EP0343624A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verformen von Material wie Hohlprofilen, Rohren usw - Google Patents

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EP0343624A2
EP0343624A2 EP89109378A EP89109378A EP0343624A2 EP 0343624 A2 EP0343624 A2 EP 0343624A2 EP 89109378 A EP89109378 A EP 89109378A EP 89109378 A EP89109378 A EP 89109378A EP 0343624 A2 EP0343624 A2 EP 0343624A2
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EP
European Patent Office
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pieces
shaped
elastic
piece
hollow
Prior art date
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Withdrawn
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EP89109378A
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English (en)
French (fr)
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EP0343624A3 (de
Inventor
Günter Otto
Christian Otto
Johannes Lübbering
Christian Reckendrees
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP0343624A2 publication Critical patent/EP0343624A2/de
Publication of EP0343624A3 publication Critical patent/EP0343624A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B21D39/203—Tube expanders with mandrels, e.g. expandable expandable by fluid or elastic material
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/10—Stamping using yieldable or resilient pads
    • B21D22/105—Stamping using yieldable or resilient pads of tubular products

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for deforming material such as hollow profiles, pipes, etc., and in particular aluminum profiles and similar material, the material in a receiving gap between a hollow mold provided with one or more recesses and in each case one of the relevant recess opposite fitting is introduced and is deformed by means of the fitting into the respective recess.
  • this material is usually placed on the hollow mold (die), after which a rigid molded part is arranged on the opposite side and pressurized, as a result of which the material is deformed into the hollow mold.
  • the shape of the molding is too sharp, there is a risk of shearing off or at least damage to the material. At least permanent stresses are often caused in the workpiece. Particular difficulties arise especially when a bent or tubular material is to be deformed instead of a flat metal sheet. If, for example, a pipe is to be provided with a constriction or a ring-shaped widening, a single tool cannot be moved in the radial direction as a rigid fitting because of the change in diameter that is necessary.
  • Verfor happens tion by rolling during a rotary movement or by several separate stamps acting on the circumference of the tube, the risk of injury to the workpiece being particularly great.
  • Problems for the deformation also arise in particular when a permanent, non-positive and possibly also tight connection between a tube and a rod-shaped end piece is to be produced by the deformation. Such a connection can only be achieved very imperfectly with the previous methods.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for deforming material such as hollow profiles or pipes of the type mentioned in order to be able to reliably carry out the intended deformation in a simple manner, the risk of damage to the material being largely eliminated during the deformation and that Stresses in the material are prevented.
  • each molded piece consisting of elastic material and arranged in a chamber is subjected to pressure and is thereby temporarily deformed in the direction of the respective recess of the hollow shape in such a way that permanent deformation of the material is caused.
  • the respective shaped piece is acted upon by pressure in a direction parallel to the material surface, as a result of which, due to the arrangement of the shaped piece in each chamber, it is elastically deformed in a direction perpendicular to the material surface.
  • the method according to the invention can be used particularly advantageously for deforming tubular material.
  • the tubular material is arranged in an annular gap between a cylindrical hollow mold and a layered column of annular elastic shaped pieces and non-elastic intermediate piece, and then the column is pressurized in the axial direction, the material being deformed in the radial direction by elastic deformation of the shaped pieces becomes.
  • This deformation of a pipe section can take place both inwards and outwards in the radial direction, the elastic molded pieces with the non-elastic intermediate pieces being correspondingly arranged outside or inside the pipe to be deformed.
  • the hollow mold is then attached to the opposite side accordingly.
  • a particularly favorable application of the method results from the connection of an aluminum or steel tube piece with a rod-shaped end piece, this rod-shaped end piece first being inserted as a hollow shape into the tubular material and this arrangement being introduced into a corresponding receiving bore of a housing with ring-shaped shaped pieces and intermediate pieces.
  • the aluminum or steel tube is deformed into annular grooves in the end piece, as a result of which a permanent and non-positive connection is achieved.
  • each shaped piece consists of elastically deformable material, that each shaped piece is arranged in a chamber of a housing and is closely enclosed by the chamber walls in all directions except for the direction towards the receiving gap, and that at least one Chamber wall is adjustable by means of a stamp in order to pressurize the shaped piece and to deform it in the direction of the receiving gap. Additional developments and refinements of the invention are specified in the subclaims.
  • the device shown in Fig. 1 has a housing 1 for receiving the deformation tool and a printing device.
  • the pressure is exerted from the outside via a stamp 2 on a piston 3 which can be displaced in the housing.
