DE9420115U1

DE9420115U1 - Vorrichtung zur Herstellung mindestens einer Öffnung in der Wandung eines rohrartigen Teils

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Publication number: DE9420115U1
Application number: DE9420115U
Authority: DE
Original assignee: SCHMIDT und REMMERT GmbH
Current assignee: SCHMIDT und REMMERT GmbH
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2004-12-17

Description

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Dipi.-ing. Harald Ostriga* :^:»^:' ·:·»··* »^""»91274«pad Dipl.-Ing. Bernd Sonnet*

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Dipl.-Ing. Jochen-Peter Wirths s^,— ₆-₈

* Zugelassen beim Europäischen Patentamt 42275 Wuppertal-Barmen

Oslriga, Sonnet & Wirths ■ Postfach 20 16 53 · D-42216 Wuppertal

W/ja/br

Anmelderin: Schmidt und Remitiert GmbH

Am Lülingsbusch 9 10

59590 Geseke

Bezeichnung

der Erfindung: Vorrichtung zur Herstellung

mindestens einer Öffnung in der Wandung eines rohrartigen Teils

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung 5 mindestens einer Öffnung in der Wandung eines rohrartigen Teiles, insbesondere eines Auspuffrohres, mit wenigstens zwei gegeneinanderwirkenden Werkzeugen, von denen ein Innenwerkzeug im Bereich der zu schaffenden Öffnung innerhalb des rohrartigen Teiles und ein Außenwerkzeug gegenüberliegend außerhalb des rohrartigen Teiles angeordnet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist in Form einer Stanzvorrichtung bereits allgemein bekannt. Diese bekannte Stanzvorrichtung weist einerseits den Nachteil auf, daß die gegeneinander wirkenden Werkzeuge grundsätzlich sehr exakt zueinander angeordnet sein müssen, wobei eine auch geringfügige Abweichung zur zumindest partiellen Zerstörung der Werkzeuge führt. Andererseits ist insbesondere der Einsatz derartiger Stanzwerkzeuge bei nicht geradlinigen

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Rohren mit zusätzlichen Problemen bei der Positionierung der gewünschten Öffnung verbunden.

Letztlich sind die mit der bekannten Vorrichtung hergestellten Öffnungen normalerweise mit Graten versehen, so daß eine Nachbearbeitung der Öffnungsränder der Öffnungen notwendig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine neue Vorrichtung zur Herstellung von Öffnungen in rohrartigen Teilen zu schaffen, die einerseits eine hohe Lebensdauer aufweist und andererseits flexibel einsetzbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere den Merkmalen des Kennzeichenteils, wonach das Außenwerkzeug zumindest einen ersten Stempel mit einer der vorgesehenen Kontur der Öffnung entsprechend ausgebildeten Prägekante und einen zweiten Stempel aufweist, mit dem eine Kraft auf das von der Prägung umschlossene Rohrwandungsteil ausübbar ist, und daß das Innenwerkzeug gegenüberliegend des ersten Stempels mit einer Widerlagerfläche sowie gegenüberliegend des zweiten Stempels mit einem Hohlraum versehen ist.

Eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung weist den wesentlichen Vorteil auf, daß auch bei nicht exakter Positionierung des Innenwerkzeuges keine Beschädigung der Vorrichtung insgesamt zu befürchten ist. Bei einer geringfügigen Abweichung ist noch nicht einmal eine Verschlechterung der Qualität der hergestellten Öffnung festzustellen. Bei einer größeren Abweichung kann dies lediglich dadurch dazu führen, daß das entfernende

Rohrwandungsteil nicht vollständig von der Rohrwandung gelöst wird. Diese Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruhen darauf, daß die an dem Außenwerkzeug angeordnete Prägekante lediglich gegen die am Innenwerkzeug angeordnete Widerlagerfläche arbeitet. Bei einer Verschiebung des Außenwerkzeuges gegenüber dem Innenwerkzeuges ist somit anders als beim Stand der Technik - eine Zerstörung der Prägekante nicht zu befürchten.

Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Prägekante ein geschwungenen, an die Rohrumfangsflache angepaßten Verlauf auf. Eine derartige Vorrichtung wird immer dann eingesetzt, wenn die gewünschte Öffnung innerhalb des Rohrumfangsverlaufes angeordnet sein soll, d.h. die Rohrwandung insgesamt nicht eingedrückt werden soll.

Ein anderer Fall ergibt sich dann, wenn bei einer weiteren Ausgestaltung die Prägekante in einer Ebene 0 verläuft. Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Außenwerkzeug zunächst nur partiell in Kontakt mit der Rohrumfangsflache gebracht, wobei dann eine mit der Zeit zunehmende Kraft auf die Rohrwandung ausgeübt wird, die dazu führt, daß der gesamte Rohrwandungsbereich, in dem die Öffnung angeordnet werden soll, eingedrückt wird. Die Eindrückung der Rohrwandung erfolgt soweit, bis daß die Rohrinnenumfangsflache an der ursprünglich beabstandet zur Rohrinnenumfangsfläche vorhandenen Widerlagerfläche anliegt. Zu diesem Zeitpunkt wird dann die für zur Herstellung der erwünschten Prägung notwendige Kraft in das Außenwerkzeug vollständig eingeleitet, wobei dadurch der Trennvorgang des

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Rohrwandungsteils von der Rohrwandung auf oben beschriebene Weise erfolgt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist darüber hinaus der die Prägekante aufweisende erste Stempel ,mit einer zumindest abschnittsweise die Prägekante ringförmig umgebenden, im wesentlichen ebenen Prägefläche versehen, wodurch auf vorteilhafte Weise während der zuletzt beschriebenen Herstellung einer linienhaften Prägung zugleich eine ebene Prägefläche in der Rohrwandung erzeugt wird, die beispielsweise als Anlagefläche für eine Anschlußmutter einer Lambda-Sonde dienen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist darüber hinaus der zweite, innenliegende Stempel im Bereich seiner auf das Rohrwandungsteil einwirkenden Stirnfläche eine konkave Einsenkung auf und das Innenwerkzeug ist mittig gegenüberliegend der konkaven Einsenkung des zweiten Stempels mit einem stationären, innerhalb des 0 Hohlraumes angeordneten Gegenstempel versehen, der aus der Ebene der Widerlagerfläche herausragt.

Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung

wird während der durch den zweiten Stempel herbeigeführten Trennung des Rohrwandungsteils von der Rohrwandung die Größe des Rohrwandungsteils verringert, so daß eine Verklemmung des Rohrwandungsteils innerhalb der Öffnung ausgeschlossen wird.

Diese Verringerung der Größe des Rohrwandungsteils ermöglicht es bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, daß eine im Hohlraum des Innenwerkzeugs angeordnete Auswurfvorrichtung das abgetrennte

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Rohrwandungsteil aus dem Rohr entfernt. Dadurch wird verhindert, daß das Rohrwandungsteil oder Teile davon innerhalb des herzustellenden Rohres verbleiben und zu einem späteren Zeitpunkt zu Betriebsstörungen führen könnten.
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Eine derartige Auswurfvorrichtung kann beispielsweise

durch eine auf dem Gegenstempel gelagerte Druckfeder gebildet sein, die entgegen der Prägerichtung auf einen ebenfalls auf den Gegenstempel bewegbar und unverlierbaren angeordneten Ausstoßer einwirkt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein Außen- und ein Innenwerkzeug sowie ein zu verformendes Rohr,

Fig. 2 eine Darstellung nach Fig. 1 während des Prägevorganges,

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 1 während des Trennvorganges,

Fig. 4 eine Darstellung nach Fig. 1 nach dem Trennvorgang und während des Auswerfens,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines abgewandelten Außen- und Innenwerkzeugs sowie eines mit einer Öffnung zu versehenen Rohres und

Fig. 6 eine verkleinerte schematische Darstellung einer insbesondere für stark gekrümmte Rohre einsetzbaren Vorrichtung.

