EP0284773B1 - Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden - Google Patents

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EP0284773B1
EP0284773B1 EP88102680A EP88102680A EP0284773B1 EP 0284773 B1 EP0284773 B1 EP 0284773B1 EP 88102680 A EP88102680 A EP 88102680A EP 88102680 A EP88102680 A EP 88102680A EP 0284773 B1 EP0284773 B1 EP 0284773B1
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tube
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cylinder
expansion
die
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Erich Büchele
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/08—Tube expanders
    • B21D39/20—Tube expanders with mandrels, e.g. expandable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D41/00—Application of procedures in order to alter the diameter of tube ends
    • B21D41/02—Enlarging

Definitions

  • the innovation relates to a device for expanding pipe ends according to the preamble of claim 1.
  • a device for expanding pipe ends according to the preamble of claim 1.
  • Such a device has already become known from US-A-2394841.
  • DE-A-1 918 815 describes a device in which a wedge-shaped punch is arranged at the end of a piston. With the cylinder of the piston a holder is connected, which consists of wedge pieces, which lie against the outer wall of the pipe at a distance from the pipe end.
  • a disadvantage of this known device is that when the punch is pressed into the pipe end, the pipe is axially displaced at least until the wedges of the holder engage. If the friction between the outer tube wall and the wedge pieces is relatively low, for example if the outer tube wall has a layer of grease, then the tube is displaced over the entire stroke of the piston, so that the plunger is not pressed into the end of the tube.
  • the device according to US-A 23 94 841 has a first air cylinder which drives a first rack which is in engagement with a first gear which in turn drives a first eccentric drive which is connected to first connecting rods.
  • These first connecting rods hold a clamping block surrounding a die, which, when the first cylinder is actuated, clamps the die, which consists of segments, against the pipe to be expanded.
  • a spring is released, which expands an expansion sleeve inside the tube.
  • a second air cylinder is actuated, a punch is moved into the interior of the tube via a second toothed rack, a second toothed wheel, another eccentric drive and a further connecting rod.
  • the object is to improve the device in such a way that the tube has a secure hold during expansion and the expansion is carried out in a controlled manner.
  • the pipe end 8 to be expanded is surrounded by a die 1, which is divided into two in the longitudinal direction and has a recess 10 in the region of the end 9 of the pipe.
  • the two-part die 1 is arranged in a die holder 11 which is connected to a frame 12.
  • the recess 10 determines the outer shape of the widening to be provided at the end 9.
  • the frame carries a cylinder 13, which in turn is connected to an expansion sleeve 4.
  • This expansion sleeve 4 is inserted with its head 14 into the tube 8 such that its expansion head 14 comes to rest against the inner wall of the tube 8.
  • the expansion head 14 is located in the area of the die 1 at the level of the area of the die 1, which adjoins the recess 10.
  • expansion mandrel 3 which is conical in the area of the expansion head 14.
  • This expanding mandrel 3 is connected to the piston 15 inside the cylinder 13. If a pressure medium is applied to the left cylinder chamber of the cylinder 13, the expanding mandrel 3 executes a movement to the right, in which the conical wedge of the expanding mandrel 3 spreads the expanding head 14 , which is provided with axially extending slots 16 for this purpose.
  • This expansion head 14 thus comes to rest against the inner wall of the tube 8, which is held in this way between the die 1 and the expansion head 14.
  • the plunger 5 which has an axial bore for this purpose, is slidably arranged on the area of reduced diameter of the expanding sleeve 4 adjoining the expanding head 14.
  • This stamp 5 is fastened to a guide housing 17, in which the cylinder 13 is slidably arranged.
  • the guide housing 17 has a slot 18 through which the arm 19 of the frame 12 is guided, to which the cylinder 13 is attached.
  • the right cylinder chamber of the cylinder 22 is pressurized with a pressure medium, whereby the piston rod 20 moves the plunger 5 in the direction of the tube end 9 via the guide housing 17.
  • the punch 5 is pressed into the pipe end 9 in this way, this being deformed against the surface of the recess 10.
  • the punch 5 has a cylindrical extension 7, the diameter of which is smaller than the inside diameter of the pipe.
  • the die 1, the expansion sleeve 4 and the punch 5 are interchangeable, so that the device can be adapted to different pipe diameters and pipe wall thicknesses.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Chair Legs, Seat Parts, And Backrests (AREA)