  • This pressure can be generated, for example, via a hydraulic press or also via a mechanical device.
  • the pressure and stroke limitation is not limited by the applied pressure size, but by the piston clearance 2a between the stamp 2 and the edge of the housing.
  • the piston 3 acts via a seal 4 on a pressure chamber 5 which is filled with a hydraulic fluid.
  • the angular chamber 5 also deflects the pressure direction, so that the pressure exerted via the second seal 7 continues on a piston 6. This piston 6 then acts on the actual deformation tool.
  • the deformation tool consists of a base part 8 and a casing 9 and interacts with a counter plate 11 which is firmly connected to the housing 1 by means of screws 10. Between the jacket 9 and the counter plate 10, a spring 17 is arranged, which supports the tool 8, 9 on the counter plate 11 and biases it against the piston 6 in its rest position.
  • the tool consisting of the bottom 8 and the casing 9 is mounted in a bore 1a of the housing 1 so as to be displaceable in the axial direction.
  • a pressure piece 11a is also formed, which in the inner bore 9a of the casing 9 engages and can be moved in the axial direction thereof in relation to the casing 9.
  • annular shaped pieces 12, 13, 14, 15 and 16 are arranged, alternately with corresponding annular intermediate pieces 29, 30, 31 and 32. All of these shaped pieces and intermediate pieces are attached to the outside with their Adjusted inner diameter of the jacket 9, so they lie on the inner wall 9a of this jacket (or the bottom piece).
  • the inner diameters of the shaped pieces and intermediate pieces are dimensioned such that a pipe 33 to be deformed can be inserted appropriately.
  • this tube 33 is to be pressed onto a rod-shaped end piece 40 provided with annular grooves 35, 36, 37, 38 and 39.
  • the elastic shaped pieces 12, 13, 14, 15 and 16 can be made of any suitable material, for example rubber or plastic. These fittings should preferably have a hardness of approx. 99 Shore and a 100% restoring force.
  • the stamp 2 is pressed into the housing 1 from the outside, as far as the stroke 2a permits.
  • the piston 6 is pressed onto the base piece 8 via the hydraulic conversion, as a result of which the tool consisting of the base piece 8 and the casing 9 is moved to the right against the force of the spring 17 in the direction of the counter plate 11.
  • the elastic shaped pieces 12, 13, 14, 15 and 16 are each pressed together and deformed. However, since they each lie in a chamber formed by the base piece 8 or the casing 9 and by the intermediate pieces 29, 30, 31 and 32 and the pressure piece 11a, they can only deform inwards in the radial direction.
  • the special shape of the elastic fittings prevents injury or damage to the workpiece. Tests have also shown that the speed at which the parts are deformed depends only on the flow rate of the part to be deformed. The magnitude of the applied force has no influence on the rate of deformation.
  • hollow bodies made from a wide variety of materials in particular also from aluminum, can be deformed.
  • hollow bodies made of aluminum with a seawater-resistant surface for example anodized aluminum, were formed after shaping a seawater subjected to spray test. No negative effects, especially in the area of deformation, were found.
  • Fig. 2 shows a modified embodiment of the device according to Fig. 1, wherein a tube can be deformed outwards.
  • the housing has a hollow cylindrical jacket 21 and a base plate 22. Opposite the jacket 21, an elastically deformable plate 23 is placed on the base plate 22, while a guide plate 25 rests on the latter.
  • a pipe piece 34 to be deformed to the outside is inserted in the bore 21a of the housing shell 21, a pipe piece 34 to be deformed to the outside is inserted.
  • the tube 34 can be pulled out of the bore 21a even after the deformation.
  • individual, possibly annular depressions could of course also be provided, in order to be able to limit the deformation in a more targeted manner.
  • these depressions would have to be made, for example, by additional ring inserts or the like. formed, which could be pulled out after deforming.
  • Elastic shaped pieces 18 and 20 and non-elastic intermediate pieces 26, 27 and 28 are arranged within the tube 34 in the same manner as in FIG. 1. These fittings and intermediate pieces are also designed in a ring shape in the example of FIG. 2.
  • a pull rod 41 is guided in its interior, which has a pressure at one end piece 19 has, which rests on the end face of the last intermediate piece 27.
  • a head 42 is fastened, which is supported on the guide plate 25 via a plate spring 24 and is clamped with this plate spring 24 between the guide plate 25 and the elastic plate 23.
  • the arrangement according to FIG. 2 can also be used, for example, in the housing 1 of FIG. 1 instead of the tool 8, 9. Then the guide plate 25 takes the place of the tool base 8, while the base plate 22 and the jacket 21 connect instead of the jacket 9.
