DE3784070T2 - METHOD AND DEVICE FOR COLD FORMING TUBES OR CONNECTING PIECES AND ITEMS PRODUCED THEREFOR. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtung zum Kaltformen oder Kaltverformen von Rohren oder metallischen Rohr-Anschlußstücken.The present invention relates to a method and apparatus for cold forming or cold deforming pipes or metallic pipe fittings.

Geformte Rohre oder Rohr-Anschlußstücke werden normalerweise durch Gießen oder durch einen mechanischen Prozeß hergestellt, daher sind sie teuer. Der Versuch, diese Artikel aus Kunststoffen zu produzieren führte zu Stücken mit einem mechanischen Widerstand, der definitiv unpassend für die meisten allgemeinen Anwendungen ist.Molded pipes or pipe fittings are usually manufactured by molding or a mechanical process, so they are expensive. Attempting to produce these items from plastics has resulted in pieces with a mechanical resistance that is definitely unsuitable for most general applications.

FR-A-1 393 986 schlägt ein Verfahren vor, wie in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, bestehend aus dem Anlegen eines Längsdruckes auf die zylindrische Wand eines Rohrstückes, um einen Bund mit der doppelten Dicke, verglichen mit derjenigen der zylindrischen Wand, zu erhalten. Der Bund wird in einem zweiten Schritt radial von der Außenseite an sechs Seiten solange gepreßt, bis die Oberf lächen sich gleichzeitig innen und außen schließen, um ein massives Hexagon zu formen. Fr-A-1 393 986 offenbart außerdem eine Vorrichtung, wie in dem Oberbegriff des Anspruchs 3 beschrieben, um das obere Verfahren auszuführen.FR-A-1 393 986 proposes a method as described in the preamble of claim 1, consisting in applying a longitudinal pressure to the cylindrical wall of a piece of pipe to obtain a collar with twice the thickness compared to that of the cylindrical wall. The collar is pressed in a second step radially from the outside on six sides until the surfaces close simultaneously inside and outside to form a solid hexagon. FR-A-1 393 986 also discloses a device as described in the preamble of claim 3 for carrying out the above method.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Rohre oder metallische Rohr-Anschlußstücke verschiedener Formen zu produzieren, die sehr viel wirtschaftlicher als die der bisherigen Techniken sind, wobei jedoch noch der Zustand ihrer Robustheit unverändert bleibt.The aim of the present invention is to produce pipes or metal pipe fittings of various shapes that are much more economical than those of previous techniques, while still maintaining the same level of robustness.

Das oben erwähnte Ziel wird durch ein Verfahren, wie in Anspruch 1 angeführt, oder durch eine Vorrichtung, wie in Anspruch 3 beansprucht, erreicht.The above-mentioned object is achieved by a method as recited in claim 1 or by a device as claimed in claim 3.

Das Verfahren dieser Erfindung zum Kaltformen von Rohren oder Rohr-Anschlußstücken, dem gemäß ein Rohr oder ein Rohr-Anschlußstück in ein Gesenk eingesetzt und zwei sich radial erstreckende, untereinander verbundene Wände - nämlich senkrecht zu der Achse des Rohres oder des Rohr-Anschlußstücks - geformt werden, dann im wesentlichen radial einwärts wirkende Kräfte auf Zonen aufgebracht werden, die den radialen Wänden benachbart sind, wobei die Zonen benachbart zu den radial äußersten Enden der radialen Wände sind, die von innen unterstützt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Wände mindestens eine Seite nicht unterstützt haben und daß die Reaktionskräfte zu den aufgebrachten radialen Kräften mit Hilfe der radialen Wände geliefert werden, wobei die Basis einer jeden radialen Wand durch eine innere Abstützung unterstützt ist, die radialen Wände als einzige Mittel im Gegensatz zu diesen Kräften wirken und das Verhältnis Höhe/Dicke der radialen Wände so ist, daß die Ausknickgrenzbelastung niedriger ist als die kombinierte Biege- und Kompressionsspannung. In anderen Worten, das Verhältnis Höhe/Dicke dieser Wände ist so, daß diese Wände sich nicht verbiegen, wenn sie einer radialen Kompression unterzogen werden.The method of this invention for cold forming pipes or pipe fittings, according to which a pipe or pipe fitting is inserted into a die and two radially extending, interconnected walls - namely perpendicular to the axis of the pipe or pipe fitting - are formed, then substantially radially inwardly acting forces are applied to zones adjacent to the radial walls, the zones being adjacent to the radially outermost ends of the radial walls which are supported from within, is characterized in that the radial walls have at least one side unsupported and that the reaction forces to the applied radial forces are provided by means of the radial walls, the base of each radial wall being supported by an internal support, the radial walls acting as the only means in opposition to these forces and the height/thickness ratio of the radial walls being such that the buckling limit load is lower than the combined bending and compression stress. In other words, the height/thickness ratio of these walls is such that these walls do not bend when subjected to radial compression.

