DE4015676A1 - Vorrichtung zur herstellung von rohrabzweigen aus einer keramischen masse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohrabzweigen aus einer keramischen Masse, so wie sie z. B. für Kamine und Schornsteine verwendet werden.

Bisher geht man bei der Herstellung von Rohrabzweigungen oft so vor, daß Hauptrohr und Abzweigstück gesondert in bekannter Weise gefertigt werden. Nach Anpassung der Rohrstücke werden zu ihrer Verbindung verschiedene Mittel vorgeschlagen. So unter anderem durch Verkleben in DE-OS 21 19 903 oder durch Einsatz plastischer Masse in DE-OS 21 52 259. Es werden auch Verfahren vorgeschlagen, wo in das Hauptrohr eine Stufenbohrung eingebracht wird, in die das Abzweigstück einzusetzen ist (DE-OS 36 39 107) oder das Abzweigstück über einen elastomeren Dichtungsring in die Rohraußenwand eingelassen wird (DE-OS 32 06 336).

Diese Technologien sind sehr aufwendig und mit viel Handarbeit verbunden.

Zur Überwindung dieser handwerklichen Verfahrensweisen wird in DE-OS 27 02 684 eine Vorrichtung vorgeschlagen, die aus einer Form besteht, die in einer von den Achsen des Rohrlängs- und Abzweigstückes gebildeten Ebene teilbar ist, wodurch im wesentlichen die äußere Form des Rohrabzweiges vorgegeben ist. Die innere Form des Abzweiges, die zylindrischen Hohlräume werden durch zwei entlang der Achsen des Rohrlängs- und Abzweigstückes verschiebbare Kerne gebildet, die im Übergangsbereich Rohrlängsstück- und Abzweigstück einander angepaßt sind. Nach Einfahren der Kerne in die Form wird Steinzeugmasse mit einer Strangpresse eingefüllt.

Die Funktionsfähigkeit dieser Vorrichtung - falls sie überhaupt gewährleistet werden kann - erfordert einen hohen Aufwand an Zusatzvorrichtungen und sonstigen Maßnahmen, wie aufwendiges Lockern der Kerne nach dem Strangpreßvorgang mittels Hilfszylindern, die konische Ausbildung der Kerne und anderes mehr.

Bekannt ist weiterhin eine Lösung nach DE-OS 23 61 576, bei der die geteilte, der äußeren Form der Abzweigung entsprechende Form mit keramischer Masse vollgepreßt und die innere Gestaltung des Abzweigstücks durch Eindrücken hohler formender Werkzeuge erzielt wird. Die den Innenraum des Abzweigstückes ausfüllende überflüssige Masse dringt in den Hohlraum der formenden Werkzeuge ein und wird bei ihrem Entfernen beseitigt.

Hauptnachteil dieser Erfindung ist der hohe Materialverbrauch an keramischer Masse und der damit verbundene Energieverbrauch.

Aufgabe der Erfindung ist es, die durch den Strangpreßling bedingte aufwendige Verfahrensdurchführung zu vereinfachen und mit effektivem Material-, Zeit- und Energieeinsatz zuverlässig formstabile, sofort trockenbare Rohrabzweige herzustellen.

Bei der Lösung dieser Aufgabe wird nicht von einer über einen Strangpreßvorgang in eine Form eingebrachten keramischen Masse ausgegangen, sondern mittels der erfinderischen Vorrichtung erfolgt die Umformung eines Ausgangsrohres aus noch plastischer keramischer Masse in einen Rohrabzweig durch Stauchung des Ausgangsrohres.

Das Ausgangsrohr kann einen zylindrischen, quadratischen, rechteckigen usw. Querschnitt besitzen.

Die Vorrichtung besteht aus einer zweiteiligen Form zur äußeren Umhüllung des Rohrabzweiges. Die geometrischen Abmaße sind dabei so gewählt, daß das Ausgangsrohr bzw. der daraus herzustellende Rohrabzweig vollständig und wandschlüssig aufgenommen werden.

