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Verfahren zur Herstellung nahtloser T- oder Kreuzrohrstücke durch
Pressen im Gesenk Bei der Herstellung von nahtlosen T- oder Kreuzrohrstücken durch
Pressen eines Metallrohrs in einem Gesenk ist es vielfach vorgeschlagen worden,
das Metallrohr mit einem Füllstoff auszufüllen und danach einen Druck entweder nur
auf den Füllstoff oder gleichzeitig auch auf die Rohrenden durch Preßstempel zu
übertragen und dadurch das Rohr in entsprechende Aussparungen des Gesenks zu treiben.
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Es sind dabei Füllstoffe der verschiedensten Art in Vorschlag gebracht
worden. In erster Linie hat man flüssige Füllstoffe vorgeschlagen. Bei der Verwendung
dieser flüssigen Füllstoffe reißt aber die Rohrwandung außerordentlich leicht, und
überdies ergibt sich für die praktische Anwendung die große Schwierigkeit, daß ein
flüssigkeitsdichter Abschluß gegen sehr hohe Drücke hergestellt werden muß.
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Auch die Verwendung halbflüssiger Stoffe konnte diese Schwierigkeiten
nicht beseitigen, und ebensowenig führte die Verwendung von pulverförmigen Füllstoffen,
wie z. B. Sand, zum Ziel; auch bei Verwendung derartiger pulverförmiger Füllstoffe
trat häufig ein Reißen des Ausgangsrohrs ein, bevor die Abschlußform erreicht war,
so daß man zu einem Glühen des Ausgangsrohrs greifen mußte.
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Die Erfindung zeigt nun einen Weg, durch den nicht nur die Gefahr
des Reißens des Werkstückes und eine Beeinträchtigung der physikalischen Eigenschaften
der Ausgangsrohrwandung durch Glühen verhütet wird, sondern der auch infolge des
Wegfalls von Abdichtungsvorrichtungen u. dgl. sich außerordentlich rasch handhaben
läßt.
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Gemäß der Erfindung wird das Rohr vor der Pressung mit einem bildsamen
Metall ausgefüllt, dessen Schmelztemperatur unter der Glühtemperatur des Rohrwerkstückes
liegt. Im besonderen wird zweckmäßig als Füllstoff ein Metall verwendet, dessen
Schmelzpunkt zwischen 65 und i i i ° liegt, beispielsweise das bekannte Woodsche
Metall, das sich aus dem Werkstück durch Einlegen in heißes Wasser ausschmelzen
läßt.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben,
die beispielsweise die Herstellung eines Kreuzstückes und eines T-Stückes veranschaulicht,
und zwar zeigen Fig. i und 2 im Längs- und Querschnitt ein zylindrisches Ausgangsrohrstück;
Fig. 3 einen Querschnitt durch das mit dem
bildsamen Metall gefüllte
und gepreßte Werkstück in" einer Zwischenstufe der Pressung mit Aufsicht auf die
eine Formhälfte (in punktierten Linien des Ausgangsstücks gemäß Fig.
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Fig. -1 ist ein Querschnitt nach Linie 4-4 in Fig. 3 Fig.5 ist eine
Darstellung entsprechend Fig. 3 nach vollendetem Preßvorgang: Fig. 6 zeigt ein durch
eine weitere Behandlung fertiggestelltes Kreuzstück; Fig. 7 bis 9 zeigen in den
Fig. 3, 5 und 6 entsprechenden Darstellungen die Herstellung eines T-Stückes.
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Ein auf geeignete Länge geschnittenes zylindrisches Rohrstück i (Fig.
i und 2) aus einem für Tiefziehen und Pressen geeigneten Werkstoff, z. B. Kupfer.
Aluminium, Monellmetall o. d,-Il., wird mit einem Füllkörper aus einem bildsamen
leicht schmelzenden Metall, z. B. dem bekannten Woodschen Metall, das aus einer
Legierung von Wismut, Blei, Kadmium und Zinn besteht, ausgefüllt, entweder dadurch,
daß man das Füllmetall in Stabform einsetzt oder daß man das Füllmetall flüssig
eingießt. Bei Einsetzung von stabförmigen Füllstücken wird man die Länge in der
Regel etwas größer wählen müssen als die Länge des Rohrstücks i. Rohrstück i mit
Füllmetall werden nun in ein zweiteiliges Gesenk 2 eingelegt und bei dem Beispiel
nach Fig. 3 bis 5 besitzt das Gesenk zwei Kreuzbohrungen 3, 4.. Für den Preßvorgang
werden die beiden Gesenkhälften zusammengespannt. Durch die Bohrung 3 treten von
beiden Seiten Preßstempel 5, 6 ein, deren Durchmesser dem Außendurchmesser des Rohrs
i entspricht, so. daß sie sich gleichzeitig auf die Füllung und auf die Rohrenden
aufsetzen.
