EP1116528A2 - Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Röhrstückes - Google Patents

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EP1116528A2
EP1116528A2 EP00127138A EP00127138A EP1116528A2 EP 1116528 A2 EP1116528 A2 EP 1116528A2 EP 00127138 A EP00127138 A EP 00127138A EP 00127138 A EP00127138 A EP 00127138A EP 1116528 A2 EP1116528 A2 EP 1116528A2
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tube
metal sheet
shaped pipe
opening
pipe section
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Franz Viegener II GmbH and Co KG
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    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
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    • B21C37/29—Making branched pieces, e.g. T-pieces
    • B21C37/296—Making branched pieces starting from strip material; Making branched tubes by securing a secondary tube in an opening in the undeformed wall of a principal tube

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a T-shaped pipe section.
  • Such pipe sections usually consist of metal and serve as a branch in one hydraulic pipe system.
  • DE 33 42 091 A1 describes a method for producing a T-shaped pipe branch piece in which from a starting pipe section through several forming steps the T-shaped final shape is generated. For this, the output pipe section filled with a medium and placed in a mold. In the mold are stamped from two opposite sides, so that the pipe section is compressed and the medium is pressurized. One in the opening arranged in the mold enables the pressing of one side branch. After this branch is formed, an opening will be created provided in the branch to give the T-shaped pipe section its final shape give.
  • the T-shaped pipe section is made by punching out an opening in one, essentially flat metal sheet, attaching a tube to the punched Opening, forming the metal sheet into a hollow profile with adjacent Edges and connecting and sealing the adjacent edges to Formation of the T-shaped pipe section is produced, the length of the one hand three pipe ends of the finished T-shaped pipe section can be freely selected by measure the length of the metal sheet and the attached pipe accordingly become. Furthermore, there are in the transition area between the tube and the initially flat-formed metal sheet only low tensions, which is a subordinate Roll to have the later wall thickness. Unlike the known one Process is formed in the transition area between the pipe and the one Metal sheet generates only minimal deformation, so that the entire pipe section has essentially the same wall thickness everywhere.
  • the Forming the metal sheet into a hollow profile in several steps carried out.
  • different types of tools such as bending, and upsetting devices can be used, the most gentle material forming possible allow.
  • the end portion of the tube is at the punched opening is attached, sculpted before attaching, i.e. expanded. This will the transition between the hollow profile formed from the sheet metal and the attached pipe round, indicating the flow loss of a flowing medium reduced.
  • a tight connection between pipe and sheet metal is obtained if the End portion of the tube is welded to the sheet metal at the opening.
  • the end section of the tube is preferably sculpted so far that the Front edge of the tube is placed on the inner edge of the opening for attachment. This ensures a flat connection between the tube and metal sheet without that the connection point has a large connection seam.
  • a particularly round transition between pipe and sheet metal can also be achieved are formed when a tip facing the tube is formed in the region of the opening becomes.
  • the round mouth does not necessarily have to be through the tapped one Tube can be provided, but can be formed by forming a round projection adjacent to the opening in the metal sheet. It is it is also possible to have both a sculpted tube and an expanded one Use sheet metal to manufacture the pipe section.
  • T-shaped pipe pieces provide that in a metal sheet is punched at the same time several openings, each of which a pipe is attached. This allows either several T-shaped pipe sections be formed integrally with each other, or in one operation at the same time several separable T-shaped pipe pieces are produced.
  • the Manufacture of such units from T-shaped pipe sections can either be clocked in individual work steps, or continuously by appropriate Forming process.
  • a T-shaped pipe piece made of metal is also provided is produced in particular by the method according to the invention and the Features of claim 9.
  • a metal sheet 2 with a Provide opening 3 by feeding the metal sheet 2 to a punching device becomes. It is also possible to have a plurality of openings lying in a line in the metal sheet 2 3 to be provided. At each opening 3, a pipe section 4 is attached, which to the metal sheet 2 has an expansion 5. The expansion 5 is so formed that the outer edge on the widening 5 on the inner edge of the metal sheet 2 can rest against the opening 3.
  • the pipe section 4 is on the opposite side of the metal sheet 2 with a Bead 6 provided for connection to another piece of pipe, not shown can be used.
  • the pipe section 4 also has a bulge 7, which are used to mark or attach another component can.
  • the pipe section 4 is first fitted into the opening 3 of the metal sheet 2. Subsequently the tube 4 is welded to the metal sheet 2, with the Junction forms a weld 8.
