DE4332768C2 - Verfahren und Werkzeug zur Aufweitung von Metallrohren mit ovalem Querschnitt - Google Patents
Verfahren und Werkzeug zur Aufweitung von Metallrohren mit ovalem QuerschnittInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufweitung von Metallrohren mit
ovalem Querschnitt nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein
Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist aus der EP-188 314 B1 bekannt, Metallrohre mit ovalem oder ellip
tischem Querschnitt und Metallrippen dadurch miteinander zu verbinden,
daß die Metallrohre mechanisch aufgeweitet werden. Hierbei werden Auf
weitelemente durch die Metallrohre gestoßen, wobei der Aufweitvorgang in
zwei Stufen erfolgt.
Ein ähnliches Verfahren zum einstufigen Aufweiten und ein Werkzeug in
Form eines Aufweitdornes mit Aufweitkopf und Druckstange ist durch die
DE 27 05 632 A1 bekannt.
Nachteilig ist beim vorgenannten Stand der Technik, daß die Metallrohre
während des Aufweitens unter Druckbelastung stehen und infolge dessen
ausbiegen oder ausknicken können. Durch dieses Biegen oder Knicken der
Rohre können Leckagen an der Rohr-Boden-Verbindung auftreten. Ebenso
steht die Dornstange unter Druckbelastung. Auch hier besteht die Gefahr
des Ausknickens, wobei das Aufweitelement im Metallrohr verkantet und das
Aufweiten des Rohres ungleichmäßig wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte
Verfahren so zu verbessern, daß auch Metallrohre größerer Länge mit
Metallrippen mechanisch verbunden werden können. Darüber hinaus ist es
Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug zur Ausübung des Verfahrens zu
schaffen, das insbesondere für flachovale Rohre geeignet ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Aufweiten von Metallrohren
nach den Patentansprüchen 1 bis 4 und ein Werkzeug zum Aufweiten nach den
Patentansprüchen 5 bis 22 vorgeschlagen. Das Verfahren und das Werkzeug sind
zum Aufweiten von Metallrohren mit ovalen Querschnitten geeignet, wobei
unter ovalem Querschnitt ein Rohrquerschnitt zu verstehen ist, der eine
größere Haupt- und eine kleinere Nebenachse aufweist, insbesondere ovale
oder ellipsenähnliche Querschnitte.
In Anspruch 1 wird vorgeschlagen, daß Aufweitelemente an entsprechenden
Zugstangen befestigt und lediglich in einer Richtung durch die aufzuwei
tenden Metallrohre gezogen werden, wobei durch die Zugbeanspruchung
der Zugstangen deren Ausknicken ausgeschlossen ist. Aus dem einmaligen
Durchziehen der Aufweitelemente durch die Metallrohre ergibt sich als ein
weiterer Vorteil, daß die Aufweitelemente weniger stark abnutzen, als das
bei einem herkömmlichen Fertigungsverfahren der Fall ist, bei dem die Auf
weitelemente durch die Metallrohre gestoßen und anschließend wieder
zurückgezogen werden. Insbesondere beim Zurückziehen der Aufweit
elemente aus den Metallrohren können die Aufweitelemente in den Metall
rohren festfressen, da ein Schmiermittel, das vor dem Aufweiten auf den
Aufweitelementen aufgebracht worden ist, bereits bei dem ersten Durchgang
durch die Metallrohre verbraucht ist.
Ferner werden die Metallrohre während des Aufweitvorgangs mit ihren den
Aufweitelementen in ihren Ausgangspositionen abgewandten Enden in
Halterungen eingespannt. Die bei dem Durchziehen der Aufweitelemente
durch die Metallrohre entstehenden Druckkräfte werden durch die o. g.
Halterungen abgestützt.