  • the guide plate 25 transmits the force to the elastic shaped plate 23, which can deform in the housing only by the fact that it presses the head 42 to the left in the direction of the plate spring 24 and takes the pull rod 41 with it.
  • the pressure piece 19 is thus also pulled to the left against the base plate 22.
  • a pressure is thus exerted on the shaped pieces 18 and 20, which elastically deforms them outward.
  • the tube 34 is deformed outward in a ring-shaped manner at the corresponding points.
  • the plate spring 24 returns the tool to its basic position after the shaping process has ended.
  • the finished part ie the deformed tube 34, can thus be removed from the tool.
  • the deformation of a tube is used in each case.
  • the invention can also be used particularly advantageously in this case. Nevertheless, the principle of the invention is not limited to this. Rather, deformation can also be caused Perform flat or otherwise curved materials with square, rectangular or polygon profiles.
  • deformation of a flat plate for example, instead of the annular shaped pieces and intermediate pieces, correspondingly differently shaped, for example cuboid shaped shaped pieces and intermediate pieces would have to be arranged in corresponding channels.
  • the deformation process with appropriately modified tools can be used to deform different parts.
  • the pipe connection described can of course also be used with a wide variety of materials and for a wide variety of applications, for example for pipe connections in the field of hydraulics, pneumatics, heating and energy technology.
  • the same type of deformation can be used for hose connections for conducting air, liquid and gases in industry, automotive engineering, energy supply and in the home.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

Zum Verformen des Materials wie Hohlprofilen, Rohren usw. wird dieses in einen Aufnahmespalt zwischen einer Hohlform (40) mit Vertiefungen (35, 36, 37, 38, 39) einerseits und elasti­schen Formstücken (12, 13, 14, 15, 16) andererseits ein­gebracht. Die elastischen Formstücke sind in einem Ge­häuse mit nichtelastischen Zwischenstücken (29, 30, 31, 32) geschichtet angeordnet, wobei lediglich eine Verfor­mung in Richtung auf den Aufnahmespalt möglich ist. Durch Druck auf die Schichtung von elastischen Form­stücken und nichtelastischen Zwischenstücken werden die elastischen Formstücke (12, 13, 14, 15, 16) in Richtung auf das zu verformende Material (33) elastisch verformt, wodurch das Material (33) bleibend in die Vertiefungen der Hohlform (40) hineinverformt wird.
Das Verfahren und die Vorrichtung sind insbesondere für das Verformen von rohrförmigem Material, beispielsweise zur Verbindung zwischen einem Rohr und ei­nem stangenförmigen Endstück, anwendbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verformen von Material wie Hohlprofilen, Rohren usw., und insbeson­dere von Aluminium-Profilen und ähnlichem Material, wobei das Material in einen Aufnahmespalt zwischen einer mit einer oder mehreren Ver­tiefungen versehenen Hohlform und jeweils einem der betref­fenden Vertiefung gegenüberstehenden Formstück eingebracht und mittels des Formstückes in die jeweilige Vertiefung hineinverformt wird.
  • Zum Verformen von beispielsweise Aluminium- oder Stahlrohren oder sonstigen Metallrohren wird dieses Material üblicherweise auf die Hohlform (Matrize) aufgelegt, danach wird ein starres Formstück an der gegen­überliegenden Seite angeordnet und mit Druck beaufschlagt, wodurch das Material in die Hohlform hineinverformt wird. Bei zu scharfen Kanten des Formstücks besteht dabei die Gefahr des Abscherens oder zumindest einer Beschädigung des Materials. Zumindest werden häufig blei­bende Spannungen in dem Werkstück hervorgerufen. Beson­dere Schwierigkeiten ergeben sich vor allem dann, wenn statt einer ebenen Blechtafel ein gebogenes oder in Rohr­form gezogenes Material verformt werden soll. Wenn bei­spielsweise ein Rohr mit einer Einschnürung oder einer ringförmigen Ausweitung versehen werden soll, kann wegen der dabei notwendigen Durchmesserveränderung nicht ein einzelnes Werkzeug als starres Formstück in Radialrich­tung bewegt werden. In diesem Fall geschieht die Verfor­ mung durch Rollen während einer Drehbewegung oder durch mehrere auf den Umfang des Rohres einwirkende getrennte Stempel, wobei die Gefahr einer Verletzung des Werkstücks besonders groß ist. Probleme für die Verformung ergeben sich insbesondere auch dann, wenn durch Verformung eine dauerhafte, kraftschlüssige und gegebenenfalls auch dichte Verbindung zwischen einem Rohr und einem stangenförmigen Endstück hergestellt werden soll. Mit den bisherigen Metho­den ist eine solche Verbindung nur sehr unvollkommen er­zielbar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­richtung zum Verformen von Material wie Hohprofilen oder Rohren der ein­gangs genannten Art anzugeben, um auf einfache Weise die beabsichtigte Verformung zuverlässig ausführen zu können, wobei die Gefahr von Beschädigungen des Materials beim Ver­formen weitgehend ausgeschaltet und das Auftreten von Spannungen in dem Material verhindert wird.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes aus elastischem Material bestehende und in jeweils einer Kammer angeordnete Formstück mit Druck beaufschlagt und dadurch vorübergehend in Richtung auf die jeweilige Vertiefung der Hohlform derart deformiert wird, daß eine bleibende Verformung des Materials hervorge­rufen wird.