  • the metal sheet 2 As soon as the connection between tube 4 and sheet metal 2 is tight, the begins Forming the metal sheet into a tube. First, two are compared lying edges of the metal sheet 2 slightly into the pipe 4 opposite Bent direction ( Figures 3 A and 3 B). Then the metal sheet 2 V-shaped, a bending edge 10 being formed on the metal sheet, which is centered on the tube 4. By forming a bending edge 10 moves at the junction between pipe 4 and sheet metal 2 flat shape so that an elongated area 11 and a compressed area 12 are produced becomes. The stretching or compression is only minimal, so that also in this area, the wall thickness during forming is essentially the same remains.
  • the metal sheet is then bent further into a hollow profile, the previously opposite end edges 9 of the metal sheet facing each other be ( Figures 5 A and 5 B).
  • the end edges put together and welded together so that a vertical second tube 13 extending to the first tube 4 is formed (FIGS. 6A and 6 B).
  • the end edge 14 of the tube 13 formed can either be smooth ( Figure 6 A) or have a bead 130 which is for connection to another Pipe piece can be used (Figure 7 A).
  • the T-shaped pipe section 1 thus produced has essentially the same everywhere Wall thickness.
  • the deviations in the wall thickness are preferably less than 10 or 5%.
  • a metal sheet 20 is provided with an opening 21 in the T-shaped pipe section, which is surrounded by a protruding area 22.
  • the protruding area 22 is curved so that the end edge of the metal sheet 20th is directed upward in the region of the opening 21.
  • a pipe 23 is attached to the metal sheet 20 attached, the tube 23 has a taper 24, the Diameter is the same size as the diameter of the front edge of the expanded Area 22. Furthermore, the tube 23 is provided with a bead 25 which is used for connection can be used with another pipe.
  • the pipe 23 is first with the Welded metal sheet 20. Then the metal sheet 20 in several Forming steps, as shown in Figures 2a to 5b, into a tube reshaped.
  • the T-shaped tube piece 26 thus formed is in FIGS. 9A and 9 B shown.
  • the connection between the tube 24 and the originally flat trained metal sheet 20 is round by the expanded area 22, which the Flow losses reduced.
  • FIG. 9A shows two end pieces 27 on the T-shaped pipe piece 26 welded to provide a bead for connection to other pipes.

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes (1) wird zunächst eine Öffnung (3) in einem im wesentlichen flach ausgebildeten Metallblech (2) ausgestanzt. Anschließend wird an der ausgestanzten Öffnung (3) ein Rohr (4) angefügt, vorzugsweise angeschweißt und das Metallblech (2) zu einem Hohlprofil umgeformt, dessen Endkanten (9) benachbart einander gegenüber liegen. Die sich gegenüber liegenden Kanten (9) werden zur Bildung des T-förmigen Rohrstückes (1) abgedichtet miteinander verbunden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können T-förmige Rohrstücke (1) hergestellt werden, die im gesamten Bereich im wesentlichen dieselbe Wanddicke aufweisen. Ferner kann die Länge der drei Rohrenden frei gewählt werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes. Solche Rohrstücke bestehen meist aus Metall und dienen als Abzweigung in einem hydraulischen Rohrsystem.
Aus der DE 33 42 091 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohr-Abzweigstücks bekannt, bei dem aus einem Ausgangsrohrstück durch mehrere Umformschritte die T-förmige Endform erzeugt wird. Hierfür wird das Ausgangsrohrstück mit einem Medium gefüllt, und in ein Formwerkzeug gegeben. In das Formwerkzeug werden von zwei gegenüber liegenden Seiten Druckstempel eingefügt, so daß das Rohrstück gestaucht und das Medium mit Druck beaufschlagt wird. Eine in dem Formwerkzeug angeordnete Öffnung ermöglicht dabei das Auspressen einer seitlichen Abzweigung. Nach dem Ausbilden dieser Abzweigung wird eine Öffnung in der Abzweigung vorgesehen, um dem T-förmigen Rohrstück seine Endform zu geben.