Schließlich wird an mindestens einer Rohraustrittsseite des Metallrippen
paketes ein Rohrboden angeordnet, wobei die eingeschobenen Metallrohre
durch diesen Rohrboden hindurchreichen. Der Rohrboden und die Metall
rippen werden in einem Aufweitvorgang mit den Metallrohren verbunden,
wodurch ein zusätzlicher Arbeitsgang zur Befestigung der Rohrböden ein
gespart werden kann.
Vor dem Aufweiten werden in die Rohrböden zusätzlich elastische Dich
tungen eingesetzt, so daß durch das Aufweiten die Dichtungen an das
umschlossene Rohr und in die Öffnungen des Rohrbodens gepreßt werden.
Undichtheiten, die durch Rauhheiten oder ähnliches an den Dichtungen
auftreten könnten, werden hierdurch ausgeglichen.
Nach Anspruch 2 werden die Metallrohre während des Aufweitvorgangs mit
ihren den Aufweitelementen in ihrer Ausgangsposition zugewandten Enden
in Halterungen eingespannt. Die bei dem Durchziehen der Aufweitelemente
durch die Metallrohre auftretenden Zugkräfte werden durch die o. g. Halte
rungen aufgenommen. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da in
den Metallrohren lediglich Zugkräfte auftreten, so daß die Rohre auch bei
großen Längen nicht ausknicken können.
Nach Anspruch 3 werden die Metallrohre an mindestens einem ihrer Enden
voraufgeweitet, wobei hierzu ein spezielles Voraufweitelement Verwendung
findet. An diesen voraufgeweiteten Bereichen können bei dem anschließen
den Aufweitvorgang vorteilhaft Haltemittel angesetzt werden, die die Zug-
oder Druckkräfte in axialer Richtung aufnehmen können, die bei dem
Durchziehen der Aufweitelemente auf die Metallrohre einwirken. In die derart
vorbereiteten Metallrohre wird jeweils eine Zugstange mit einem daran
befestigten Aufweitelement eingeschoben, wobei die Aufweitelemente aus
dem einen Ende der Metallrohre hervorragen. Da die Aufweitelemente eine
abgerundete Form aufweisen, dienen sie vorteilhafterweise als Einführhilfen
beim Einschieben der Metallrohre in die Öffnungen eines Metallrippen
paketes, wobei ein Verhaken der Metallrohre in den Metallrippen verhindert
wird. Anschließend werden die Aufweitelemente mit Hilfe der Zugstangen in
einer Richtung durch die Metallrohre gezogen.
Nach Anspruch 4 sind an dem Aufweitelement zwei einander gegenüber
liegende Zugstangen befestigt. In einer geeigneten Maschine kann das
Aufweitelement nun wechselweise in Vorwärts- und in Rückwärtsrichtung
durch aufzuweitende Rohre gezogen werden. Hierbei wird bei der Vorwärts
bewegung die vorn liegende Zugstange in ein Metallrohr eingeschoben und
dieses wiederum in der Vorwärtsbewegung in die Öffnungen des Metall
rippenpaketes eingeführt. Nun werden das Metallrippenpaket und das
Metallrohr von Haltevorrichtungen gefaßt und festgehalten. Die vorn
liegende Zugstange, das Aufweitelement und die hintere Zugstange werden
weiterhin in Vorwärtsbewegung durch das Metallrohr und aus diesem heraus
gezogen, wobei die Zugkraft an der vorderen Zugstange angreift. Nun wird
der fertige Rippenblock der Maschine entnommen. In der Rück
wärtsbewegung wird die bislang nicht benutzte hintere Zugstange in ein
neues Metallrohr und mit diesem in die Öffnungen eines weiteren Metall
rippenpaketes geschoben. Das Metallrippenpaket und das Metallrohr wer
den wieder von Haltevorrichtungen gefaßt und festgehalten und das Aufweit
element wird mit Hilfe der vormals hinteren Zugstange durch das Metallrohr
gezogen. Nach der Entnahme des fertigen Rippenblockes ist die Maschine
frei für einen neuen Zyklus. Durch dieses Verfahren werden die
Leerlaufwege und -zeiten der Maschine drastisch reduziert und die dafür
anfallenden Kosten entsprechend vermindert.