Die sich radial erstreckenden Wände können durch geformte radiale Gesenkgleitflächen oder -einsätze verformt werden, die auf die Wand des Rohres oder Rohr- Anschlußstücke wirken.The radially extending walls can be deformed by shaped radial swaging surfaces or inserts acting on the wall of the pipe or pipe fittings.

Folgende hergestellte Artikel sind bevorzugt, aber nicht begrenzend: Rohre oder Rohr-Anschlußstücke mit dem gleichen Durchmesser an beiden Enden oder mit unterschiedlichen Durchmessern und mit einem polygonalen oder kreisförmigen Bund; Rohre oder Rohr-Anschlußstücke mit Ring an ihren Enden. Diese Schlauch-Anschlußstücke können kreisförmige Bünde haben, die geeignet sind, mit konischen oder flachen Kontaktoberflächen abgedichtet zu werden.The following manufactured articles are preferred, but not limiting: pipes or pipe fittings with the same diameter at both ends or with different diameters and with a polygonal or circular collar; pipes or pipe fittings with a ring at their ends. These hose fittings may have circular collars suitable for sealing with conical or flat contact surfaces.

Die wesentlichen Verfahrensschritte, die Vorrichtung bezüglich der bevorzugten jedoch nicht begrenzenden Ausführungsform der Erfindung und die dabei hergestellten Artikel sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei:The essential process steps, the device relating to the preferred but non-limiting embodiment of the invention and the articles produced thereby are shown in the accompanying drawings, wherein:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Vorrichtung für die Formung eines Rohres oder eines Rohr-Anschlußstückes in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten ist;Fig. 1 is a plan view of an apparatus for forming a pipe or a pipe fitting in two successive operations;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 ist;Fig. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of Fig. 1;

Fig. 3 den ersten Formungsschritt eine Rohres zeigt, dessen Enden zwei verschiedene Durchmesser haben werden;Fig. 3 shows the first forming step of a tube the ends of which will have two different diameters;

Fig. 4 eine Verformungsphase von zwei angrenzenden radialen Wänden an den in Fig. 3 illustrierten Rohres zeigt;Fig. 4 shows a deformation phase of two adjacent radial walls on the tube illustrated in Fig. 3;

Fig. 5 die Formungsphase der Verbindungszone zwischen den radialen Wänden, die in der in Fig. 4 dargestellten Phase geformt wurden, zeigt; undFig. 5 shows the forming phase of the connection zone between the radial walls formed in the phase shown in Fig. 4; and

Fig. 6 und 7 eine Teilschnittseitenansicht zweier Ausführungsformen der hergestellten Rohr-Anschlußstücken zeigen.Fig. 6 and 7 show a partial sectional side view of two embodiments of the manufactured pipe connectors.

