungsfrei geglüht, jeweils in dem Ausmaß, wie zuvor schon beschrieben. Es wurde darauf geachtet, daß in dem Bereich b nur eine geringe Erwärmung auftrat, allen­ falls soweit, daß lediglich eine Blauverfärbung eintrat. Wenn der gesamte Bereich, a, b und c zusammen, etwa ein Aus­ maß von 60 mm hat, so kann der erste Bereich a etwa eine Ab­ messung von 20 mm aufweisen, der Bereich b von 12 mm und der Bereich c das verbleibende Maß. Diese vorgenannten Maße sind jedoch lediglich beispielhaft und entsprechen einem werkstatt­ mäßig durchgeführten Versuch.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

• Bezugszeichenliste  1 Rohrstück
   2 Dorn
   3 Bereich von 2, mit größerem Durchmesser
   4 Bereich von 2, mit kleinerem Durchmesser
   5 Übergangsbereich
   6 Schulterbereich
   7 Druckwerkzeug
   8 muffenartiges Werkzeug
   9 Druckwerkzeug
  10 Rohrstück, aufgeweiteter Bereich
   a Bereich, in dem sich ein Falz ausbilden soll
   b verbleibender Bereich, "Steg"
   c Bereich, in dem sich ein Falz ausbilden soll

Claims (4)

1. Verfahren zur gefalzten oder gebördelten Verbin­ dung eines Rohrteils mit einem Verbindungsteil oder dergleichen, das einen mit dem Rohrteil zusammenwirken­ den Fußbereich aufweist, wobei in dem Rohrteil durch axiale Beaufschlagung und radiale Führung mit dem Fuß­ bereich zusammenwirkende Falze ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrteil in einem größeren, den Falzbereich übergreifenden Bereich, Ei­ genspannungen erzeugt werden und daß in den jeweiligen Bereichen, in denen die Falze sich ausbilden sollen, die Eigenspannungen zumindest vermindert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrteil in dem den Falzbereich übergreifenden Bereich aufgeweitet wird und daß in den jeweiligen Bereichen, in denen die Falze sich ausbilden sollen, eine Spannungsfreiglühung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungsfreiglühung in den jeweili­ gen Bereichen, in denen die Falze sich ausbilden sol­ len, unterschiedlich so durchgeführt wird, daß zumin­ dest in einem Bereich Restspannungen verbleiben.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spannungsfreiglühung durch ein Rotieren des Rohrteils vor einer feststehenden Wärmequelle durchgeführt wird.