  • In bevorzugter Ausführungsform wird dabei das jeweilige Formstück durch Druck in einer zur Materialoberfläche parallelen Richtung beaufschlagt, wodurch aufgrund der Anordnung des Formstücks jeweils in einer Kammer dieses elastisch in einer zur Materialoberfläche senkrechten richtung veformt wird.
  • Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Ver­fahren zur Verformung von rohrförmigen Material anwenden.
  • Dabei wird in einer zweckmäßigen Ausgestaltung das rohr­förmige Material in einem Ringspalt zwischen einer zylin­derförmigen Hohlform und einer geschichteten Säule von ringförmigen elastischen Formstücken sowie nichtelasti­schen Zwischenstück angeordnet und dann wird die Säule in Axialrichtung mit Druck beaufschlagt, wobei durch elastische Verformung der Formstücke in Radialrichtung das Material verformt wird. Diese Verformung eines Rohr­stücks kann sowohl nach innen wie nach außen in Radial­richtung geschehen, wobei entsprechend die elastischen Formstücke mit den nichtelastischen Zwischenstücken außer­halb oder innerhalb des zu verformenden Rohres angeordnet werden. Die Hohlform wird dann entsprechend an der Gegen­seite angebracht. Eine besonders günstige Anwendung des Verfahrens ergibt sich bei der Verbindung eines Aluminium- oder Stahlrohr­stücks mit einem stangenförmigen Endstück, wobei dieses stangenförmige Endstück als Hohlform zunächst in das rohr­förmige Material hineingesteckt und diese Anordnung in eine entsprechende Aufnahmebohrung eines Gehäuses mit ringförmigen Formstücken und Zwischenstücken eingebracht wird. Durch Druckbeaufschlagung der Formstücke in Axial­richtung der Anordnung wird das Aluminium- oder Stahlrohr in Ringnuten des Endstückes verformt, wodurch eine dauerhafte und kraft­schlüssige Verbindung erzielt wird.
  • Bei einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verformungs­verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jedes Form­stück aus elastisch verformbarem Material besteht, daß jedes Formstück in einer Kammer eines Gehäuses angeordnet und von den Kammerwänden nach allen Richtungen mit Ausnahme der Richtung zum Aufnahmespalt hin eng umschlossen ist und daß mindestens eine Kammerwand mittels eines Stempels ver­stellbar ist, um das Formstück mit Druck zu beaufschlagen und in Richtung auf den Aufnahmespalt zu deformieren. In den Unteransprüchen sind zusätzliche Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1 eine Vorrichtung zum Verformen eines Rohres zum Zwecke der Verbindung mit einem stangen­förmigen Endstück,
    • Fig. 2 eine Vorrichtung zum Verformen eines Rohres in ringförmigen Abschnitten nach außen.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besitzt ein Gehäuse 1 zur Aufnahme des Verformungswerkzeugs und einer Druckvor­richtung. Im gezeigten Beispiel wird der Druck von außen über einen Stempel 2 auf einen im Gehäuse verschiebbaren Kolben 3 ausgeübt. Dieser Druck kann etwa über eine hydrau­lische Presse oder auch über eine mechanische Vorrichtung erzeugt werden. Die Druck- und Hubbegrenzung wird nicht über die aufgebrachte Druckgröße, sondern über das Kolben­spiel 2a zwischen dem Stempel 2 und dem Gehäuserand begrenzt.