Die Fig. 1 und 2 zeigt die Arbeitsphasen auf einen Rohrabschnitt 17. Dieser Rohrabschnitt ist in die Gesenke 20 und 20a mit Hilfe der Begrenzungen 13 eingeführt und wird axial komprimiert, um so zunächst in einer bekannten Weise mit Hilfe eines Konus 29 eine Erweiterung von einem seiner Teile zu erzielen, dann zum Formen der radialen Wände. Diese letztgenannten werden dann durch Einsätze 40 geformt, die radial zu dem Rohrabschnitt 17 wirken. Während dieser Arbeitsphasen wird das Rohr und speziell die innere Basis jeder radialen Wand 22 und 22a durch einen Halter 30 innerhalb des Rohres abgestützt, bevorzugt ein Zapfen. Dieser innere Halter 30 wird mit mindestens einem Konus 29 ausgestattet, der die Formung des Rohres hervorbringt und die innere Basis der radialen Wände 22 und 22a abstützt.Figures 1 and 2 show the working phases on a pipe section 17. This pipe section is introduced into the die 20 and 20a by means of the stops 13 and is compressed axially so as to first obtain an expansion of one of its parts in a known manner by means of a cone 29, then to form the radial walls. The latter are then formed by inserts 40 acting radially on the pipe section 17. During these working phases, the pipe and in particular the inner base of each radial wall 22 and 22a is supported by a support 30 inside the pipe, preferably a tenon. This inner support 30 is equipped with at least one cone 29 which produces the formation of the pipe and supports the inner base of the radial walls 22 and 22a.

Die Figuren 3,4 und 5 zeigen die oben erwähnten Arbeitsphasen detaillierter; wie in Fig. 3 gezeigt, wird ein Teil des Rohres 17 zunächst erweitert, dann werden unter Fortführung der Kompression durch Bewegen der Gesenke 20 und 20a die radialen Wände 22 und 22a geformt (Fig.4). Während dieser Phase wird die Annäherung dieser Gesenke 20 und 20a fortgeführt bis die Distanz zwischen den äußersten Enden 21 dieser Gesenke gleich der doppelten Dicke des Rohres ist, das geformt wird.Figures 3, 4 and 5 show the above-mentioned working phases in more detail; as shown in Fig. 3, a part of the tube 17 is first expanded, then, continuing the compression by moving the dies 20 and 20a, the radial walls 22 and 22a are formed (Fig. 4). During this phase, the approach of these dies 20 and 20a is continued until the distance between the extreme ends 21 of these dies is equal to twice the thickness of the tube being formed.

Fig. 5 zeigt die Formung der Zone 10, die die radialen Wände 22 und 22a verbindet. In dieser Phase werden, während der Einsatz 40 auf die radialen Wände drückt, die beiden Gesenke 20 und 20a freigegeben, um sich wegzubewegen, bis die Distanz zwischen den äußersten Enden gleich der geforderten Dicke für den Bund 11 ist. Die Einsätze 40 haben Vorderseiten 40a, die eine Weite gleich der des Bundes haben.Fig. 5 shows the formation of the zone 10 connecting the radial walls 22 and 22a. In this phase, while the insert 40 presses on the radial walls, the two dies 20 and 20a are released to move away until the distance between the extreme ends is equal to the required thickness for the collar 11. The inserts 40 have front faces 40a having a width equal to that of the collar.

Ausführungsformen der hergestellten Artikel sind in den Figuren 6 und 7 gezeigt. Fig. 6 zeigt einen Rohr-Anschlußstück 18 mit einem polygonalen Bund 11 und zwei Teile mit unterschiedlichen Durchmessern und Fig. 7 zeigt ein Rohr-Anschlußstück 19 ähnlich zu demjenigen in Fig. 6, jedoch mit gleichen Durchmessern an beiden Enden.Embodiments of the articles produced are shown in Figures 6 and 7. Figure 6 shows a pipe connector 18 with a polygonal collar 11 and two parts with different diameters and Figure 7 shows a pipe connector 19 similar to that in Figure 6 but with equal diameters at both ends.