Die Ansprüche 5 bis 22 betreffen ein Werkzeug zur Durchführung des Ver
fahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4. Nach Anspruch 5 bzw. 7 weist das
Aufweitelement an einem Ende oder an beiden Enden eine Einhängevorrich
tung mit einer hammerähnlichen Kontur auf. Nach den Ansprüchen 6 und 8
ist das Aufweitelement an einem oder an zwei einander gegenüberliegenden
Enden mit einer Aufnahmevorrichtung versehen, die zwei nach innen
gerichtete Haken aufweist. Die Einhänge- bzw. Aufnahmevorrichtungen der
Aufweitelemente werden mit entsprechenden Aufnahme- bzw. Einhänge
vorrichtungen der Zugstangen (Ansprüche 9 und 10), mit deren Hilfe das
Aufweitelement durch das Metallrohr gezogen wird, zusammengesteckt.
Eine zeitaufwendige Schraubbefestigung ist bei dieser und allen weiteren
erfindungsgemäßen Varianten nicht notwendig. Diese Ausgestaltung der
Einhängevorrichtung am Aufweitelement und der zugehörigen Aufnahme
vorrichtung an der Zugstange sind besonders vorteilhaft bei Rohrquer
schnitten, die sehr flach ausgestaltet sind, so sind die erfindungsgemäßen
Zugstangen und Aufweitelemente beispielsweise bei Achsverhältnissen von
1 : 3, 1 : 10 bis zu 1 : 20 und darüber hinaus einsetzbar. Außerdem sind die
Aufweitelemente sehr leicht austauschbar, da sie in den Aufnahmevorrich
tungen lediglich über einen Preßsitz gehalten werden.
Nach den Ansprüchen 11 bis 18 weisen die Einhänge- und Aufnahmevor
richtungen der Aufweitelemente und Zugstangen Hinterschneidungen auf.
Hierdurch sind die Haken und die Einhängevorrichtung durch Formschluß
miteinander verbunden, wodurch ein Aufbiegen der Aufnahmevorrichtung
unter Zugbelastung verhindert wird, so daß die Haken nicht besonders steif,
also auch nicht so dick ausgeführt werden müssen, wodurch die Aufweit
elemente und Zugstangen auch in extrem schlanken Metallrohren eingesetzt
werden können. Nach den Ansprüchen 11 bis 14 befinden sich die Hinter
schneidungen auf der Unterseite der Einhängevorrichtung bzw. auf der
Oberseite der Haken der Aufnahmevorrichtung. Hierdurch sind die Enden
der Haken verdickt und können nicht mehr seitwärts aus der Verbindung mit
der Einhängevorrichtung herausgezogen werden. Diese Wirkung kann nach
den Ansprüchen 15 bis 18 noch verstärkt werden, wenn die gegenüber
liegenden Abschnitte der Einhänge- und Aufnahmevorrichtung ebenfalls mit
entsprechenden Hinterschneidungen ausgeführt werden. In der Kombination
dieser Ausführungen sind die Enden der Haken schließlich T-förmig aus
gebildet und fassen um eine entsprechend ausgestaltete Einhängevorrich
tung herum, wobei die Fortsätze der Haken auch in die Schultern des Auf
weitelementes eingreifen.
Nach Anspruch 19 ist das Aufweitelement beweglich an der Zugstange
befestigt, wobei es sich kreisbogenförmig um einen bestimmten Winkel auf
der Hauptachse hin- und herbewegen kann. Durch diese Ausführung kann
sich das Aufweitelement beim Ziehen selbsttätig im Metallrohr ausrichten,
die Zieheinrichtung muß also die Zugstange nicht mehr so exakt in dem
Metallrohr führen.
Nach Anspruch 20 ist die Zugstange als bandförmige Zugstange ausge
bildet. Der Vorteil einer solchen Ausgestaltung besteht darin, daß die
Zugstange und das damit verbundene Aufweitelement leicht handhabbar
sind, zum Beispiel beim Einschieben der Zugstangen in die Metallrohre.