  • Der Kolben 3 wirkt über eine Dichtung 4 auf eine Druckkam­mer 5, die mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. Durch die winkelförmige Kammer 5 wird auch die Druckrich­tung umgelenkt, so daß sich der ausgeübte Druck über die zweite Dichtung 7 auf einen Kolben 6 fortsetzt. Dieser Kol­ben 6 wirkt dann auf das eigentliche Verformungswerkzeug.
  • Das Verformungswerkzeug besteht aus einem Bodenteil 8 und einem Mantel 9 und wirkt mit einer Gegenplatte 11 zusammen, die über Schrauben 10 mit dem Gehäuse 1 fest verbunden ist. Zwischen dem Mantel 9 und der Gegenplatte 10 ist eine Fe­der 17 angeordnet, welche das Werkzeug 8, 9 an der Gegen­platte 11 abstützt und es gegen den Kolben 6 in seine Ruhe­stellung vorspannt. Das aus dem Boden 8 und dem Mantel 9 bestehende Werkzeug ist in einer Bohrung 1a des Gehäuses 1 in Axialrichtung verschiebbar gelagert. An der Gegenplatte 11 ist außerdem ein Druckstück 11a angeformt, welches in die Innenbohrung 9a des Mantels 9 eingreift und in dieser relativ zum Mantel 9 in Axialrichtung bewegbar ist.
  • In dem aus Bodenteil 8 und Mantel 9 gebildeten Werkzeug sind ringförmige Formstücke 12, 13, 14, 15 und 16 angeord­net, und zwar abwechselnd mit entsprechenden ringförmigen Zwischenstücken 29, 30, 31 und 32. Alle diese Formstücke und Zwischenstücke sind mit ihrem Außendurchmesser an den Innendurchmesser des Mantels 9 angepaßt, sie liegen also an der Innenwand 9a dieses Mantels (bzw. des Bodenstücks) an. Die Innendurchmesser der Formstücke und Zwischenstücke sind so bemessen, daß ein zu verformendes Rohr 33 passend eingesteckt werden kann. Dieses Rohr 33 soll im vorliegen­den Beispiel auf ein mit Ringnuten 35, 36, 37, 38 und 39 versehenes stangenförmiges Endstück 40 aufgepreßt werden.
  • Die elastischen Formstücke 12, 13, 14, 15 und 16 können aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, beispiels­weise Gummi oder Kunststoff. Diese Formstücke sollten vor­zugsweise eine Härte von ca. 99 Shore und eine 100%ige Rückstellkraft besitzen.
  • Beim eigentlichen Verformungsvorgang in der Vorrichtung nach Fig. 1 wird also, wie bereits angedeutet, der Stempel 2 von außen in das Gehäuse 1 eingedrückt, soweit es der Hub 2a zuläßt. Über die hydraulische Umsetzung wird der Kolben 6 auf das Bodenstück 8 gedrückt, wodurch das aus dem Bodenstück 8 und dem Mantel 9 bestehende Werkzeug ent­gegen der Kraft der Feder 17 in Richtung auf die Gegen­platte 11 nach rechts bewegt wird. Dabei werden die elasti­schen Formstücke 12, 13, 14, 15 und 16 jeweils zusammen­gepreßt und deformiert. Da sie jedoch jeweils in einer durch das Bodenstück 8 bzw. den Mantel 9 sowie durch die Zwischenstücke 29, 30, 31 und 32 und das Druckstück 11a gebildeten Kammer liegen, können sie sich lediglich in Ra­dialrichtung nach innen verformen. Die Formstücke drücken dabei im Bereich der jeweiligen Ringnuten 35, 36, 37, 38 und 39 auf das dünnwandige Material des Rohres 33 und ver­formen dieses bleibend in die jeweiligen Ringnuten hinein. Bei Zurückziehen des Stempels 2 kehrt auch das Bodenteil 8 mit dem Mantel 9 aufgrund der Kraft der Feder 17 in die Ausgangslage zurück. Dadurch nehmen auch die elastischen Formstücke 12, 13, 14, 15 und 16 ihre ursprüngliche Gestalt wieder an, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Das fertig verformte Rohr 33 mit dem Endstück 40 kann somit leicht aus der Form entnommen werden.
  • Durch die spezielle Formgebung der elastischen Formstücke wird bei diesem Verfahren eine Verletzung oder Beschädi­gung des Werkstücks ausgeschlossen. Versuche haben außer­dem ergeben, daß die Geschwindigkeit bei der Verformung der Teile nur von der Fließgeschwindigkeit des zu verformen­den Teiles abhängt. Die Größe der aufgebrachten Kraft hat auf die Verformungsgeschwindigkeit keinen Einfluß.