In den Zeichnungen ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Öffnung in einem Rohr insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Die Vorrichtung 10 weist ein Außenwerkzeug 11 und ein innerhalb eines Rohres 12 angeordnetes Innenwerkzeug 13 auf.

Das Außenwerkzeug 11 besteht im wesentlichen aus einem ersten, mit einer Prägekante 14 und einer Prägefläche 15 versehenen, in x-Richtung bewegbaren Stempel 16 sowie einem zweiten Stempel 17, der rohrseitig eine konkave Vertiefung 18 und eine ringförmige, der Kraftübertragung dienende Stirnfläche 19 aufweist. Die in der Fig. 1 dargestellte Prägekante 14 und Prägefläche 15 erstrecken sich jeweils in einer Ebene.

Das Innenwerkzeug 13 ist im Kopfteil 20 einer Einschubvorrichtung 21 austauschbar angeordnet. Das Kopfteil 2 0 weist eine von außen betätigbare Spanneinheit 22 auf, welche aus einem Spannklotz 23 besteht, der auf einer Rampe 24 bewegbar gelagert ist. Wie später noch dargelegt, dient die Spanneinrichtung 22 einerseits - wie der Name schon sagt - zur Verspannung des Kopfteils 20 im Rohr 12 und andererseits zum Lösen des Kopfteils 2 0 nach der Verformung des Rohres 12.

Das im Kopfteil 20 austauschbare Innenwerkzeug 13 weist ein ringförmiges Basisteil 25 auf, in dem mittig ein Hohlraum

H angeordnet ist. Kopfteilseitig wird der Hohlraum H durch eine in einer Ausnehmung des ringförmigen Basisteil 25 befestigte Basisplatte 26 begrenzt, an der ein Gegenstempel 2 7 angeordnet ist. Auf dem Gegenstempel 2 7 lagert eine Druckfeder 28, welche auf einen Auswerfer 29 einwirkt. Der Auswerfer 29 ist ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Stellung in x-Richtung entgegen der Kraft der Druckfeder 28 begrenzt bewegbar angeordnet und wird in y-Richtung über eine Ringschulter 30 unverlierbar innerhalb des ringförmigen Basisteils 25 des Innenwerkzeugs 13 gehalten.

Die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispieles der Vorrichtung 10 wird in den Fig. 1 bis 5 dargestellt.

In der Fig. 1 ist zu erkennen, daß das Innenwerkzeug 13 mit einer ebenen Widerlagerfläche 31 beabstandet zu einer Innenumfangsflache 32 des Rohres 12 angeordnet ist. Aus dem Innenwerkzeug 13 ragt mittig der Gegenstempel 27 heraus. Letztlich ist die Spannvorrichtung 22 teilweise ausgefahren, ohne daß sich eine Verspannung des Kopfteils 20 im Rohr 12 ergibt.

Die Fig. 2 zeigt nun den Endzustand des Prägevorganges. Das Außenwerkzeug 11 wird zunächst mit seiner Prägekante 14 bis an eine Außenumf angsf lache 33 des Rohres 12 gefahren, wobei dann durch langsame Erhöhung der auf die Rohrwandung R einwirkenden Kraft das Rohr 12 im Bereich der herzustellenden Öffnung so weit nachgibt, bis daß die Innenumf angsf lache 32 an der ebenen Widerlagerfläche 31 anliegt. Danach wird mit Hilfe der dem ersten Stempel 16 zur Verfugung stehende Prägekraft eine der Kontur der Öffnung entsprechende linienhafte Prägung 34 sowie eine Flächenprägung 35 - jeweils

in einer Ebene ^kverlaufend - hergestellt. Die maximal zur Verfugung stehende Prägekraft ist in Abhängigkeit von dem Rohmaterial oder Rohrwandstärke unterschiedlich.

Bei der Herstellung der linienhaften Prägung 34 wird die Rohrwandung R durch eine keilförmige Formprägung bis auf wenige zehntel Millimeter Wandstärke durchprägt. Somit entsteht ein Rohrwandungsteil 36, welches umlaufend nur noch über eine sehr dünne stoffschlüssige Verbindung an der Rohrwandung R angeordnet ist.