Außerdem werden die Metallrohre während des Aufweitens von innen durch
die Zugstange abgestützt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die
Metallrohre während des Aufweitens unter Druckbelastung stehen, da ein
Ausknicken der Rohre dadurch verhindert oder zumindest verringert werden
kann. Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn die bandförmige Zugstange
etwa die Form und die inneren Abmessungen des Metallrohres vor dem
Umformen aufweist (Anspruch 21). Zur leichteren Handhabbarkeit und ein
facheren Justage in der Ziehmaschine sind die Zugstangen nach Anspruch
22 an ihren Langseiten abgeplattet.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen dar
gestellt. Es zeigen:
Fig. 1a-1d den schrittweisen Ablauf des Verfahrens,
Fig. 2a-2h das Aufweitprinzip des ziehenden Aufweitens, Röhre unter
Druckbelastung,
Fig. 3a-3g das Aufweitprinzip des ziehenden Aufweitens, Rohre
unter Zugbelastung,
Fig. 4, 4a die Aufnahmevorrichtung einer Zugstange,
Fig. 5 die Einhängevorrichtung eines Aufweitelementes,
Fig. 6 ein Aufweitelement mit zwei Einhängevorrichtungen,
Fig. 7 die Aufnahmevorrichtung einer Zugstange und
Fig. 8a-8c eine Zugstange mit einem beweglich gelagerten Auf
weitelement.
Fig. 1 zeigt die einzelnen Verfahrensschritte zum mechanischen Ver
binden von Metallrohren 3 mit ovalem Querschnitt mit einem Metall
rippenpaket 4. Hierbei werden Zugstangen 1, in deren Aufnahmevor
richtung 22 (hier nicht dargestellt) Aufweitelemente 2 eingesetzt
sind, so weit in die Metallrohre 3 eingeschoben, daß die Metallrohre
3 auf den Aufweitelementen 2 aufsitzen (Fig. 1a). Die Metallrohre 3
sind in einem vorbereitenden Arbeitsgang an einem oder an beiden En
den voraufgeweitet worden. Auf der den Aufweitelementen 2 gegenüber
liegenden Seite der Metallrohre 3 ragen die Enden der Zugstangen 1
aus den Metallrohren 3 heraus. Diese Enden der Zugstangen 1 sind mit
geeigneten Vorrichtungen versehen, mit denen sie von einer Ziehma
schine gefaßt werden können. Die Metallrohre 3 mit den eingescho
benen Zugstangen 1 werden nun mit den Aufweitelementen 2 voran in
die Öffnungen 8 eines Metallrippenpaketes 4 eingeschoben (Fig. 1b),
wobei die Aufweitelemente 2 durch ihre abgerundete Form das Einfüh
ren der Metallrohre 3 in das Metallrippenpaket 4 erleichtern. An
schließend werden die Metallrohre 3 in dem Metallrippenpaket 4 aus
gerichtet (Fig. 1c), in dieser Lage in dem Metallrippenpaket 4 fi
xiert und an den voraufgeweiteten Enden 7 von einer Haltevorrichtung
gefaßt (Haltevorrichtung nicht dargestellt). Im letzten hier darge
stellten Arbeitsschritt (Fig. 1d) werden die Aufweitelemente 2 mit
ihren Zugstangen 1 durch die Metallrohre 3 hindurchgezogen, wobei
die Metallrohre 3 aufgeweitet werden und die gewünschte mechanische
Verbindung mit dem Metallrippenpaket 4 hergestellt wird.
