DE3805814C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohr-Bördelvorrichtung gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1, um am Ende eines Metallrohres unter einem rechten oder nahezu rechten Winkel zur Lngsachse des Rohres einen Bördelrand zu bilden.

Eine solche Rohr-Bördelvorrichtung ist aus der DE-OS 30 19 849 bekannt. Diese Vorrichtung weist einen Dorn auf, der, während er an der Innenseite des Rohres abgewälzt wird, gleichzeitig nach außen gegen die Rohrwand gekippt wird. Der Dorn wird von einem Schlitten gesteuert, der auf einer mit bogenförmigen Führungsschienen versehenen Stütze so angebracht ist, daß zum Kippen des Dorns der Schlitten auf den Führungsschienen gegenüber der Stütze mittels einer mit dem Schlitten verbundenen Kraftein­ richtung bewegt werden kann. Um die Abwälzbewegung des Dorns zu erzeugen, ist die Schlittenstütze an einem umlaufenden Körper befestigt. Der Dorn ist am Schlitten außerdem so angebracht, daß er radial verstellbar ist.

Mit einer solchen Rohr-Bördelvorrichtung kann das Rohrende pla­ stisch so geformt werden, daß ein Bördelrand rechtwink­ lig zur Längsachse des Rohres entsteht. Allerdings hat diese Bohr-Bördelvorichtung den Nachteil, daß sie kompliziert, schwer und teuer ist. Wegen ihrer enormen Größe und ihres hohen Gewichts kann diese Rohr-Bördelvorrichtung nicht zum Einsatz­ ort gebracht werden, an dem die Rohre verlegt werden sollen.

Die DE-OS 28 00 079 sowie die FR-Patentanmeldung 24 92 286 zeigen Vorrichtungen, mit deren Hilfe ein Rohr­ ende in zwei Verfahrensstufen bis zur Schaffung eines Flansches senkrecht zur Rohrachse aufgeweitet werden kann. Es wird jeweils mit zwei Werkzeugen gearbeitet, nämlich mit einem Spreizkonus zum Vorweiten des Rohr­ endes und mit einem Stempel mit ebener Stirnfläche zur Erzeugung eines Flansches senkrecht zur Rohrachse.

Es findet bei den bekannten Vorrichtungen keinerlei Abwälzbewegung des Spreizkonus statt, sondern vielmehr findet bei der Konstruktion nach FR 24 92 286 eine Gleitbewegung statt zwischen dem abwärts bewegten und dabei gedrehten Spreizdorn bzw. Stempel und dem Rohr­ ende, was nicht nur die Überwindung großer Reibungskräf­ te erfordert, sondern auch ungünstige Verfestigungen und Versprödungen im Material zur Folge haben kann. Im Falle von DE 28 00 079 verläuft der Aufweitvorgang noch ungünstiger, da das Aufweiten des Rohrendes sogar ohne jegliche Drehung des Spreizkonus bzw. des Stempels vonstatten gehen soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Bördeln eines Rohrendes für eine Flanschverbin­ dung zu schaffen, wobei der Bördelrand sich senkrecht oder nahezu senkrecht zur Längsachse des Rohres er­ streckt, wobei die Vorrichtung stark beanspruchbar, einfach im Aufbau und relativ klein und handlich ist, so daß sie leicht zu dem Ort gebracht werden kann, an dem die Rohre verlegt werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, wie sie durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Eine Weiterbildung der Erfindung ist in den Ansprü­ chen 2 und 3 beschrieben.