An der Stelle des in die Vorrichtung eingelegten Ausgangsrohres aus noch formbarer keramischer Masse, an der der Abzweig durch die erfindungsgemäße Funktion der Vorrichtung entstehen soll, sind die beiden Halbschalen der Form gekehlt. Die Kehlung ist dabei in der Weise erfolgt, daß auf der Seite des Ausgangsrohres, auf der das Abzweigstück entstehen soll, ein Kern mit entsprechendem Winkel zu Längsrohr und Durchmesser, der dem späteren Innendurchmesser des Abzweigstücks entspricht, an die Außenwand des Ausgangsrohres heran- und in diese hineingefahren werden kann. In das Ausgangsrohr wurde zuvor ein weiterer Kern eingefahren. Der Querschnitt des Abzweigstückes kann vom Querschnitt des Längsrohres abweichen; er kann bei beliebigem Längsrohrdurchmesser u. a. quadratisch oder rechtwinklig ausgebildet sein. In dem dem Abzweigstück gegenüberliegenden Bereich der Form wird eine Preßeinrichtung angeordnet, die zeitlich nach dem Stauchvorgang arbeitet und zumindest in diesem Bereich quasiisotrope Eigenschaften des Materialgefüges des Rohrabzweiges gewährleistet. Diese Preßeinrichtung kann aus einer dem Abzweigstück gegenüberliegenden beispielsweise zylindrischen Kehlung bestehen, die mit einem beweglichen Dorn verschlossen ist, der in der Ausgangslage (vor der Umformung des Ausgangsrohres) vollständig von der Rohraußenwand zurückgefahren ist und damit einen Materialüberlauf ermöglicht. Nach erfolgter Umformung des Ausgangsrohres in einen Rohrabzweig wird dieser Dorn an die Rohrwandung herangefahren, wobei er anfangs einen weiteren Materialüberlauf ermöglicht und nachfolgend ausschließlich die Masse in die Form zurückpreßt.

Die Preßeinrichtung kann weiterhin aus in diesem Bereich in die Form eingearbeiteten Öffnungen beliebigen Querschnitts bestehen, in denen jeweils ein angepaßter Kolben diesen Überlauf bzw. Preßvorgang gewährleistet.

Ein quasiisotropes Materialgefüge kann auch durch ein Rütteln bzw. Schwingen der Vorrichtung oder ausschließlich des Rohrabzweiges erreicht werden. Dazu werden bekannte Aktoren, die innerhalb und/oder außerhalb der Vorrichtung angeordnet sind, eingesetzt.

Die Abstützung des Ausgangsrohres während des Umformvorganges erfolgt einmal durch bündiges Heranfahren eines Hohlzylinders an die eine Stirnseite des Ausgangsrohres. Die Innendurchmesser des Ausgangsrohres und des Hohlzylinders stimmen dabei weitgehend überein; der Außendurchmesser des Hohlzylinders muß zumindest an der Kontaktfläche mit dem Ausgangsrohr dessen oder einen größeren Durchmesser haben. Das wird beispielsweise über einen aufgezogenen Anschlag erreicht.

Zum anderen wird in das derart arretierte Ausgangsrohr durch die gegenüberliegende Rohröffnung ein weiterer Kern durch die gesamte Rohrlänge eingefahren. Der Außendurchmesser dieses Kerns, der in der Verlängerung der Achse des Ausgangsrohres angeordnet ist, entspricht demzufolge annähernd dem Innendurchmesser des Rohres aus keramischer Masse. Die Länge dieses Kerns ist so bemessen, daß er im eingefahrenen Zustand in den Hohlzylinder eintaucht. Im eingetauchten Zustand liegt das Ausgangsrohr auch auf dieser Seite an einem am Einfahrende des Kerns angebrachten Anschlag bzw. Mitnehmer an. Die Durchmesser der beiden Anschläge dürfen den durch die zweiteilige Form vorgegebenen Durchmesserwert nicht überschreiten.