Fig. 2 und Fig. 3 stellen das Prinzip des ziehenden Aufweitens
dar, wobei das Metallrohr 3 in Fig. 2 unter Druckbelastung und in
Fig. 3 unter Zugbelastung steht. In den Fig. 2a und 2b ist das
Voraufweiten des Metallrohres 3 dargestellt. Hierbei wird mit einem
Voraufweitelement 6 der Endbereich 7 des Metallrohres 3 aufgeweitet
und der Rand 12 zusätzlich mit einer Bördelung versehen. Das Vorauf
weitelement 6 wird aus dem Metallrohr 3 wieder herausgezogen. An
schließend wird die Zugstange 1 mit dem Aufweitelement 2 in das Me
tallrohr 3 eingeschoben (Fig. 2c), bis das Metallrohr 3 auf dem
Aufweitelement 2 aufsitzt (Fig. 2d). Das Aufweitelement 2 ist dabei
mittels eines Preßsitzes mit der Einhängevorrichtung 20 in die Auf
nahmevorrichtung der Zugstange 1, bestehend aus den Haken 23, einge
hängt. Nun wird das so vorbereitete Metallrohr 3 mit dem Aufweitele
ment 2 voran durch die Öffnung eines Rohrbodens 5 in die Öffnung 8
des Metallrippenpaketes 4 und einen weiteren Rohrboden 5 eingescho
ben (Fig. 2e) und dort ausgerichtet. Anschließend werden die Rohr
böden 5, das Metallrippenpaket 4 und das Metallrohr 3 in Halterungen
eingespannt, die die beim Durchziehen des Aufweitelementes 2 durch
das Metallrohr 3 auftretenden Kräfte aufnehmen können. Die Halte
kräfte PH, die auf Rohrböden 5 und das Metallrippenpaket 4 wirken,
sind dabei sehr klein. Die Rückhaltekraft PR wirkt auf das Ende 9
des Metallrohres 3, wodurch das Metallrohr 3 in axialer Richtung
durch Druck belastet ist. Die Zugstange 1 ist dagegegen durch die
Zugkraft PZ nur auf Zug beansprucht (Fig. 2f). Die Fig. 2g und
2h zeigen das Ende des Aufweitverfahrens. Das Metallrohr 3 ist auf
geweitet und das Metallrippenpaket 4 und die Rohrböden 5 sind darauf
fixiert. Die Zugstange 1 und das Aufweitelement 2 sind vollständig
aus dem Metallrohr 3 herausgezogen und stehen für einen erneuten
Aufweitzyklus zur Verfügung.
Fig. 3 zeigt ebenfalls das Prinzip des ziehenden Aufweitens, hier
bei wird das Metallrohr 3 aber auf Zug belastet. Fig. 3a und 3b
zeigen das Voraufweiten eines Endes 10 des Metallrohres 3. Das Vor
aufweitlement 6 wird wieder aus dem Metallrohr 3 entfernt. Nun wird
die Zugstange 1 und das Aufweitelement 2 in das Metallrohr 3 einge
schoben (Fig. 3c), bis das Metallrohr 3 mit dem nicht voraufgewei
teten Rohrabschnitt auf dem Aufweitelement 2 aufsitzt (Fig. 3d).
Das Aufweitelement 2 ist dabei bereits vollständig in das Metallrohr
3 eingeschoben. Metallrohr 3, Zugstange 1 und Aufweitelement 2 wer
den mit der Zugstange 1 voran in die Öffnung 8 des Metallrippenpa
ketes 4 und zwei Rohrböden 5 geschoben (Fig. 3e) und dort
ausgerichtet. Die Rohrböden 5 und das Metallrippenpaket 4 werden in
Halterungen eingespannt, wobei die auftretenden Haltekräfte PH sehr
gering sind. Zur Aufnahme der Rückhaltekraft PR, die am Metallrohr 3
während des Aufweitens auftritt, wird ein Voraufweitelement 6 in das
Rohrende 10 des Metallrohres 3 eingeschoben. Nun kann eine Halterung
an dem Rohrende angreifen, die eine auf den Umfang des Metallrohres
3 wirkende Kraft PU erzeugt, so daß die in axialer Richtung wirkende
Kraft PR, die durch das Durchziehen des Aufweitelementes 2 mit der
Zugkraft PZ durch das Metallrohr 3 erzeugt wird, durch Reibschluß
auf die Halterung übertragen wird (Fig. 3f). Zum Schluß wird das
Voraufweitelement 6 aus dem Metallrohr 3 entfernt, womit der Auf
weitvorgang abgeschlossen ist (Fig. 3g).