Bei dem bekannten Verfahren ist nachteilhaft, daß keine einheitliche Wanddicke in dem Rohrstück erreicht wird. Zwar wird in der DE 33 42 091 schon die Ausbildung eines Rohrstückes mit gleichmäßiger Wanddicke als Ziel genannt, es ist jedoch mit diesem Verfahren praktisch nicht möglich die einheitliche Wandstärke zu erreichen. Durch die Herstellung der Abzweigung wird das Material im Bereich der Ausbuchtung automatisch verdünnt, ohne daß ein übermäßiger Materialausgleich durch Fließbewegungen stattfindet. Ferner ist bei dem bekannten Verfahren nachteilig, daß die Länge der herstellbaren Ausbuchtung äußerst begrenzt ist. Es ist nicht möglich ein T-förmiges Rohrstück herzustellen, bei dem alle drei Rohrenden eine größere Länge von beispielsweise fünf Zentimetern aufweisen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes und ein solches Rohrstück bereitzustellen, bei dem es möglich ist, eine gleichmäßige Wandstärke zu realisieren und zusätzlich die Länge der Rohrenden von der Abzweigungsstelle frei zu wählen.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Wenn das T-förmige Rohrstück durch Ausstanzen einer Öffnung in einem wesentlich flach ausgebildeten Metallblech, Anfügen eines Rohres an der ausgestanzten Öffnung, Umformen des Metallbleches zu einem Hohlprofil mit benachbart liegenden Kanten und Verbinden und Abdichten der benachbart liegenden Kanten zur Bildung des T-förmigen Rohrstückes hergestellt wird, kann einerseits die Länge der drei Rohrenden des fertigen T-förmigen Rohrstückes frei gewählt werden, indem die Länge des Metallbleches und des angefügten Rohres entsprechend bemessen werden. Ferner ergeben sich in dem Übergangsbereich zwischen dem Rohr und dem zunächst flach ausgebildeten Metallblech nur geringe Spannungen, die eine untergeordnete Rolle auf die spätere Wanddicke haben. Anders als bei dem bekannten Verfahren wird in dem Übergangsbereich zwischen dem Rohr und dem umgeformten Metallblech nur eine minimale Verformung erzeugt, so daß das gesamte Rohrstück überall im wesentlichen dieselbe Wanddicke aufweist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Umformen des Metallbleches zu einem Hohlprofil in mehreren Arbeitsschritten durchgeführt. Dadurch können verschiedene Werkzeugtypen, wie Biege-, Druck- und Stauchvorrichtungen eingesetzt werden, die eine möglichst schonende Materialumformung zulassen.
Vorzugsweise wird der Endabschnitt des Rohres, der an der ausgestanzten Öffnung angebracht wird, vor dem Anfügen aufgetulpt, das heißt aufgeweitet. Dadurch wird der Übergang zwischen dem aus dem Metallblech gebildeten Hohlprofil und dem angefügten Rohr rund, was den Strömungsverlust eines durchfließenden Mediums reduziert.
Eine dichte Verbindung zwischen Rohr und Metallblech wird erhalten, wenn der Endabschnitt des Rohres an dem Metallblech an der Öffnung angeschweißt wird. Dabei wird vorzugsweise der Endabschnitt des Rohres so weit aufgetulpt, daß die Stirnkante des Rohres an die Innenkante der Öffnung zum Anfügen angelegt wird. Dies gewährleistet eine flache Verbindung zwischen Rohr und Metallblech, ohne daß die Verbindungsstelle eine große Verbindungsnaht aufweist.
Ein besonders runder Übergang zwischen Rohr und Metallblech kann auch erreicht werden, wenn im Bereich der Öffnung eine zu dem Rohr gewandte Kuppe ausgebildet wird. Die runde Mündung muß dann nicht zwangsläufig durch das aufgetulpte Rohr bereitgestellt werden, sondern kann durch Ausbilden eines runden Vorsprunges benachbart zu der Öffnung in dem Metallblech hergestellt werden. Es ist auch möglich sowohl ein aufgetulptes Rohr als auch ein mit Aufweitung versehenes Metallblech zur Herstellung des Rohrstückes einzusetzen.
Eine besonders effektive Herstellung von T-förmigen Rohrstücken sieht vor, daß in ein Metallblech gleichzeitig mehrere Öffnungen gestanzt werden, an denen jeweils ein Rohr angefügt wird. Dadurch können entweder mehrere T-förmige Rohrstücke integral miteinander ausgebildet werden, oder in einem Arbeitsgang gleichzeitig mehrere voneinander abtrennbare T-förmige Rohrstücke hergestellt werden. Die Herstellung solcher Einheiten aus T-förmigen Rohrstücken kann entweder getaktet in einzelnen Arbeitsschritten erfolgen, oder auch kontinuierlich durch entsprechende Umformverfahren.
