EP2189229A1 - Method of closing the end of pipes with a rectangular cross-section - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschliessen von Stirnenden von Rohren mit einem im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt durch Einrollen der Randbereiche am Rohrende durch mindestens eine Rolle mit einspringendem Mittelbereich, indem die Randbereiche des Rohrendes gegen die Innenseite hin umgelegt werden, wonach der verbleibende Spalt zugeschweisst wird.The present invention relates to a method for closing ends of pipes having a substantially rectangular cross-section by rolling the edge portions at the pipe end by at least one roll with central portion by the edges of the pipe end are folded against the inside, after which the remaining gap is welded.
Bei den Rohren, auf die sich das erfindungsgemässe Verfahren bezieht, handelt es sich um solche mit rechteckigem Querschnitt. Zwecks Abkürzung werden diese Rohre im vorliegenden Dokument als "rechteckige Rohre" bezeichnet. Im rechteckigen Querschnitt sind zwei breitere Seiten und zwei schmalere Seiten vorhanden (wobei die breiteren Seiten im Allgemeinen mindestens fünfmal breiter als die schmaleren Seiten sind). Diese Verhältnisse werden auf die zugehörigen Flächen übertragen, und so sollen in diesem Dokument die beiden gegenüberliegenden Flächen, die sich im Querschnitt als die längeren (d.h. breiteren) Seiten darstellen, als "langseitige Flächen" und die anderen zwei Flächen, also die kürzeren (d.h. schmaleren) Flächen, als "kurzseitige Flächen" bezeichnet werden.The tubes to which the method according to the invention refers are those of rectangular cross-section. For brevity, these tubes are referred to herein as "rectangular tubes". The rectangular section has two wider sides and two narrower sides (the wider sides are generally at least five times wider than the narrower sides). These ratios are applied to the associated surfaces, and so in this document the two opposing surfaces, which in cross-section are the longer (ie wider) sides, are referred to as "long side surfaces" and the other two surfaces, ie the shorter (ie narrower) surfaces, referred to as "short-side surfaces".
Es sind bereits Verfahren zum Verschliessen von rechteckigen Rohren an den Stirnseiten bekannt geworden. Beispielsweise ist in der schweizerischen Patentschrift Nr.
Mit diesem Verfahren werden die stirnseitigen Enden von flachen Rohren verschlossen. Bei diesen flachen Rohren bilden die Vorderseite und die Hinterseite jeweils eine ebene Fläche, die Oberseite und die Unterseite sind als gewölbte Flächen ausgebildet. Durch das verfahrensgemässe Zurollen der stirnseitigen Enden und dem nachfolgenden Zuschweissen des Spaltes wird eine gewölbte Fläche gebildet, die der gewölbten Fläche der Oberseite und der Unterseite des Rohres entspricht. Auch die Eckbereiche werden mit der entsprechenden Wölbung ausgebildet. Wenn anstelle dieser flachen Rohre rechteckförmige Rohre verwendet werden, bei welchen neben der Vorder- und Hinterseite auch die obere und untere Seite durch ebene Flächen gebildet sind, kann das vorgängig beschriebene Verfahren zum Verschliessen der Stirnenden dieser Rohre nicht verwendet werden, da hier eine gewölbte Stirnfläche als Abschluss des Rohres in ästhetischer Hinsicht nicht akzeptiert wird.With this method, the front ends of flat tubes are closed. In these flat tubes, the front and the back each form a flat surface, the top and the bottom are formed as curved surfaces. By procedural Zurollen the front ends and the subsequent Zuschweiss the gap a curved surface is formed, which corresponds to the curved surface of the top and bottom of the tube. The corner areas are also formed with the appropriate curvature. If instead of these flat tubes rectangular tubes are used, in which in addition to the front and rear side and the upper and lower sides are formed by flat surfaces, the previously described method for closing the front ends of these tubes can not be used, as here a curved end face as the conclusion of the tube in aesthetic terms is not accepted.
In der europäischen Patentschrift Nr.