Description

  • Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Vorrichtung ist bereits aus der US-A- 2394841 bekannt geworden.
  • In der DE-A- 1 918 815 ist eine Vorrichtung beschrieben bei der am Ende eines Kolbens ein keilförmige Stempel angeordnet. Mit dem Zylinder des Kolbens ist eine Halterung verbunden, die aus Keilstücken besteht, welche sich gegen die Außenwand des Rohres im Abstand vom Rohrende anlegen.
  • Bei dieser bekannten Vorrichtung ist nachteilig, daß bei Einpressen des Stempels in das Rohrende das Rohr zumindest so weit axial verschoben wird, bis die Keile der Halterung greifen. Ist die Reibung zwischen der Rohraußenwand und den Keilstücken relativ gering, beispielsweise wenn die Rohraußenwand eine Fettschicht aufweist, dann wird das Rohr über den gesamten Weg des Kolbenhubs verschoben, so daß also der Stempel nicht in das Rohrende einpreßt.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß im Bereich der Aufweitung des Rohrendes die Außenseite des Rohres nicht geführt ist und somit eine ungleichmäßige Aufweitung über den Umfang des Rohres stattfinden kann.
  • Die Vorrichtung nach der US-A 23 94 841 weist einen ersten Luftzylinder auf, der eine erste Zahnstange antreibt, die in Eingriff steht mit einem ersten Zahnrad, das seinerseits einen ersten Exzenterantrieb antreibt, der mit ersten Pleueln verbunden ist. Diese ersten Pleueln halten einen eine Matrize umgebenden Klemmblock, der bei Betätigung des ersten Zylinders die aus Segmenten bestehende Matrize gegen das aufzuweitende Rohr klemmt. Gleichzeitig wird eine Feder freigegeben, die eine Spreizhülse im Innern des Rohres aufweitet. Bei Betätigung eines zweiten Luftzylinders wird über eine zweite Zahnstange, ein zweites Zahnrad, einen weiteren Exzenterantrieb und ein weiteres Pleuel ein Stempel in das Rohrinnere bewegt.
  • Neben dem komplizierten Aufbau dieser Vorrichtung ist der Nachteil zu verzeichnen, daß wenn ein Rohr an seinem Außendurchmesser Untermaß aufweist, dieses Rohr von der Matrize nicht festgeklemmt wird und daher vom Stempel aus der Matrize geschoben wird.
  • Es besteht die Aufgabe, die Vorrichtung so zu verbessern, daß das Rohr beim Aufweiten einen sicheren Halt hat und die Aufweitung kontrolliert durchgeführt wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
  • Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch die Vorrichtung und
    Fig. 2
    einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig.1.
  • Das aufzuweitende Rohrende 8 wird von einer in Längsrichtung zweigeteilten Matrize 1 umgeben, die im Bereich des Endes 9 des Rohres eine Ausnehmung 10 aufweist. Die zweigeteilte Matrize 1 ist angeordnet in einer Matrizenhalterung 11, die mit einem Gestell 12 verbunden ist. Die Ausnehmung 10 bestimmt die Außenform der am Ende 9 anzubringenden Aufweitung.
  • Im axialen Abstand zum Ende 9 des Rohres 8 trägt das Gestell einen Zylinder 13, der seinerseits mit einer Spreizhülse 4 verbunden ist. Diese Spreizhülse 4 ist mit ihrem Kopf 14 in das Rohr 8 eingeführt, derart, daß ihr Spreizkopf 14 zur Anlage an die Innenwand des Rohres 8 kommt. Hierbei befindet sich der Spreizkopf 14 im Bereich der Matrize 1 in Höhe des Bereichs der Matrize 1, der sich an die Ausnehmung 10 anschließt.
  • Im Inneren der Spreizhülse 4 verläuft ein Spreizdorn 3, der im Bereich des Spreizkopfes 14 konisch ausgebildet ist. Dieser Spreizdorn 3 ist verbunden mit dem Kolben 15 im Inneren des Zylinders 13. Wird die linke Zylinderkammer des Zylinders 13 mit einem Druckmedium beaufschlagt, dann führt der Spreizdorn 3 eine Bewegung nach rechts aus, bei welcher der konische Keil des Spreizdorns 3 den Spreizkopf 14 aufspreizt, der zu diesem Zweck mit axial verlaufenden Schlitzen 16 versehen ist. Dieser Spreizkopf 14 kommt somit zur Anlage an die Innenwand des Rohres 8, das auf diese Weise zwischen der Matrize 1 und dem Spreizkopf 14 festgehalten wird.
  • Auf dem sich an den Spreizkopf 14 anschließenden Bereich verminderten Durchmessers der Spreizhülse 4 ist verschiebbar angeordnet der Stempel 5, der zu diesem Zweck eine Axialbohrung aufweist. Dieser Stempel 5 ist befestigt an einem Führungsgehäuse 17, in welchem verschiebbar der Zylinder 13 angeordnet ist. Das Führungsgehäuse 17 weist einen Schlitz 18 auf, durch den der Arm 19 des Gestells 12 geführt ist, an dem der Zylinder 13 befestigt ist.
  • Gegen das dem Stempel 5 abgewandte Ende des Führungsgehäuses 17 steht die Kolbenstange 20 eines Kolbens 21 an, der in einem weiteren Zylinder 22 angeordnet ist, der ebenfalls mit dem Gestell 12 verbunden ist.
  • Ist der vorerwähnte Spannvorgang zum Festhalten des Rohres 8 zwischen der Matrize 1 und dem Spreizkopf 14 beendet, dann wird die rechte Zylinderkammer des Zylinders 22 mit einem Druckmedium beaufschlagt, wodurch die Kolbenstange 20 über das Führungsgehäuse 17 den Stempel 5 in Richtung des Rohrendes 9 bewegt. Der Stempel 5 wird auf diese Weise in das Rohrende 9 eingepreßt, wobei dieses gegen die Fläche der Ausnehmung 10 verformt wird. Um das Einführen des Stempels 5 in das Rohrende 9 zu erleichtern, weist der Stempel 5 einen zylindrischen Ansatz 7 auf, dessen Durchmesser geringer ist als der Rohrinnendurchmesser.
  • Die Matrize 1, die Spreizhülse 4 und der Stempel 5 sind austauschbar, so daß die Vorrichtung an unterschiedliche Rohrdurchmesser und Rohrwandstärken anpaßbar ist.