Erfindungsgemäß wird auch ein T-förmiges Rohrstück aus Metall bereitgestellt, das insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist und die Merkmale des Anspruches 9 aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 A
eine perspektivische Ansicht der Ausgangsbauteile für die Herstellung eines erfindungsgemäßen T-förmigen Rohrstückes;
Fig. 1 B
eine geschnittene Seitenansicht der Ausgangsbauteile der Figur 1 A ;
Fig. 2 A und 2 B
zwei Ansichten der Ausgangsbauteile der Figuren 1 A und 1 B, die aneinander gefügt sind;
Fig. 3 A und 3 B
zwei Ansichten der Ausgangsbauteile des T-förmigen Rohrstückes, wobei zwei sich gegenüber liegende Seitenkanten des Metallbleches angeformt sind;
Fig. 4 A und 4 B
zwei Ansichten ähnlich zu den Figuren 3 A und 3 B, wobei das Metallblech V-förmig umgeformt ist;
Fig. 5 A und 5 B
zwei Ansichten ähnlich zu den Figuren 4 A und 4 B, wobei die Kanten des Metallbleches einander zugewandt sind;
Fig. 6 A und 6 B
zwei Ansichten eines erfindungsgemäßen T-förmigen Rohrstückes in einer möglichen Endform;
Fig. 7 A und 7 B
zwei Ansichten eines erfindungsgemäßen T-förmigen Rohrstückes mit angeformten Verbindungsaufweitungen;
Fig. 8 A und 8 B
zwei Ansichten zweier Ausgangsbauteile für ein T-förmiges Rohrstück gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 9 A und 9 B
zwei Ansichten eines T-förmigen Rohrstückes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Für das erfindungsgemäße Verfahren wird zunächst ein Metallblech 2 mit einer Öffnung 3 versehen, indem das Metallblech 2 einer Stanzvorrichtung zugeführt wird. Es ist auch möglich in das Metallblech 2 mehrere in einer Linie liegende Öffnungen 3 vorzusehen. An jeder Öffnung 3 wird ein Rohrstück 4 angebracht, das zu dem Metallblech 2 hin eine Aufweitung 5 aufweist. Die Aufweitung 5 ist dabei so ausgebildet, daß die Außenkante an der Aufweitung 5 an der Innenkante des Metallbleches 2 zur Öffnung 3 hin anliegen kann.
Das Rohrstück 4 ist an der dem Metallblech 2 gegenüber liegenden Seite mit einem Wulst 6 versehen, der zur Verbindung mit einem weiteren nicht dargestellten Rohrstück eingesetzt werden kann. Das Rohrstück 4 weist ferner noch eine Ausbeulung 7 auf, die zur Markierung oder Befestigung eines weiteren Bauteils eingesetzt werden kann.
Das Rohrstück 4 wird zunächst in die Öffnung 3 des Metallblechs 2 eingepaßt. Anschließend wird das Rohr 4 mit dem Metallblech 2 verschweißt, wobei sich an der Verbindungsstelle eine Schweißnaht 8 ausbildet.
Sobald die Verbindung zwischen Rohr 4 und Metallblech 2 dicht ist, beginnt die Umformung des Metallblechs zu einem Rohr. Hierfür werden zunächst zwei gegenüber liegende Kanten des Metallbleches 2 leicht in die dem Rohr 4 gegenüber liegende Richtung gebogen (Figuren 3 A und 3 B). Anschließend wird das Metallblech 2 v-förmig gebogen, wobei sich an dem Metallblech eine Biegekante 10 ausbildet, die mittig zu dem Rohr 4 liegt. Durch das Ausbilden einer Biegekante 10 verschiebt sich an der Verbindungsstelle zwischen Rohr 4 und Metallblech 2 die flache Form, so daß ein gestreckter Bereich 11 und ein gestauchter Bereich 12 hergestellt wird. Die Streckung bzw. Stauchung ist jedoch nur minimal, so daß auch in diesem Bereich die Wandstärke während des Umformens im wesentlichen gleich bleibt.
Anschließend wird das Metallblech weiter zu einem Hohlprofil gebogen, wobei die vormals gegenüber liegenden Endkanten 9 des Metallbleches einander zugewandt werden (Figuren 5 A und 5 B). In einem weiteren Verfahrensschritt werden dann die Endkanten aneinander gelegt und miteinander verschweißt, so daß ein senkrecht zu dem ersten Rohr 4 verlaufendes zweites Rohr 13 ausgebildet wird (Figuren 6 A und 6 B).
Die Endkante 14 des gebildeten Rohres 13 kann entweder glatt ausgeführt sein (Figur 6 A) oder einen Wulst 130 aufweisen, der zur Verbindung mit einem weiteren Rohrstück eingesetzt werden kann (Figur 7 A).