Dieses bekannte Verfahren löst die gestellte Aufgabe, nämlich einen ebenflächigen Verschluss der Stirnseite eines rechteckigen Rohres zu schaffen. Allerdings wurde in der Praxis festgestellt, dass dieses Verfahren noch verbesserungsbedürftig ist. Die Abdeckung, die in den Spalt eingeführt und dort verschweisst wird, muss selbstverständlich die gleichen Abmessungen wie der Spalt haben (natürlich unter Berücksichtigung eines normalen Spiels, das dann durch die Schweissnaht ausgefüllt wird). Dies wird beim vorgeschlagenen Verfahren durch eine entsprechende Bearbeitung des Spalts erzielt, denn es ist in der Praxis nicht durchführbar, jede Abdeckung nach Grösse und Form an den Spalt anzupassen, da sich ja nicht jedesmal ein gleich geformter und gleich grosser Spalt ergibt. Die Bearbeitung des Spalts kann durch Einführen einen Werkzeugs vom Spalt her in das Rohrende und anschliessendes Ausstanzen gegen eine Form (mit immer den gleichen Abmessungen) ausgeführt werden. Selbstverständlich wird durch diese zusätzlichen Massnahmen das Verfahren kompliziert.This known method solves the task, namely to create a planar closure of the front side of a rectangular tube. However, it has been found in practice that this process still needs improvement. The cover, which is inserted into the gap and welded there, must of course have the same dimensions as the gap (of course, taking into account a normal game, which is then filled by the weld). This is achieved in the proposed method by a corresponding processing of the gap, because it is not feasible in practice, every cover after Size and shape to adapt to the gap, since not every time an equally shaped and equal gap results. The machining of the gap can be carried out by inserting a tool from the gap into the pipe end and then punching it against a mold (always with the same dimensions). Of course, these additional measures complicate the process.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäss darin, ein Verfahren anzugeben, welches den Verschluss eines im wesentlichen rechteckigen Rohres durch eine ebene Stirnfläche bewirkt, ohne dass ein zusätzliches Werkstück, d.h. eine Abdeckung oder ein ähnliches Element, erforderlich ist.The object of the present invention is accordingly to provide a method which causes the closure of a substantially rectangular tube by a flat end face, without an additional workpiece, i. a cover or similar element is required.
Das erfindungsgemässe Verfahren, welches im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist, löst die gestellte Aufgabe auf elegante Weise. Besondere oder bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.The inventive method, which is defined in independent claim 1, solves the task in an elegant way. Particular or preferred embodiments of the method are the subject of dependent claims.
Das erfindungsgemässe Verfahren liefert an der Stirnseite der im Wesentlichen rechteckigen Rohre einen ebenen Verschluss, der in der Regel lediglich zum Glätten der Schweissnaht bzw. Lötnaht nachbearbeitet werden muss. Nur bei schwer verformbarem Material, wie relativ dickwandigen Rohren, kann es erforderlich sein, die Stirnfläche und gegebenenfalls auch die anschliessenden Endbereiche der vier Rohrflächen durch Stauchen nachzubearbeiten, um genau ebene und fluchtende Flächen zu erhalten bzw. wieder herzustellen.The inventive method provides on the front side of the substantially rectangular tubes a flat closure, which must be reworked usually only for smoothing the weld or solder seam. Only with difficult deformable material, such as relatively thick-walled pipes, it may be necessary to rework the end face and possibly also the subsequent end portions of the four pipe surfaces by upsetting to obtain exactly flat and aligned surfaces or restore.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Verschliessen des Stirnendes eines Rohres mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt soll nun an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dabei wird Bezug auf die Zeichnung genommen, in welcher darstellen:
-
Fig. 1 eine Ansicht des Endes eines rechteckigen Rohres vor der Bearbeitung der ersten Stufe des Verfahrens, -
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A inFig. 1 während der Bearbeitung der ersten Stufe des Verfahrens, -
Fig. 3A einen mittigen Längsschnitt des Rohrendes parallel zu den langen Seiten nach der Ausführung der ersten Stufe des Verfahrens, -
Fig. 3B einen mittigen Längsschnitt des Rohrendes parallel zu den kurzen Seiten nach der Ausführung der ersten Stufe des Verfahrens, -
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Rohrendes sowie zweier Bördelrollen mit ihrer Lagerung, -
Fig. 5 eine teilgeschnittene Draufsicht der inFig. 4 gezeigten Anordnung in Richtung desPfeils 5, -
Fig. 6A einen mittigen Längsschnitt des Rohrendes parallel zu den langen Seiten nach der Ausführung der zweiten Stufe des Verfahrens, -
Fig. 6B einen mittigen Längsschnitt des Rohrendes parallel zu den kurzen Seiten nach der Ausführung der zweiten Stufe des Verfahrens, -
Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Rohrendes sowie zweier Bördelrollen mit ihrer Lagerung gemäss einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens, -
Fig. 8 eine teilgeschnittene Draufsicht der inFig. 7 gezeigten Anordnung in Richtung des Pfeils 8, -
Fig. 9A einen mittigen Längsschnitt des Rohrendes, das sich zwischen Formblöcken befindet, parallel zu den langen Seiten, und -
Fig. 9B eine Vorderansicht des Rohrendes, das sich zwischen Formblöcken befindet.