In der Fig. 3 ist zu erkennen, daß in einem weiteren Verfahrensschritt der zweite Stempel 17 separat vom ersten Stempel 16 in x-Richtung verfahren worden ist. Dabei wirkt die ringförmige Stirnfläche 19 umlaufend nahe der Prägung 34 auf das von der linienhaften Prägung 34 umgebende Rohrwandungsteil 36 ein, so daß dieses umlaufend von der Rohrwandung R getrennt wird und sich entgegen der Kraft der Druckfeder 28 in Richtung zum Rohrinneren bewegt. Da gleichzeitig der aus der Widerlagerfläche 31 herausragende Gegenstempel 27 mittig gegen das Rohrwandungsteil 36 wirkt, wird das Rohrwandungsteil 3 6 unter Verringerung seiner Größe schalenförmig verformt.

In der Fig. 4 ist nun der Zustand nach dem Zurückfahren des Außenwerkzeuges 11 dargestellt. In diesem Moment wird durch Einwirkung der Druckfeder 28 bzw. des Auswerfers 29 das schalenförmige Rohrwandungsteil 36 in y-Richtung bewegt, wobei zu erkennen ist, daß der Auswerfer 2 9 das Rohrwandungsteil 3 6 aus dem Rohrinneren entfernt hat.

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Die Fig. 5 zeigt nunmehr ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei der die Vorrichtung 10 dazu vorgesehen ist, lediglich eine dem Rohrwandungsverlauf folgende Öffnung herzustellen. Hierbei ist das Innenwerkzeug 13 so im Kopfteil 20 der Einschubvorrichtung 21 angeordnet, daß es um einen bestimmten Betrag aus seiner Kontur herausragt. Vor dem Herstellen der Öffnung wird das Kopfteil 20 mit dem Innenwerkzeug 13 mittels der Spanneinheit 22 gegenüberliegend dem Außenwerkzeug 11 im Rohrinneren verspannt. Wichtig ist hierbei, daß die Widerlagerfläche 31 des Innenwerkzeugs 13 dieselbe Krümmung aufweist wie die Innenumfangsflache 32 des Rohres 12.

In Abweichung zum zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 ragt diesmal der Gegenstempel 27 nicht aus der Ebene der Widerlagerfläche 31 des Innenwerkzeugs 13 hinaus.

Darüber hinaus ist der erste Stempel 16 mit einer Prägekante 37 sowie einer Prägefläche 38 versehen, die einen geschwungenen, an die Außenumfangsflache 33 des Rohres 12 angepaßten Verlauf aufweist. Dies bedeutet, daß beim Bewegen des ersten Stempels 16 des Außenwerkzeugs 11 in x-Richtung zur Außenumfangsflache 33 des Rohres 12 die Prägekante 37 direkt vollflächig an der Außenumfangsflache 33 anliegt. Beim anschließenden Prägevorgang wird dann auf die zuvor beim anderen Ausführungsbeispiel beschriebene Weise eine keilförmige Formprägung entsprechend der gewünschten Kontur der Öffnung vorgenommen. Die Rohrwandung R wird dabei nicht verformt, da die Widerlagerfläche 31 des Innenwerkzeugs 13 vollflächig an der Rohrwandung R anliegt. Dies bedeutet, daß

sich der Innendurchmesser im Bereich der Öffnung nicht verändert.

Darüber hinaus hat bei diesem Ausführungsbeispiel auch die Prägefläche 38 keine Verformungsarbeit zu leisten, da sie lediglich bei Beendigung des Prägevorgangs vollflächig an der Außenumfangsflache 3 3 anliegt.

Nach der Herstellung der gewünschten Öffnung in einem Rohr 12 kann bei beiden Ausführungsbeispielen der Spannklotz 23 weitestgehend in die Kontur des Kopfteils 20 zurückgezogen werden, so daß die Verspannung gelöst wird.