Fig. 4 zeigt die Aufnahmevorrichtung 22 einer bandförmigen
Zugstange 1, bestehend aus zwei nach innen weisenden Haken 23. Die
Oberseiten der Haken 23 sind um den Winkel α hinterschnitten. Der
von der Aufnahmevorrichtung 22 umschlossene Raum weist eine hammer
ähnliche Kontur auf, die mit der Kontur der Einhängevorrichtung 20
korrespondiert. Die Abmaße der Aufnahmevorrichtung 22 sind Paßmaße,
die mit der zugehörigen Einhängevorrichtung eine Preßpassung bilden.
Der Querschnitt der Zugstange 1 entspricht etwa dem Querschnitt des
Metallrohrs 3 im nicht aufgeweiteten Zustand. An ihren Langseiten
ist die Zugstange 1 mit Abplattungen 15 versehen, die die Handhabung
der Zugstange 1 wesentlich erleichtern (Fig. 4a).
Fig. 5 zeigt die Einhängevorrichtung 20 des Aufweitelementes 2. Sie
weist eine hammerähnliche Kontur auf und ist an ihren Unterseiten um
den Winkel α hinterschnitten. Zusätzlich können auch die Schultern
28 des Aufweitelementes 2 beiderseits des Übergangs zur
Einhängevorrichtung 20 hinterschnitten sein, wobei der
Hinterschnittwinkel einen Wert von 5° bis 25° annehmen kann (hier
nicht dargestellt). Das Aufweitelement 2 und die Einhängevorrichtung
20 sind einstückig hergestellt. Die Flanken 21 des Aufweitelementes
2 sind ballig geschliffen, wobei ihr größter Abstand voneinander die
größtmögliche Aufweitung der Metallrohre 3 bestimmt.
Fig. 6 zeigt ein Aufweitelement 18 mit zwei Einhängevorrichtungen
19. Die Einhängevorrichtungen 19 sind an ihrer Oberseite abgerundet,
wodurch ein günstiger Kraftfluß erreicht wird. An ihrer Unterseite
sind sie hinterschnitten, wobei der Hinterschnitt 17 etwa U-förmig
ausgeführt ist. Die Schultern 28 des Aufweitelementes 18 weisen an
den Übergängen zu den Einhängevorrichtungen 19 ebenfalls U-förmige
Hinterschnitte 16 auf. Die Flanken 21 sind ballig geschliffen.
Fig. 7 zeigt die Aufnahmevorrichtung 25 einer Zugstange 14. Hierbei
sind die Haken 26 mit U-förmig abgerundeten, nach innen weisenden
Widerhaken 24 und ebenfalls U-förmig abgerundeten Fortsätzen 27 ver
sehen, so daß die Enden der Haken 26 etwa T-förmig auslaufen. Diese
Form der Haken 26 korrespondiert mit der entsprechenden Ausformung
der Einhängevorrichtung 19 des Aufweitelementes 18 (Fig. 6), wo
durch die Haken 26 durch Formschluß mit der Einhängevorrichtung 19
verbunden werden. Die Zugkräfte, die bei einem bestimmungsgemäßen
Gebrauch von der Zugstange 14 auf die Aufweitelemente 18 übertragen
werden, können somit nicht zum Aufbiegen der Haken 26 führen.