Die Rohr-Bördelvorrichtung, mit der das Ende eines Metallrohres so gebogen wird, daß ein Bördelrand senkrecht oder nahezu senkrecht zur Längsrichtung des Rohres entsteht, weist einen Rahmen und ein am Rahmen befestigtes Spannfutter mit einer Welle auf, welches von einer in der Rohr-Bördelvorrichtung enthaltenen Antriebsvorrichtung in Umdrehung versetzt wird. Das Spannfutter ist so angeordnet, daß es immer mit dem zu bördelnden Teil des Rohres ausgerichtet bleibt und nimmt ein insbesondere als Spreizkonus ausgebildetes Spreizelement auf, um das Rohrende von 0° bis zu einem Winkel aufzuweiten, der vom Kegelwinkel des Spreizkonus und dem Winkel zwischen der Achse des Spreizkonus und der Längsrichtung des Rohres abhängt. Der Spreizkonus ist exzentrisch und frei drehbar an dem vom Rahmen abgewandten Ende des Spannfutters angeordnet, so daß die Axialrichtung des Spreizkonus sich von der des Rohres unterscheidet. Außerdem sind Spannbacken vorgesehen, die das Rohr während des Bördelvorganges so halten, daß das zu bietende Rohrende sich in der Nähe des Spreizkonus befindet. Die Rohr-Bördelvorrichtung ist mit Einrichtungen zum Verstellen des Abstandes zwischen dem Rohrende und dem Spreizkonus versehen. Diese Rohr-Bördelvorrichtung zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, daß ein Hilfskopf von kegelförmiger Gestalt zum Aufweiten des Rohrendes benutzt wird, um einen Bördelrand zu schaffen, der sich senkrecht oder nahezu senkrecht zur Längsachse des Rohrs erstreckt. Die Rohr-Bördelvorrichtung wird mit diesem Hilfskopf bestückt, nachdem das Rohrende zu einem von 0° unterschiedlichen Winkel gegenüber der Längsachse des Rohres gespeizt wurde. Dieser Kopf wird dabei so angeordnet, daß seine Arbeitsfläche sich senkrecht oder nahezu senkrecht zur Längsrichtung des Rohres erstreckt.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Rohr-Bördelvorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Hilfskopf so konstruiert ist, daß er auf den Spreizkonus aufgesetzt werden kann, wobei die Innenfläche des Hilfskopfes im wesentlichen die gleiche Gestalt hat wie die Außenfläche des Spreizkonus. Der Hilfskopf wird also durch Reibung in seiner Lage gehalten.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Rohr-Bördelvorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Hilfskopf aus einem unterschiedlichen Spreizkonus besteht, der anstelle des ersten Konus angebracht wird, nachdem das Rohr zu einem von 0° unterschiedlichen Winkel gegenüber der Längsachse des Rohres gespreizt worden ist.

Unter den verschiedenen Vorteilen der Erfindung gegenüber bekannten Lösungen ist der wichtigste der, daß die Rohr-Bördelvorrichtung so klein ist, daß sie leicht zu dem Ort gebracht werden kann, an dem die Rohre verlegt werden sollen, und daß ihre Arbeitsweise einfach und die Arbeitsgeschwindigkeit groß ist.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungs­ beispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 bis 4 schematische Ansichten verschiedener Phasen beim Bördelvorgang;

Fig. 5 bis 8 verschiedene Ausführungsbeispiele eines Hilfs­ kopfes.

Die in Fig. 1 gezeigte Rohr-Bördelvorrichtung weist einen Rahmen 1 und ein mittels einer am Rahmen befestigten Welle abgestütztes Spannfutter 2 auf, welches von einer Antriebsvorrichtung drehbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das vom Rahmen 1 abgewandte Ende 3 des Spannfutters 2 abgeschrägt. Das schräg verlaufende Ende 3 ist mit einer exzentrisch angeordneten Öffnung versehen, in der eine Welle 5 eines Spreizkonus 4 so mittels Lagern gelagert ist, daß sie frei drehbar ist und im wesentlichen senkrecht zur Stirnfläche des Spannfutters 2 verläuft. Der Kegelwinkel des Spreizkonus 4 kann unterschiedlich sein, je nach dem gewünschten Winkel des Bördelrandes und den weiteren genannten Winkeln. Der Winkel des fertigen Bördelrandes wird bestimmt von dem Winkel zwischen der Längsachse eines Rohres 7 und einer Arbeitsfläche 6 des Spreizkonus 4.