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Die beiden Preßstempel werden dann so angetrieben, daß sie um gleiche
Strecken nach der Gesenkmitte zu vorrücken. Unter dem Druck der Preßstempel weitet
der Füllstoff das Rohr an der Stelle der Wandung auf, die der Bohrung 4. gegenüberliegt,
und bewirkt das Entstehen von Ansätzen 8, 9, die noch durch Kappen io und i i geschlossen
sind. Nunmehr wird das Werkstück aus dem Gesenk herausgenommen, und das Füllmetall
kann, sofern sein Schmelzpunkt unter dem Siedepunkt des Wassers liegt, durch einfaches
Einlegen des Werkstückes in heißes Wasser entfernt werden. Nach Wegschneiden der
Kappen io, i i können dann die Enden des Kreuzrohrs zu Muffen 12 in beliebiger Weise
aufgeweitet werden.
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Es hat sich gezeigt, daß die Wandstärke der durch den Preßvorgang
erzeugten seitlichen Abzweigungen durchweg gleichmäßig ist. Praktische Erprobungen
haben gezeigt, daß die Füllung beim Pressen unter einen Druck gelangt, der das 5-
bis 6fache des Druckes betragen kann, den der Rohrwerkstoff bei hydraulischer Füllung
überhaupt auszuhalten vermag. Es gelingt, aus hartgezogenen Rohren, z. B. aus Kupfer
oder Messing, Kreuzstücke in der geschilderten Weise herzustellen.
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Soll ein T-Stück, oder soll ein Kreuzstück mit Abzweigungen hergestellt
werden, deren Durchmesser geringer ist als der des Hauptrohrteils, so sieht das
Verfahren Ausweichräume für das Füllmetall vor, die das Überschußmetall aufnehmen.
Beispielsweise ist bei der Ausführung des Verfahrens, das die Fig. 7 und 8 darstellen,
in dem Gesenh 14 zur Herstellung eines T-Stückes neben einer Hauptbohrung 15 eine
Zweigbohrung 16 vorgesehen. Wenn hier auf die Stirnenden des Rohrstückes i mit Füllkörper
7 Preßstempel 17, 18 in der gleichen Weise einwirken, wie bei der ersten Ausführung
die Preßstempel 5 und 6, so würden' sie mehr Füllmetall verdrängen als notwendig
ist,, um nur -einen seitlichen Fortsatz etwa der gleichen Länge und des gleichen
Durchmessers und der gleichen Wandstärke zu erzeugen, wie sie die in der Bohrung
15 verbleibenden Enden des Werkstücks i aufweisen.
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Zur Aufnahme des überschüssigen Füllmetalls sind nun im Beispiel die
Enden der Preßstempel 17 und i 8 j e mit einer axial verlaufenden Bohrung i9 versehen,
in der Stempel 2o angeordnet sind. Diese Stempel rücken im Beispiel nicht mit den
Stempeln 17, 18 vor, sondern sind beispielsweise durch Stützkörper 21, 22 festgehalten.
Bei entsprechender Bemessung der Durchmesser der Stempel 20 Iäßt es sich leicht
erreichen, daß in die beim Vorriicken der Stempel 17, 18 entstehenden Hohlräume
dasjenige Füllmeta117 abfließt, das nicht zur Bildung der Abzweigung des T-Stücks
verbraucht wird.
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Man kann dem Überschußfüllmetall 7 auch dadurch Platz verschaffen,
daß man beispielsweise einfach an der Stelle der Wandung des Rohrs i, die bei Beginn
des Preßvorganges der Abzweigbohrung 16 des Gesenks gegenüber liegt, ein kleines
Loch anbringt, durch das dann das Füllmetall beim Pressen ausfließen kann.
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Auch das T-Stück kann in der für das Kreuzstück geschilderten Weise
fertigbehandelt werden, z. B. durch Anbringung von muffenartigen Erweiterungen 23.