Fig. 8 zeigt eine Zugstange 31 mit einem beweglich gelagerten Auf
weitelement 32. Hierbei weist die Aufnahmevorrichtung 34 des Auf
weitelementes 32 gegenüber der Einhängevorrichtung 33 ein seitliches
Spiel auf, so daß das Aufweitelement 32 um den Drehpunkt 30 hin- und
herbewegbar ist. Der Kopf 36, die Hinterschnitte 37 auf der Un
terseite der Einhängevorrichtung 33 und die Schultern 38 beiderseits
des Übergangs von der Zugstange 31 zur Einhängevorrichtung 33 sind
kreisbogenförmig ausgestaltet, wobei der Drehpunkt 30 auch der Mit
telpunkt dieser entsprechenden Kreisbögen ist. Die Aufnahmevorrich
tung 34 des Aufweitelementes 32 weist eine dazu korrespondierende
Form auf, wobei sie aber so weit ausgeschnitten ist, daß das Auf
weitelement 32 um einen Winkel β um den Drehpunkt 30 schwingen kann.
Auch hier sind der Kopfbereich 39, die Hakeninnenfläche 40 und -au
ßenfläche 41 kreisbogenförmig ausgeführt, wobei der Radius dieser
Kreisbögen dem jeweiligen Abstand zum Drehpunkt 30 entspricht. Fig.
8b zeigt das mit der Zugstange 31 verbundene Aufweitelement 32 in
der Mittellage, während die Fig. 8a und 8c das Aufweitelement 32
jeweils in der maximal um den Winkel β ausgelenkten Lage darstellen.
Claims (22)
1. Verfahren zum Befestigen von Metallrohren mit ovalem Querschnitt
an Metallrippen, wobei die Metallrohre durch Aufweitelemente
plastisch und die Metallrippen elastisch verformt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß
- a) die Aufweitelemente (2, 18, 32) mit Hilfe von Zugstangen (1, 14, 31), deren Querschnitte denen der Metallrohre (3) entsprechen, unidirektional durch die Metallrohre (3) gezogen werden,
- b) die Metallrohre (3) während des Aufweitvorgangs mit ihrem dem Aufweitelement (2, 18, 32) in seiner Ausgangsposition abge wandten Ende (9) in einer Halterung abgestützt sind, so daß die Metallrohre (3) während des Aufweitens einer Druckbelastung ausgesetzt sind,
- c) daß mindestens an einer Rohraustrittsseite des Metallrippen paketes (4) ein Rohrboden (5) mit entsprechenden Öffnungen angeordnet wird und daß der Rohrboden (5) in demselben Aufweit vorgang mit den Metallrohren (3) verbunden wird,
- d) und daß vor dem Aufweitvorgang elastische Dichtungen in die Öffnungen des Rohrbodens (5) eingesetzt werden.
2. Verfahren zum Befestigen von Metallrohren mit ovalem Querschnitt
an Metallrippen, wobei die Metallrohre durch Aufweitelemente
plastisch und die Metallrippen elastisch verformt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß
- a) die Aufweitelemente (2, 18, 32) mit Hilfe von Zugelementen (1, 14, 31) unidirektional durch die Metallrohre (3) gezogen werden,
- b) daß die Metallrohre (3) während des Aufweitvorgangs mit ihrem dem Aufweitelement (2, 18, 32) in seiner Ausgangsposition zuge wandten Ende (10) in einer Halterung eingespannt sind, so daß die Metallrohre (3) während des Aufweitens einer Zugbelastung ausgesetzt sind,
- c) daß mindestens an einer Rohraustrittsseite des Metallrippen paketes (4) ein Rohrboden (5) mit entsprechenden Öffnungen angeordnet wird und daß der Rohrboden in demselben Aufweit vorgang mit den Metallrohren (3) verbunden wird,
- d) und daß vor dem Aufweitvorgang elastische Dichtungen in die Öffnungen des Rohrbodens (5) eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallrohre (3) in mindestens einem ihrer Endbereiche vor dem
Aufweiten voraufgeweitet werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch
gekennzeichnet, daß die mit zwei einander gegenüberliegenden
Zugstangen (1, 14, 31) versehenen Aufweitelemente (18) wechsel
weise in Vorwärtsrichtung durch ein erstes und in Rückwärtsrichtung
durch ein zweites Metallrohr (3) gezogen werden, wobei die Zugkraft
über die in Zugrichtung vorn liegende Zugstange (1, 14, 31) auf das
Aufweitelement (18) übertragen wird.
5. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einer Zugstange und einem daran
befestigten Aufweitelement, dadurch gekennzeichnet, daß das
Aufweitelement (2) an einem Ende eine Einhängevorrichtung (20) mit
einer hammerähnlichen Kontur aufweist.
6. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einer Zugstange und einem daran
befestigten Aufweitelement, dadurch gekennzeichnet, daß das
Aufweitelement (32) an einem Ende eine Aufnahmevorrichtung (34)
mit zwei nach innen weisenden Haken (35) aufweist.
7. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1-4, bestehend aus einer Zugstange und einem daran
befestigten Aufweitelement, dadurch gekennzeichnet, daß das
Aufweitelement (18) an zwei einander gegenüberliegenden Enden je
eine Einhängevorrichtung (19) mit hammerähnlicher Kontur aufweist.
8. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Aufweitelement (32) an zwei einander gegenüberliegenden Enden je
eine Aufnahmevorrichtung (34) mit zwei nach innen weisenden Haken
(35) aufweist.
9. Werkzeug nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zugstange (1, 14) an einem Ende eine mit der hammerähnlichen
Kontur der Einhängevorrichtung (19, 20) des Aufweitelementes (2,
18) korrespondierende Aufnahmevorrichtung (22, 25) mit nach innen
weisenden Haken (23, 26) aufweist.
10. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zugstange (31) an einem Ende eine hammerähnliche, mit der Kontur
der Aufnahmevorrichtung (34) des Aufweitelementes (32)
korrespondierende Einhängevorrichtung (33) aufweist.
11. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einhängevorrichtung (19, 20, 33)
an ihrer Unterseite hinterschnitten ist, wobei der Hinterschnittwinkel
(α) etwa 2° bis 25°, vorzugsweise 5° beträgt.
12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einhängevorrichtung (19) an ihrer Unterseite
hinterschnitten ist, wobei die Hinterschneidung (17) an der Unterseite
der hammerähnlichen Einhängevorrichtung (19) etwa U-förmig aus
gebildet ist.
13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Oberseiten der Haken (23, 25) der Aufnahmevor
richtung (22, 34) einen Hinterschnittwinkel (α) aufweisen, der etwa 2°
bis 25°, vorzugsweise 5° beträgt.
14. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Haken (26) der Aufnahmevorrich
tung (25) etwa U-förmig abgerundete, nach innen weisende Wider
haken (24) aufweisen.
15. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Haken (26) der Auf
nahmevorrichtung (25) U-förmig abgerundete Fortsätze (27) auf
weisen.
16. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Haken (26) der Auf
nahmevorrichtung (25) etwa T-förmig ausgebildet sind.
17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Aufweitelement (2) an den Schultern 28 des Über
gangs zur Einhängevorrichtung (20) hinterschnitten ist, wobei die
Hinterschnittwinkel etwa 5° bis 25° betragen.
18. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Aufweitelement (18) am Übergang zur Einhänge
vorrichtung (19) hinterschnitten ist, wobei die Hinterschneidungen
(16) etwa U-förmig ausgebildet sind.
19. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (34)
gegenüber der hammerähnlichen Einhängevorrichtung (33) seitliches
Spiel aufweist, so daß die Einhängevorrichtung (33) auf einem Kreis
ausschnitt um einen Mittelpunkt (30) beweglich ist.
20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zugstange (1, 14, 31) bandförmig ausgebildet ist.
21. Werkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der
Querschnitt der Zugstange (1, 14, 31) dem Querschnitt des vom
Metallrohr (3) vor dem Aufweiten umschlossenen Hohlraums,
abzüglich eines geringen Untermaßes, entspricht.
22. Werkzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zugstange (1, 14, 31) an ihren Langseiten Abplattungen (15) auf
weist.
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DE4332768A1 (de) | 1995-03-30 |
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