Zu der Rohr-Bördelvorrichtung gehören auch Klemmbacken 8, zwischen denen das Rohr 7 während des Bördelvorganges festgehalten ist. Die Länge des erzeugten Bördelrandes hängt da­ von ab, wie weit das Ende des Rohres 7 über die Klemmbacken 8 hinausgeschoben wird.

In der ersten Verfahrensstufe wird das Rohr 7 mittels der Klemmbacken 8 in seiner Lage befestigt. Fig. 2 zeigt die zweite Stufe, bei der das sich drehende Spannfutter 2 axial zum Rohr 7 bewegt wird. Dabei wird die Arbeitsfläche 6 des Spreizkonus 4 gegen das Rohrende gedrückt, welches durch die Drehbewegung und den axialen Druck des Spannfutters 2 so aufgeweitet zu werden beginnt, daß ein Bördelrand 9 am Rohrende entsteht. Während des Bördelvorganges wälzt sich der Spreizkonus 4 frei an der Innenfläche des Rohres 7 ab, und zwar ohne Gleitreibung.

Wenn unter dem Antrieb des Spannfutters 2 der Spreizkonus 4 weit genug ins Rohr 7 vorwärtsbewegt und der gewünschte Bördelrand 9 erzeugt worden ist, hört das Spannfutter 2 mit der Vorwärtsbewegung auf und es beginnt zurückgezogen zu werden, wobei der Spreizkonus 4 vom Bördelrand 9 weggezogen wird. Diese Arbeitsphase ist in Fig. 3 gezeigt. Wie aus dieser Figur hervorgeht, wird auf den Spreizkonus 4 ein Hilfskopf 10 aufgesetzt, der einen größeren Kegelwinkel hat als der Spreizkonus 4. Derjenige Teil der Arbeitsfläche 11 des Hilfskopfes 10, der gegen den Bördelrand 9 gepreßt wird, verläuft im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Rohres 7. Sonst unterliegt der Hilfskopf 10 keinen Einschränkungen, was bedeutet, daß er praktisch jede beliebige Gestalt haben kann.

Fig. 4 zeigt eine Arbeitsphase, bei der das Spannfutter 2 erneut zum Rohr 7 vorwärtsbewegt wurde. Der Hilfskopf 10 wird gegen den Bördelrand 9 gepreßt und spreizt ihn weiter in der gleichen Weise wie zuvor. Sobald der Bördelrand 9 bis zu einem Winkel von 90° gegenüber der Längsachse des Rohres 7 gebogen wurde, wird das Spannfutter 2 erneut zurückgefah­ ren.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf eine Vorrichtung, bei der das Spannfutter 2 und der Spreizkonus 4 in Richtung zum Rohr 7 bewegt wird. Allerdings kann die Vorrichtung auch so ausgelegt sein, daß der Spreizkonus 4 in axialer Richtung des Rohres 7 unbeweglich ist, während die das Rohr 7 in ihrer Lage haltenden Bauelemente in Richtung zum Spreizkonus 4 bewegt werden.

In den Fig. 5 bis 6 sind verschiedene mögliche Formen des Hilfskopfes gezeigt. In Fig. 5 und 6 besteht der Hilfskopf 10 aus einem zusätzlichen Bauteil, welches auf den Spreizkonus 4 aufgesetzt wird und eine Arbeitsfläche 11 hat. Der Hilfskopf 10 wird auf dem Spreizkonus 4 durch Reibung in seiner Lage gehalten, wenn diese beiden Bauelemente mit ausreichender Präzision aufeinanderpassen. Dabei sei erwähnt, daß die Verbindung zwischen diesen beiden Bauelementen keinen axialen Kräften ausgesetzt wird, die bestrebt wären, den Hilfskopf 10 aus seiner Lage zu bringen. Da der Spreizkonus 4 im Spannfutter 2 frei drehbar ist, wirken auch keine nennenswerten tangentialen Verlagerungskräfte auf den Hilfskopf 10. Fig. 5 zeigt einen kegelstumpfförmigen Spreizkonus 4. Diese Art von Konus wird benutzt, um Bördelränder an Rohren mit einem großen Durchmesser herzustellen. Ein Spreizkonus wie der in Fig. 6 gezeigte wird zum Bördeln von Rohren mit kleinem Durchmesser benutzt.