-
Fig. 1 a view of the end of a rectangular tube before processing the first stage of the process, -
Fig. 2 a view in the direction of arrow A inFig. 1 during the processing of the first stage of the process, -
Fig. 3A a central longitudinal section of the pipe end parallel to the long sides after the execution of the first stage of the process, -
Fig. 3B a central longitudinal section of the pipe end parallel to the short sides after the execution of the first stage of the process, -
Fig. 4 a partially sectioned side view of the pipe end and two flanging rollers with their storage, -
Fig. 5 a partially sectioned top view of theFig. 4 shown arrangement in the direction ofarrow 5, -
Fig. 6A a central longitudinal section of the pipe end parallel to the long sides after the execution of the second stage of the process, -
Fig. 6B a central longitudinal section of the pipe end parallel to the short sides after the execution of the second stage of the process, -
Fig. 7 2 a partially sectioned side view of the pipe end and two flanging rollers with their mounting according to a second embodiment of the method, -
Fig. 8 a partially sectioned top view of theFig. 7 shown arrangement in the direction of arrow 8, -
Fig. 9A a central longitudinal section of the pipe end, which is located between mold blocks, parallel to the long sides, and -
Fig. 9B a front view of the pipe end, which is located between mold blocks.
In den
Als erster Bearbeitungsvorgang werden die Randbereiche der langen Seiten 13 und der kurzen Seiten 12 des Rohrendes 11 durch zwei Bördelrollen 14 und 16 bearbeitet. Hierzu werden die Rollen 14 und 16 jeweils an die Schmalseite des Rohres 10 angelegt.As a first processing operation, the edge regions of the
Zunächst wird die Rolle 14, die in einem Joch 18 drehbar gelagert ist, bis zur Berührung gegen das Rohr 10 verfahren und verläuft danach entlang der langseitigen Randbereiche 13A, wie dies durch den Pfeil X dargestellt ist. Während dieses Verfahrweges werden die entsprechenden Randbereiche 13A der langen Seiten und diejenigen (12A) der kurzen Seiten bearbeitet, wie nachfolgend noch beschrieben wird. Wenn die Bördelrolle 14 den Endpunkt der Stecke X erreicht hat, wird sie zurückgefahren, und die eben beschriebenen Vorgänge werden wiederholt, wobei aber jetzt die Rolle 16 in Tätigkeit tritt und den Bearbeitungsweg Y ausführt.First, the
Wie aus
Es ist klar, dass die eine Rolle 16, nachdem die andere Rolle 14 wieder zurückgefahren wurde, noch weiter entlang der langseitigen Randbereiche 13A verfahren wird, so dass dadurch die gesamte Länge dieser Randbereiche bearbeitet werden kann. Das heisst, dass sich die jeweiligen Bearbeitungswege X und Y überschneiden, siehe
Es ist klar, dass das Umbördeln auch so ausgeführt werden kann, dass zuerst die Rolle 16 und anschliessend die Rolle 14 in Tätigkeit gesetzt werden.It will be understood that beading may also be carried out by
Selbstverständlich könnte diese Bearbeitung auch mit einer Rolle ausgeführt werden, die den gesamten Weg (X+Y) für die Bearbeitung abfahren könnte.Of course, this machining could also be done with a roller that could run the entire path (X + Y) for machining.
In
Beim Verfahren der Rollen 14 und 16 entlang der langseitigen Randbereiche 13A des Rohrendes 11 werden diese beiden langseitigen Randbereiche 13A gegen die Innenseite des Rohres 10 hin umgelegt. Hierbei entsteht zwischen diesen beiden umgelegten langseitigen Randbereichen 13A ein Spalt 22.When moving the
Die
In den
Die in
Der Spalt 22 (
Das mit abgerundeten Stirnseiten 11' teilweise verschlossene Rohr 10' wird nun der Einwirkung der beiden Bördelrollen 14' und 16' entlang der Bearbeitungswege X' bzw. Y' unterworfen. Für die Einzelheiten und die Varianten dieser Bearbeitung wird auf die obenstehende Beschreibung zu den
Der noch verbliebene Spalt 22' stellt nur noch eine Undichtigkeitslinie dar, die im dritten Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens durch Verlöten (z.B. Hartlöten) oder, wie es bevorzugt ist, durch Verschweissen dicht verschlossen wird. Die Schweiss- oder Lötnaht wird schliesslich, wenn gewünscht, durch Abschleifen geglättet. Dies ist aber nur dann erforderlich, wenn das Verschweissen bzw. Verlöten eine sichtbare, auftragende und unebene Naht geschaffen hat.The still remaining gap 22 'represents only a leakage line, which in the third step of the inventive method by soldering (eg brazing) or, as is preferred, is sealed by welding. The welding or soldering seam is finally, if desired, smoothed by sanding. But this is only necessary if the welding or soldering has created a visible, applying and uneven seam.