Claims (3)

1. Verfahren zum Kaltformen von Rohren oder Rohr-Anschlußstücken, dem gemäß ein Rohr oder ein Rohr-Anschlußstück in ein Gesenk eingesetzt und zwei sich radial erstreckende, untereinander verbundene Wände (22, 22a) - nämlich senkrecht zu der Achse (X-X) des Rohres oder des Rohr-Anschlußstücks - geformt werden, dann im wesentlichen radial einwärts wirkende Kräfte auf Zonen (10) aufgebracht werden, die den radialen Wänden (22, 22a) benachbart sind, wobei die Zonen benachbart zu den radial äußersten Enden der radialen Wände sind, die von innen unterstützt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Wände (22, 22a) mindestens eine Seite nicht unterstützt haben und daß die Reaktionskräfte zu den aufgebrachten radialen Kräften mit Hilfe der radialen Wände (22, 22a) geliefert werden, wobei die Basis einer jeden radialen Wand durch eine innere Abstützung (30) unterstützt ist, die radialen Wände als einzige Mittel im Gegensatz zu diesen Kräften wirken und das Verhältnis Höhe/Dicke der radialen Wände so ist, daß die Ausknickgrenzbelastung niedriger ist als die kombinierte Biege- und Kompressionsspannung.1. Method for cold forming pipes or pipe fittings, according to which a pipe or pipe fitting is inserted into a die and two radially extending, interconnected walls (22, 22a) - namely perpendicular to the axis (X-X) of the pipe or pipe fitting - are formed, then substantially radially inwardly acting forces are applied to zones (10) adjacent to the radial walls (22, 22a), the zones being adjacent to the radially outermost ends of the radial walls which are supported from the inside, characterized in that the radial walls (22, 22a) have at least one side unsupported and that the reaction forces to the applied radial forces are provided by means of the radial walls (22, 22a), the base of each radial wall being supported by an internal support (30), the radial walls act as the only means to counteract these forces and the height/thickness ratio of the radial walls is such that the buckling limit load is lower than the combined bending and compression stress. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Anwendung der radialen Kräfte das Gesenk (20, 20a) frei ist, sich axial zu bewegen.2. Method according to claim 1, characterized in that during the application of the radial forces the die (20, 20a) is free to move axially. 3. Vorrichtung zum Kaltformen eines Rohres oder eines Rohr-Anschlußstücks, die ein Gesenk (20, 20a), das in der Lage ist, zwei radiale Wände (22, 22a) auf dem Rohr oder dem Rohr-Anschlußstück zu bilden; ein Formungsteil (40), das vorgesehen ist, um nachfolgend in einer im wesentlichen radialen Richtung auf eine Zone (10) benachbart zu den radialen Wänden (22, 22a) zu wirken, eine innere Abstützung (30), die in das zu formende Rohr oder das Rohr-Anschluß stück eingeführt werden kann und das von innen die Basis der radialen Wände (22, 22a) unterstützt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesenk zwei gegenüberliegende Teile (20, 20a) aufweist, die lediglich axial beweglich sind und frei sind, sich zu bewegen, wenn der Formungsteil (40) in Kontakt mit der Zone (10) kommt, wobei das Formungsteil in der Lage ist, radial einwärts zu wirken, um die Formungstätigkeit durchzuführen.3. Apparatus for cold forming a pipe or a pipe fitting, comprising a die (20, 20a) capable of forming two radial walls (22, 22a) on the pipe or the pipe fitting; a forming part (40) intended to act subsequently in a substantially radial direction on a zone (10) adjacent to the radial walls (22, 22a), an internal support (30) which can be inserted into the pipe or pipe fitting to be formed and which supports from the inside the base of the radial walls (22, 22a), characterized in that the die comprises two opposite parts (20, 20a) which are only axially movable and are free to move when the forming part (40) comes into contact with the zone (10), the forming part being able to act radially inwards to carry out the forming operation.