Nach einer derartigen Zurichtung der Vorrichtung bzw. des Ausgangsrohres sowie der Kerne, der Preßeinrichtung und des Hohlzylinders wird durch das weitere Eindringen des Kerns in den Hohlzylinder und die gleichzeitige Bewegung des Hohlzylinders auf den Kern zu der Umformvorgang eingeleitet und nach Stauchung um ca. 1/4 bis 1/3 der Ausgangsrohrlänge abgeschlossen. Mit diesem Stauchprozeß erfolgt die Umformung durch Umverteilung der keramischen Masse, d. h. der Rohrabzweig wird gebildet.

Nach Zurückfahren der Kerne der Preßeinrichtung und des Hohlzylinders erfolgt das Öffnen der Form und der Rohrabzweig kann sofort problemlos entnommen und bis zum Brennen gelagert werden.

Zweckmäßig werden Kerne, Preßeinrichtungen und Hohlzylinder hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch angetrieben.

Nachfolgend wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert;

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung der Vorrichtung mit Angabe der Hauptfunktionselemente im Zustand vor Beginn der Umformung.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung mit ihren Hauptfunktionselementen unmittelbar nach Abschluß des Umformvorganges.

Die dargestellte Vorrichtung dient zur Herstellung von Rohrabzweigen aus einer keramischen Masse, die in Form eines noch plastischen, zylindrischen Ausgangsrohres 1 in die zweiteilige Form 2 eingebracht wird.

Das in die Form eingelegte Rohr 1 wird von rechts durch einen herangefahrenen Hohlzylinder 3 in seiner Längsverschieblichkeit arretiert. Dieser Hohlzylinder 3, dessen Innendurchmesser des Rohres 1 nahezu übereinstimmt verfügt dazu an seiner linken Begrenzung über einen konzentrischen Anschlag 4, der während des Umformvorganges am Rohr 1 bündig anliegt.

Auf der linken Seite der Form 2 bzw. des zylindrischen Ausgangsrohres 1 ist in Verlängerung der Achse des Rohres 1 ein beweglicher Kern 5 angeordnet, dessen Außendurchmesser annähernd dem Innendurchmesser des Rohres 1 entspricht. Auch der Kern 5 trägt an seinem linken Ende einen konzentrischen Anschlag 6. Die Länge des Kerns 5 ist so bemessen, daß er im eingefahrenen Zustand, d. h. nach Durchfahren des Rohres 1, in den Hohlzylinder 3 eintaucht; dabei liegt der Anschlag 6 am linken Ende des zylindrischen Ausgangsrohres 1 an.

Zur Bildung des Abzweigstückes 7 wird ein Kern 8 in die Form 2 soweit eingefahren, daß er in die Außenwand des Rohres 1 eindringt.

Die Preßeinrichtung 10 wird dadurch realisiert, daß in die Form 2 gegenüber dem Abzweigstück 7 eine zylindrische Auskehlung 9 eingebracht ist, die mit einem Dorn verschlossen wird. In der Ausgangslage unmittelbar vor dem Umformprozeß liegt der Dorn 10 nicht am Rohr 1 an und ermöglicht somit einen Materialüberlauf während des Umformvorganges. Nach Abschluß des Umformprozesses wird der Dorn 10 an die Rohrwandung herangefahren.

Der statische Zustand der Vorrichtung unmittelbar nach Abschluß des Umformprozesses ist in Fig. 2 dargestellt.

Das zylindrische Ausgangsrohr 1 wurde durch weiteres Eintauchen des Kernes 5 in den Hohlzylinder 3 und gleichzeitige Bewegung des Hohlzylinders 3 auf den Kern 5 zu gestaucht. Die dabei erfolgte Masseumverteilung führte zur Bildung des Abzweigstückes 7.

Der Antrieb der beweglichen Funktionsteile Kerne 5 und 8, Hohlzylinder 3 und Dorn 10 erfolgt hydraulisch.