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden (9) mittels eines in das Rohr (8) einpreßbaren Stempels (5), der etwa keilförmig ausgebildet ist, beider eine das Rohrende (9) umgebene Matrize (1) vorgesehen ist, die im Bereich der anzubringenden Aufweitung eine Ausnehmung (10) aufweist, in die der Stempel (5) einfahr-bar ist, eine Spreizhülse (4,14) vorgesehen ist und das Rohr (8) während des Aufweitvorgangs von der Spreizhülse (4, 14) gehalten wird, die im Rohrinnern anschließend an den Bereich der Matrizenausnehmung (10) gegen die Rohrinnenwand aufspreizbar ist und damit das Rohr (8)zwischen Spreizhülse (4, 14) und der Matrize (1) festklemmen kann und der eine Führungsbohrung aufweisende Stempel (5) verschiebbar auf dem Schaft der Spreizhülse (4, 14) geführt ist, die in ihrem Innern einen Spreizdorn (3) verschiebbar lagert, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Spreizkopf (14) abgewandte Ende des Spreizdorns (3) mit einem Kolben (15) verbunden ist, dessen stationärer Zylinder (13) mit der Spreizhülse (4, 14) verbunden ist, dieser Zylinder (13) von einem Führungsgehäuse (17) umgeben ist, das an einem Ende den Stempel (5) trägt und ein weiterer stationärer Zylinder (22) vorgesehen ist, dessen Kolben (21) gegen das andere Ende des Führungsgehäuses (17) wirkt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (1) und der mit der Spreizhülse (4, 14) verbundene Zylinder (13) von einem gemeinsamen Gestell (12) getragen werden.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Zylinder (13) tragende Teil (19) des Gestells (12) durch einen Schlitz (18) im Führungsgehäuse (17) verläuft.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (12) den weiteren Zylinder (22) trägt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (1) zweigeteilt ist und von einer Matrizenhalterung (11) gehalten wird, die ihrerseits mit dem Gestell (12) verbunden ist.
EP88102680A 1987-02-26 1988-02-24 Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden Expired - Lifetime EP0284773B1 (de)

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