Fig. 7 und 8 zeigen ein wichtiges Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Hilfskopf muß nämlich nicht unbedingt auf den Spreizkonus 4 aufsetzbar sein, sondern kann ein eigener unterschiedlicher Spreizkonus bzw. Hilfskopf 12 sein, der nach Beendigung der ersten Arbeitsstufe des Bördelns in das Spannfutter 2 eingesetzt wird. Diese Art von Hilfskopf 12 kann auch beliebige Gestalt haben, obwohl hier nur zwei verschiedene Möglichkeiten in Fig. 7 und 8 dargestellt sind. Es sei je­ doch darauf hingewiesen, daß die in Fig. 5 bis 8 gezeigten Kegelformen aus Gründen der Zweckmäßigkeit in horizontaler Lage dargestellt sind. Wie schon erwähnt, werden in einer tatsächlichen Bördelmaschine die Kegel in solche Lage ge­ bracht, daß die Arbeitsfläche 11 senkrecht oder nahezu rechtwink­ lig zur Längsachse des zu bearbeitenden Rohres 7 verläuft.

Die mit Bördelrand zu versehenden Rohre können aus ver­ schiedenen Metallen bestehen. Für hydraulische Rohrleitun­ gen wird als Werkstoff meistens Stahl, zum Beispiel St 37 und rostfreier austenitischer Stahl, zum Beispiel AISI 316 benutzt. Der wichtigste Gesichtspunkt ist der, daß der Werkstoff eine Kaltverformung sowie das Biegen des Rohres erlauben sollte.

Claims (3)

1. Rohr-Bördelvorrichtung zum Formen des Endes eines Rohres (7) aus Metall zu einem sich senkrecht oder nahezu senkrecht zur Längsachse des Rohres (7) er­ streckenden Bördelrand (9) mit:

• - einem Rahmen (1),
• - einer Befestigungsvorrichtung (2), die im Rahmen (1) antreibbar und drehbar gelagert ist und deren Drehachse mit der Längsachse des Rohres (7) fluch­ tet,
• - einem Spreizelement, das exzentrisch und frei drehbar in der Befestigungsvorrichtung (2) gelagert ist, zum Aufspreizen des Rohrendes zu einem Winkel, der vom Winkel zwischen der Welle (5) des Spreiz­ elements und der Längsrichtung des Rohres abhängt,
• - Klemmbacken (8) zur Halterung des Rohres (7) und
• - mit Einrichtungen zum Einstellen des Abstandes zwischen dem Spreizelement (4) und dem Ende des Roh­ res (7),
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß die Befestigungsvorrichtung als Spannfutter (2) ausgebildet ist,
• - daß die Längsachse des Spreizelements schräg zur Drehachse des Spannfutters verläuft, zum Vorbördeln des Rohrendes zu einem Zwischenwinkel,
• - und daß für das Spreizelement zum Aufbördeln des Rohrendes auf den Endwinkel ein Hilfskopf (10,12) vorhanden ist mit einer Arbeitsfläche (11), die senkrecht oder nahezu senkrecht zur Längsrichtung des Rohres (7) verläuft und dessen Längsachse mit der Längsachse des Spreizelements übereinstimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskopf (10) auf das Spreizelement im Reib­ schluß aufsetzbar ist, wobei das Spreizelement als Spreizkonus (4) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizelement nach dem Vorbördeln durch den Hilfskopf (12) austauschbar ist.