  • Untersuchungen an Schliffbildern von versuchsweise verform­ten Teilen haben ergeben, daß nach der Verformung keiner­lei Restspannung, die beispielsweise ein Aufspringen der Verbindung zwischen dem Rohr 33 und dem Endstück 40 her­vorrufen würde, vorhanden ist. Hohlkörper, die auf End­stücken verformt sind, zeigten bei einer durchgeführten hydraulischen Dichtigkeitsprüfung keinerlei Undichtigkei­ten. Eine zusätzliche Dichtung ist bei einer derartigen Verbindung eines Rohres mit einem Endstück also nicht er­forderlich.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Hohlkörper aus den verschiedensten Materialien, insbesondere auch aus Alu­minium, verformt werden. Bei einem Versuch wurden beispiels­weise Hohlkörper aus Aluminium mit einer seewasserfesten Oberfläche, z.B. Eloxal, nach dem Verformen einem Seewas­ sersprühtest unterzogen. Negative Auswirkungen, insbeson­dere im Bereich der Verformung, wurden dabei nicht fest­gestellt.
  • Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrich­tung nach Fig. 1, wobei eine Verformung eines Rohres nach außen durchgeführt werden kann. In diesem Fall besitzt das Gehäuse einen hohlzylinderförmigen Mantel 21 und eine Bo­denplatte 22. Dem Mantel 21 gegenüberliegend ist auf die Bodenplatte 22 eine elastisch deformierbare Platte 23 auf­gelegt, während auf dieser wiederum eine Führungsplatte 25 aufliegt.
  • In der Bohrung 21a des Gehäusemantels 21 wird ein nach außen zu deformierbares Rohrstück 34 eingesteckt. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 besteht zwischen dem Rohr 34 und dem Gehäusemantel 21 ein Spalt, der eine Deformation des Rohres nach außen zuläßt. Dadurch kann das Rohr 34 auch nach dem Verformen wieder aus der Bohrung 21a herausgezo­gen werden. Anstelle des durchgehenden Spaltes zwischen Rohr 34 und Mantel 21 könnten natürlich auch einzelne, gegebenenfalls ringförmige Vertiefungen vorgesehen werden, um die Verformung gezielter begrenzen zu können. Um jedoch ein Herausziehen des verformten Rohres auch in diesem Fall zu gewährleisten, müßten diese Vertiefungen beispielsweise durch zusätzlich eingesetzte Ringeinlagen od.dgl. gebildet werden, die nach dem Verformen mit herausgezogen werden könnten.
  • Innerhalb des Rohres 34 werden elastische Formstücke 18 und 20 und nichtelastische Zwischenstücke 26, 27 und 28 in gleicher Weise wie in Fig. 1 geschichtet angeordnet. Diese Formstücke und Zwischenstücke sind auch bei dem Bei­spiel von Fig. 2 ringförmig gestaltet. In ihrem Innern ist eine Zugstange 41 geführt, welche an einem Ende ein Druck­ stück 19 aufweist, welches stirnseitig auf dem letzten Zwi­schenstück 27 aufliegt. Am anderen Ende der Zugstange 41 ist ein Kopf 42 befestigt, der über eine Tellerfeder 24 an der Führungsplatte 25 abgestützt ist und mit dieser Tel­lerfeder 24 zwischen der Führungsplatte 25 und der elasti­schen Platte 23 eingeklemmt ist.
  • Die Anordnung nach Fig. 2 kann beispielsweise auch in das Gehäuse 1 von Fig. 1 anstelle des Werkzeugs 8, 9 eingesetzt werden. Dann nimmt also die Führungsplatte 25 die Stelle des Werkzeugbodens 8 ein, während die Bodenplatte 22 und der Mantel 21 anstelle des Mantels 9 anschließen.
  • Beim Veformungsvorgang wird also mit der Anordung nach Fig. 2 auf die Führungsplatte 25 gedrückt, beispielsweise mit dem Kolben 6 von Fig. 1. Die Führungsplatte 25 über­trägt die Kraft auf die elastische Formplatte 23, welche sich in dem Gehäuse nur dadurch verformen kann, daß sie den Kopf 42 nach links in Richtung der Tellerfeder 24 drückt und dabei die Zugstange 41 mitnimmt. Das Druckstück 19 wird damit ebenfalls nach links gegen die Bodenplatte 22 gezogen. Damit wird auf die Formstücke 18 und 20 ein Druck ausgeübt, der sie jeweils nach außen elastisch ver­formt. Dabei wird das Rohr 34 an den entsprechenden Stel­len ringförmig bleibend nach außen verformt.