Letztlich zeigt die Fig. 6 in verkleinerter schematischer Form eine Einschubvorrichtung 21, welche insbesondere für stark gekrümmte Rohre 12 vorgesehen ist.

Dabei wird das Kopfteil 20 über kettengliedartige Teile 39, welche miteinander gelenkig verbunden sind und jeweils auf den Innendurchmesser des Rohres 12 abgestimmte Abstandshalter 40 aufweisen, mit einer außerhalb des Rohres 12 angeordneten Betätigungsvorrichtung verbunden.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung mindestens einer Öffnung in der Wandung eines rohrartigen Teiles, insbesondere eines Auspuffrohres, mit wenigstens zwei gegeneinanderwirkenden Werkzeugen, von denen ein Innenwerkzeug im Bereich der zu schaffenden Öffnung innerhalb des rohrartigen Teiles und ein Außenwerkzeug gegenüberliegend außerhalb des rohrartigen Teiles angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet _f daß das Außenwerkzeug (11) zumindest einen ersten Stempel (16) mit einer der vorgesehenen Kontur der Öffnung entsprechend ausgebildeten Prägekante (14, 37) und einen zweiten Stempel (17) aufweist, mit dem eine Kraft auf das von der Prägung umschlossene Rohrwandungsteil (36) ausübbar ist, und daß das Innenwerkzeug (13) gegenüberliegend des ersten Stempels (16) mit einer Widerlagerfläche (31) sowie gegenüberliegend des zweiten Stempels (17) mit einem Hohlraum (H) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägekante (37) einen geschwungenen, an die Außenumfangsflache (33) des Rohres (12) angepaßten Verlauf aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägekante (14) in einer Ebene verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stempel (16) eine zumindest abschnittsweise die Prägekante (14) ringförmig umgebende, im wesentlichen ebene Prägefläche (15) aufweist.

5. Vorrichtung nach einer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stempel (17) innerhalb des ersten Stempels (16) getrennt verfahrbar angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, innenliegende Stempel (17) im Bereich seiner auf das Rohrwandungsteil (36) einwirkenden Stirnfläche (11) eine konkave Einsenkung (18) aufweist und daß das Innenwerkzeug (13) mittig gegenüberliegend der konkaven Einsenkung (18) des zweiten Stempels (17) einen stationären, innerhalb des Hohlraumes (H) angeordneten Gegenstempel (27) aufweist, der aus der Ebene der Widerlagerfläche (31) herausragt.

7. Vorrichtung nach einer der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum (H) des

Innenwerkzeugs (13) eine Auswurfvorrichtung für das abgetrennte Rohrwandungsteil angeordnet ist.

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8. Vorrichtung nach einer der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Auswurfvorrichtung durch den Gegenstempel (27) und eine auf letzterem gelagerte Druckfeder (28) gebildet ist, die entgegen der Prägerichtung auf einen ebenfalls auf dem Gegenstempel (27) bewegbar und unverlierbar angeordneten Auswerfer (29) einwirkt.

9. Vorrichtung nach einer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenwerkzeug (13)im Kopfteil (20) einer Einschubvorrichtung (21) austauschbar angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (20) der Einschubvorrichtung (21) mittels einer von außen betätigbaren Spanneinheit (22) im Rohrinneren befestigbar bzw, lösbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschubvorrichtung (21) eine langgestreckte Gelenkanordnung aufweist, die das verkantungsfreie Einschieben an den für die Öffnung vorgesehenen Bereich des Rohres (12) ermöglicht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkanordnung der Einschubvorrichtung (21) aus einer Vielzahl von gelenkig verbundenen kettengliedartigen Teilen (39) besteht, an denen jeweils zur mittigen, dem Rohrverlauf folgenden Führung der Gelenkanordnung dienende Abstandshalter (40) stoffschlüssig angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (20) der Einschubvorrichtung (21) zwei gegensätzlich orientierte Innenwerkzeuge (13) aufweist, auf die jeweils ein gegenüberliegend angeordnetes Außenwerkzeug (11) einwirkt.