Es wurde bei der Verfahrensausführung bisweilen beobachtet, dass sich der Endbereich des Rohres, das verschlossen wurde, auf Grund der angelegten relativ sehr hohen Kräfte so verformt hat, dass er bombiert erscheint. Um diese Verformung rückgängig zu machen, wird nach weiterer Erfindung vorgeschlagen, den verformten Endbereich in Formblöcke einzuschliessen, wodurch er kalibriert bzw. egalisiert wird. Dabei kann es sich um eine Kaltverformung oder eine Warmverformung handeln.It has sometimes been observed in the process design that the end portion of the tube which has been closed has deformed due to the applied relatively very high forces so that it appears cambered. In order to reverse this deformation, it is proposed according to a further invention to enclose the deformed end region in mold blocks, whereby it is calibrated or leveled. This can be a cold deformation or a hot deformation.
Dieser gegebenenfalls vorgenommene Verfahrensschritt ist schematisch in
Auch hier ist es im Prinzip möglich, nur einen Block 24 zu verwenden, dessen Ausschnitt entsprechend tief ausgeführt ist. Wenn eine Warmverformung gewünscht wird, können der Block 24 bzw. die beiden Blöcke 24 beheizt werden.Again, it is possible in principle to use only one
Normalerweise handelt es sich bei den rechteckigen Rohren, die erfindungsgemäss verschlossen werden, um Stahlrohre mit relativ geringer Wandstärke, wie sie z.B. für Heizkörper verwendet werden. Das erfindungsgemässe Verfahren kann jedoch auch auf andere Rohre aus verformbaren Werkstoffen angewandt werden, beispielsweise auf Rohre aus thermoplastischen Kunststoffen. In diesen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Bördelrollen auf eine passende Temperatur aufzuheizen. Aber auch bei der Bearbeitung von Stahlrohren kann ein Beheizen der Bearbeitungswerkzeuge, d.h. der Bördelrollen, zuweilen Vorteile bringen, indem das Umlegen und das weitere Verformen der Endbereiche des Rohres erleichtert werden.Normally, the rectangular tubes, which are closed according to the invention, are steel tubes with a relatively small wall thickness, as used, for example, for radiators. However, the method according to the invention can also be applied to other tubes made of deformable materials, for example to tubes made of thermoplastic materials. In these cases, it may be advantageous to heat the crimping rollers to a suitable temperature. But even in the machining of steel pipes, heating of the processing tools, ie the crimping rollers, sometimes bring benefits by the folding and the further deformation of the end portions of the tube can be facilitated.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht somit die Herstellung eines dichten, ästhetisch ansprechenden Verschlusses eines Rohres mit im wesentlichen rechteckigen Querschnitt in einfacher Weise, ohne dass zusätzliche Werkstücke wie Abdeckungen erforderlich sind, deren Anbringung und Befestigung noch mindestens zwei zusätzliche Arbeitsschritte erfordern. Der Rohrverschluss kann demnach erst noch schnell und sehr preisgünstig erzeugt werden.The inventive method thus allows the production of a dense, aesthetically pleasing closure of a tube having a substantially rectangular cross-section in a simple manner, without additional workpieces such as covers are required whose attachment and attachment still require at least two additional steps. The pipe closure can therefore only be generated quickly and very inexpensively.
Die im Vorstehenden angegebene Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens soll nur der Erläuterung dienen und schränkt den Geltungsbereich der Erfindung nicht ein.The description of two exemplary embodiments of the method according to the invention stated above is intended only to illustrate and does not restrict the scope of the invention.
Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, kann auf vielfältige Weise modifiziert, ergänzt und weiterentwickelt werden, ohne dass ihr Geltungsbereich verlassen wird. So ist es z.B. möglich, den Querschnitt am Grunde der Hohlkehlen der im ersten Schritt verwendeten Bördelrollen an das Material und die Wandstärke des Rohres anzupassen, und dieser Querschnitt kann anstelle von halbkreisförmig beispielsweise auch oval gestaltet sein.The invention as defined in the claims may be modified, supplemented and developed in a variety of ways without departing from its scope. So it is e.g. possible to adapt the cross-section at the bottom of the grooves of the crimping rollers used in the first step to the material and the wall thickness of the tube, and this cross-section may be designed instead of semicircular, for example, oval.
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
characterized in that the method comprises the following steps:
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EP20080105854 EP2189229B1 (en) | 2008-11-24 | 2008-11-24 | Method of closing the end of pipes with a rectangular cross-section |
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