Das so hergestellte T-förmige Rohrstück 1 weist überall im wesentlichen dieselbe Wanddicke auf. Die Abweichungen in der Wandstärke liegen dabei vorzugsweise unter 10 bzw. 5 %.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes wird ein Metallblech 20 mit einer Öffnung 21 versehen, die von einem hervorstehenden Bereich 22 umgeben ist. Der hervorstehende Bereich 22 ist dabei gekrümmt ausgebildet, so daß die Stirnkante des Metallbleches 20 im Bereich der Öffnung 21 nach oben gerichtet ist.
Zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes wird ein Rohr 23 an dem Metallblech 20 angebracht, wobei das Rohr 23 eine Verjüngung 24 aufweist, deren Durchmesser genauso groß ist wie der Durchmesser der Stirnkante des aufgeweiteten Bereichs 22. Ferner ist das Rohr 23 mit einem Wulst 25 versehen, der zur Verbindung mit einem weiteren Rohr eingesetzt werden kann.
Zur Herstellung des T-förmigen Rohrstückes wird zunächst das Rohr 23 mit dem Metallblech 20 verschweißt. Anschließend wird das Metallblech 20 in mehreren Umformschritten, wie sie in den Figuren 2 a bis 5 b dargestellt sind, zu einem Rohr umgeformt. Das so gebildete T-förmige Rohrstück 26 ist in den Figuren 9 A und 9 B dargestellt. Die Verbindung zwischen dem Rohr 24 und dem ursprünglich flach ausgebildeten Metallblech 20 ist durch den aufgeweiteten Bereich 22 rund, was die Strömungsverluste vermindert.
Statt das T-förmige Rohrstück weiter umzuformen, werden bei dem in Figur 9 A gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Endstücke 27 an das T-förmige Rohrstück 26 angeschweißt, um einen Wulst für die Verbindung mit weiteren Rohren bereitzustellen.
Statt der Herstellung eines einzelnen T-förmigen Rohrstückes aus einem Metallblech und einem Rohr ist es auch möglich, in einem länglich ausgebildeten Rohr bzw. Rohrband mehrere Öffnungen entlang einer Linie vorzusehen und an jede Öffnung ein Rohr anzufügen. Dadurch können mehrfach T-förmige Rohrstücke gebildet werden oder das Herstellungsverfahren weiter rationalisiert werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Rohrstückes (1), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
    Ausstanzen einer Öffnung (3, 21) in einem im wesentlichen flach ausgebildeten Metallblech (2, 20);
    Anfügen eines Rohres (4, 23) an der ausgestanzten Öffnung (3, 21);
    Umformen des Metallbleches (2, 20) zu einem Hohlprofil mit benachbart liegenden Kanten (9)
    Verbindung und Abdichten der benachbart liegenden Kanten (9) zur Bildung des T-förmigen Rohrstückes (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen des Metallbleches (2, 20) zu einem Hohlprofil in mehreren Arbeitsschritten durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (5) des Rohres (4, 23), der an der ausgestanzten Öffnung (3, 21) angebracht wird, vor dem Anfügen aufgetulpt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (5) des Rohres (4, 23) an dem Metallblech (2, 20) an der Öffnung angeschweißt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (5) des Rohres (4) soweit aufgetulpt wird, daß die Stirnkante des Rohres (4) an die Innenkante der Öffnung (3) zum Anfügen angelegt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Öffnung (21) eine zu dem Rohr (23) gewandte Kuppe (22) ausgebildet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere Öffnungen (3, 21) entlang einer Längsrichtung des Metallbleches (2, 20) vorgesehen werden, an denen jeweils ein Rohr (4, 23) angefügt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblech (2, 20) mit den angefügten Rohren (4, 23) zu mehreren nebeneinander liegenden T-förmigen Rohrstücken umgeformt, die voneinander abtrennbar sind.
  9. T-förmiges Rohrstück aus Metall, insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt, mit einem ersten Rohr (4, 21), das über eine Schweißnaht (8) mit einem zweiten Rohr (13, 26) verbunden ist, wobei zum Innenraum des ersten Rohres (4, 23) hin in dem zweiten Rohr (13, 26) eine Öffnung vorgesehen ist, in deren Bereich das erste Rohr (4, 23) abgerundet in das zweite Rohr (13, 26) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß das T-förmige Rohrstück (1) überall im wesentlichen dieselbe Wandstärke aufweist.
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