Aufstellung der Bezugszeichen:

 1 Ausgangsrohr
 2 zweiteilige Form
 3 Hohlzylinder
 4 Anschlag am Hohlzylinder
 5 Kern für Längsrohr
 6 Anschlag, Mitnehmer am Kern 5
 7 Abzweigstück
 8 Kern für Abzweigstück
 9 Auskehlung
10 Preßeinrichtung

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Rohrabzweigen aus einer keramischen Masse, bestehend aus einem Längsrohr und einem Abzweigstück unter Verwendung einer den Rohrabzweig äußerlich umhüllenden teilbaren Form sowie je eines entlang der Achse des Längsrohres und der Achse des Abzweigstücks verschiebbaren Kerns, dadurch gekennzeichnet,
daß die teilbare Form (2) aus 2 Halbschalen besteht und ein zum Rohrabzweig umzuformendes Ausgangsrohr (1) aufnimmt,
daß der Kern (5) zur Abstützung der Rohrinnenwand des Längsrohres und zur Durchführung des Umformvorganges mittels Stauchung dient, wozu am Ende des Einschubweges des Kerns (5) (in das umzuformende Ausgangsrohr (1)) ein Anschlag bzw. Mitnehmer (6) vorhanden ist
und dieser während des Umformvorganges bewegte Kern (5) nach Durchfahren des Längsrohres in einen das Längsrohr während des Umformvorganges in seiner axialen Verschiebbarkeit festlegenden und auf den Kern (5) zu bewegenden Hohlzylinder (3) eintaucht
und daß darüber hinaus zur Bildung des Abzweigstücks (7) der zweite Kern (8) mit gewünschtem Winkel zum Längsrohr angeordnet ist und nach dem Einfahrvorgang in die Form (2) in das Ausgangsrohr (1) eindringt
und daß weiterhin in dem dem Abzweigstück gegenüberliegenden Bereich der Form (2) eine Preßeinrichtung (10) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Preßeinrichtung (10) aus einer dem Abzweigstück gegenüberliegenden Kehlung (9) besteht, die mit einem beweglichen Dorn verschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Preßeinrichtung (10) aus in diesem Bereich in die Form (2) eingearbeitete Öffnungen beliebigen Durchmessers besteht, in denen jeweils ein ausgepaßter Kolben arbeitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewährleistung des Materialüberlauf- bzw. Preßvorganges innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung Aktoren zur Auslösung von Rüttel- oder Schwingvorgängen angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innendurchmesser des Ausgangsrohres (1) und des Hohlzylinders (3) nahezu übereinstimmen und der Außendurchmesser des Hohlzylinders (3) zumindest an der Kontaktfläche mit dem Ausgangsrohr (1) in Form eines Anschlages (4) dessen oder maximal den von der Form (2) vorgegebenen Durchmesser hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des ersten in das Längsrohr (Ausgangsrohr 1) einzufahrenden Kerns (5) annähernd dem Innendurchmesser des Ausgangsrohres (1) entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Länge des ersten Kerns (5) so bemessen ist, daß er im eingefahrenen Zustand (vor Beginn des Umformvorganges) in den Hohlzylinder (3) eintaucht und dabei der Anschlag bzw. Mitnehmer (6) am Ausgangsrohr (1) anliegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Anschlags bzw. Mitnehmers (6) dem Außendurchmesser des Ausgangsrohres (1) bzw. dem durch die Form (2) für das Längsrohr vorgegebenen Durchmesser entspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsrohr (1) und damit der Hohlzylinder (3) sowie die Kerne (5) und (8) einen zylindrischen oder quadratischen oder rechteckigen usw. Querschnitt besitzen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Längsrohr und das Abzweigstück (7) einen voneinander abweichenden Querschnitt aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für Hohlzylinder (3), die Kerne (5) und (8) sowie die Preßeinrichtung (10) hydraulisch, pneumatisch und/oder elektromotorisch erfolgt.