  • Nach Beendigung des Verformvorgangs bringt auch in diesem Fall die Tellerfeder 24 das Werkzeug in seine Grundstel­lung zurück. Damit kann das Fertigteil, also das verformte Rohr 34, aus dem Werkzeug entnommen werden.
  • Bei den beschriebenen Beispielen ist jeweils auf die Ver­formung eines Rohres abgestellt. Die Erfin­dung ist für diesen Fall auch besonders vorteilhaft anwend­bar. Trotzdem ist das Prinzip der Erfindung nicht darauf beschränkt. Vielmehr läßt sich eine Verformung auch an ebenen oder auf andere Weise gebogenen Materialien mit Quadrat-, Rechteck- oder Polygon-Profilen durchfüh­ren. Im Falle der Verformung einer ebenen Platte müßten beispielsweise anstelle der ringförmigen Formstücke und Zwischenstücke entsprechend anders geformte, beispielsweise quaderförmige Formstücke und Zwischenstücke in entsprechen­den Kanälen angeordnet werden. Somit kann der Verformungs­vorgang mit entsprechend abgewandelten Werkzeugen bei der Verformung verschiedener Teile eingesetzt werden. Auch die beschriebene Rohrverbindung kann natürlich mit verschieden­sten Materialien und für verschiedenste Anwendungszwecke verwendet werden, beispielsweise für Rohrverbindungen im Bereich der Hydraulik, Pneumatik, Heizungs- und Energie­technik. Außerdem kann die gleiche Veformungsart für Schlauchverbindungen zum Leiten von Luft, Flüssigkeit und Gasen in Industrie, Kraftfahrzeugtechnik, Energieversor­gung und im Haushalt eingesetzt werden.

Claims (14)

1. Verfahren zum Verformen von Material wie Hohlprofilen, Rohren usw., wobei das Material in einem Aufnahmespalt zwischen einer mit einer oder mehreren Vertiefungen versehenen Hohlform und jeweils einem der betreffenden Vertiefung gegenüberstehenden Formstück eingebracht und mittels des Formstückes in die jeweilige Vertiefung hineinver­formt wird,
dadurch gekennzeichnet,
das jedes aus elastischem Material bestehende und in jeweils einer Kammer angeordnete Formstück (12, 13, 14, 15, 16, 18, 20) mit Druck beaufschlagt und dadurch vorübergehend in Richtung auf die jeweilige Vertiefung (35, 36, 37, 38, 39) der Hohlform derart deformiert wird, daß ein bleibende Verformung des Materials hervorgerufen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Formstück (12, 13, 14, 15, 16, 18, 20) durch Druck in einer zur Materialoberfläche parallelen Richtung beaufschlagt wird und daß dadurch eine elasti­sche Verformung des Formstücks in einer zur Material­oberfläche senkrechten Richtung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß ein rohrförmiges Material (33, 34) in einem Ringspalt zwischen einer zylinderförmigen Hohlform (40) und einer geschichteten Säule von ringförmigen elasti­schen Formstücken (12, 13, 14, 15, 16, 18, 20) sowie nichtelastischen Zwischenstücken (29, 30, 31, 32; 26, 27, 28) angeordnet wird, daß dann die Säule in Axial­ richtung mit Druck beaufschlagt und durch elastische Verformung der Formstücke in Radialrichtung das Mate­rial bleibend verformt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Hohlform ein mit Ringnuten (35, 36, 37, 38, 39) ver­sehenes Verbindungs- oder Endstück in das rohrförmige Material (33) eingesteckt wird,
daß dieses rohrförmige Material (33) innerhalb einer Hohlsäule von elastischen Formstücken (12, 13, 14, 15, 16) und nichtelastischen Zwischenstücken (29, 30, 31, 32) angeordnet wird und
daß die Hohlsäule von Formstücken und Zwischenstücken mit Druck in Axialrichtung beaufschlagt wird, wodurch die Formstücke (12, 13, 14, 15, 16) das Material bleibend nach innen in die Ringnuten (35, 36, 37, 38, 39) der Stange (40) hineinverformen.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Material (34) in einer Bohrung (21a) eines als Hohlform dienenden Mantels (21) angeordnet wird, daß innerhalb des Materials eine Schichtsäule von elastischen Formstücken (18, 20) und nichtelastischen Zwischenstücken angeordnet und in Axialrichtung mit Druck beaufschlagt wird, wodurch das Material im Bereich der Formstücke (18, 20) nach außen bleibend verformt wird.
6. Vorrichtung zum Verformen von Material mit einer Hohlform, die eine oder mehrere Vertiefungen ent­sprechend der gewünschten Formgebung für das Material aufweist, mit einem oder mehreren Formstücken, die den Vertiefungen der Hohlform gegenüberliegend angeordnet sind, und mit einem Aufnahmespalt für das Material zwi­schen der Hohlform und den Formstücken, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß jedes Formstück (12, 13, 14, 15, 16; 18, 20) aus elastisch verformbaren Material besteht, daß jedes Formstück in einer Kammer eines Gehäuses (8, 9; 22, 21) angeordnet und von dem Kammerwänden nach allen Richtungen mit Ausnahme der Richtung zum Aufnahme­spalt hin eng umschlossen ist, und daß mindestens eine Kammerwand mittels eines Stempels (2) verstellbar ist, um das Formstück bzw. die Form­stücke (12, 13, 14, 15, 16; 18, 20) mit Druck zu beauf­schlagen und in Richtung auf den Aufnahmespalt zu defor­mieren.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des die Kammerwand bzw. die Kammerwände ver­stellenden Stempels (2) zur Bestimmung der Verformungs­tiefe einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­net, daß der Aufnahmespalt, die Vertiefung bzw. die Ver­tiefungen (35, 36, 37, 38, 39) der Hohlform (40), die Aufnahmekammer bzw. Aufnahmekammern sowie das Formstück bzw. die Formstücke (12, 13, 14, 15, 16; 18, 20) jeweils ringförmig gestaltet und koaxial zueinander angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung bzw. die Vertiefungen (35, 36, 37, 38, 39) jeweils als Ringnut bzw. Ringnuten in einem als Hohlform dienenden stangenförmigen Endstück (40) vorge­sehen sind, daß die Aufnahmekammer bzw. die Aufnahmekam­mern in einem das Endstück umgebenden, hohlzylinderför­migen Werkzeug (8, 9) vorgesehen ist bzw. sind und daß die Kammerwände in Axialrichtung verstellbar sind.
10.Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer bzw. Kammern in dem Werkzeug durch ring­förmige nichtelastische Zwischenstücke (29, 30, 31, 32) gebildet werden, zwischen denen die ringförmigen elasti­schen Formstücke (12, 13, 14, 15, 16) angeordnet sind, wobei die durch die Schichtung von Formstücken und Zwi­schenstücken gebildete Hohlsäule mit ihrem Außenumfang an die Innenwand (9a) des Werkzeuges (8, 9) angrenzt und mit ihrem Innenumfang des Aufnahmespalt für das rohrförmige Material (33) begrenzt und wobei diese Säule zwischen einer geschlossenen Stirnwand (8) des Werkzeugs und einem in die gegenüberliegende offene Stirnwand des Werkzeugs eindrückbares Druckstück (11a) zusammenpreßbar ist.
11.Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (11a) und das Werkzeug (8, 9) durch Federkraft (17) auseinandergespannt und durch Betäti­gung über einen Stempel (2) entgegen der Federkraft in­einander verschiebbar sind, um die elastischen Formstücke (12, 13, 14, 15, 16) zu deformieren.
12.Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (11a) über eine mit ihm verbundene Gegenplatte (11) fest mit einem Gehäuse (1) verbunden ist, daß das Werkzeug (8, 9) in dem Gehäuse in Axial­richtung verschiebbar gelagert ist und mittels eines im Gehäuse (1) geführten, vorzugsweise hydraulisch be­tätigbaren Kolbens (6) in Richtung auf das Druckstück (11a) bewegbar ist.
13.Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlform durch einen Mantel (21) mit einer zylin­derförmigen Aufnahmebohrung (21a) zur Aufnahme eines rohrförmigen Materials (34) gebildet ist, daß die Aufnahmekammern durch Schich­tung von kreisförmigen elastischen Formstücken (18, 20) und nichtelastischen Zwischenstücken (26, 27, 28) mit jeweils dem Innendurchmesser des rohrförmigen Materials (34) entsprechendem Durchmeser gebildet sind und daß die Schichtung von Formstücken und Zwischenstücken in Axialrichtung mit Druck beaufschlagbar ist.
14.Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke (18, 20) und die Zwischenstücke (26, 27, 28) ringförmig sind und daß die Schichtung aus Form­stücken und Zwischenstücken durch eine axial verlaufen­de Zugstange (41) über ein Druckstück (19) gegen den Gehäuseboden (22) preßbar ist.
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