DE4343820A1 - Vorrichtung zum mechanischen Aufweiten von metallischen Rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mechanischen Aufweiten von metallischen Rohren, insbesondere von Rohren in Wärmetauschern, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Sie eignet sich bei­ spielsweise für ein Verfahren zur Herstellung von Wärmetauschern, wie es in der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung DE 43 32 768.0 beschrieben ist. Für jedes aufzuweitende Rohr weist eine der­ artige Vorrichtung einen Ziehdorn mit einem Aufweitelement und min­ destens eine Haltevorrichtung auf. Die Rohre werden an ihren Enden voraufgeweitet und in die Haltevorrichtung eingesetzt. Anschließend wird das Rohr mit dem Ziehdorn und dem Aufweitelement durchfahren, wobei das Rohr aufgeweitet wird. Das Voraufweiten ist notwendig, da­ mit das Aufweitelement vollständig durch das Rohr hindurchgefahren werden kann und nicht in der Haltevorrichtung verklemmt. Das Vorauf­ weiten der Rohre ist ein eigener Arbeitsgang und somit ein nicht un­ erheblicher Kostenfaktor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum me­ chanischen Aufweiten von metallischen Rohren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß die metallischen Rohre in einem Arbeitsgang vollständig aufgeweitet werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zum mechanischen Aufweiten von metallischen Rohren nach dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Hierbei wird die Haltevorrich­ tung so ausgebildet, daß ihre seitlichen Führungen in radialer Rich­ tung federnd nach außen nachgeben können. Zum Aufweiten des Rohres wird nun das Rohr ohne Voraufweitung in die Haltevorrichtung einge­ setzt und mit dem Ziehdorn und dem Aufweitelement durchfahren. Bei diesem Vorgang wird das Rohr in radialer Richtung aufgeweitet. Die Kräfte in axialer Richtung werden von der Haltevorrichtung aufgenom­ men, da das Rohr auf einem Anschlag in der Haltevorrichtung auf­ sitzt. Erreicht nun das Aufweitelement beim Durchfahren des Rohres den Endbereich des Rohres, mit dem dieses in der Haltevorrichtung eingesetzt ist, so werden die seitlichen Führungen durch das Aufwei­ telement nach außen gedrückt, wodurch der Öffnungsquerschnitt des Halteelementes derart vergrößert wird, daß das Aufweitelement voll­ ständig durch das Rohr gefahren werden kann. Das kostenträchtige Voraufweiten entfällt somit vollständig.

Nach Anspruch 2 ist die Haltevorrichtung im Bereich der seitlichen Führungen mit einem Einschnitt versehen, wodurch die seitlichen Füh­ rungen radial nach außen federn können. Die seitlichen Führungen sind mit dem Fuß der Haltevorrichtung einstückig verbunden und wir­ ken wie Blattfedern, wodurch ein Rohr, das in die Haltevorrichtung eingesetzt wird, mittig in der Haltevorrichtung zentriert wird. Nach Anspruch 3 weist der Einschnitt an seinem Fuß eine zusätzliche Boh­ rung auf, wodurch die Kerbwirkung des Einschnittes und gleichzeitig die Federwirkung der seitlichen Führungen vermindert wird. Auf diese Weise läßt sich die Kraft, die von den seitlichen Führungen auf das gehaltene Rohr ausgeübt wird, in einem weiten Bereich einstellen.

Nach Anspruch 4 besteht die Haltevorrichtung aus mindestens zwei ra­ dial nach außen beweglichen, mit seitlichen Führungen versehenen Halteelementen, die durch Federn zur Mittelachse der Haltevorrich­ tung gedrückt werden. Die Art der Federn kann hierbei in Abhängig­ keit von der Größe des Bauraumes frei gewählt werden, so können bei­ spielsweise Teller-, Blatt- oder Spiralfedern zum Einsatz kommen. Die Halteelemente werden durch spezielle Führungen oder durch die Federn mit der Haltevorrichtung verbunden.

Nach Anspruch 5 sind mehrere Haltevorrichtungen in dem Abstand auf einer Grundplatte angeordnet, den die aufzuweitenden Rohre des Wär­ metauscherblocks aufweisen. Die Haltevorrichtungen sind dabei mit ihren Halteringen zwischen der Grundplatte und einer Halteplatte festgeklemmt. Die Halteplatte weist im Bereich der Halteringe vor­ teilhafterweise Ausnehmungen auf, so daß die Haltevorrichtungen durch Formschluß gegen ein seitliches Verschieben gesichert sind. Durch die Anordnung aller erforderlichen Haltevorrichtungen auf ei­ ner Grundplatte und den Einsatz einer entsprechenden Anzahl von Ziehdornen mit dem jeweiligen Aufweitelement kann das Aufweiten al­ ler Rohre eines Wärmetauscherblocks in einem Zug erfolgen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Haltevorrichtung mit Einschnitt,

Fig. 2 Vorrichtung zum mechanischen Aufweiten mit einem Wär­ metauscherblock,

Fig. 3 Haltevorrichtungen mit einem Rohr, Ziehdorn und Auf­ weitelement,

Fig. 4 Haltevorrichtung mit einem Rohrende, Ziehdorn und Auf­ weitelement und

Fig. 5 Haltevorrichtung mit beweglich gelagerten Halteelemen­ ten und Federn.

Fig. 1 zeigt eine aufgeschnittene Haltevorrichtung 1. Sie besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Körper. Hieran ist ein Halte­ ring 6 angeformt, mit dem die Haltevorrichtung 1 auf einer Werkzeug­ grundplatte 20 (siehe Fig. 2) befestigt werden kann. Im Innern der Haltevorrichtung 1 ist ein Anschlag 3 ausgebildet, der ein aufzuwei­ tendes Rohr 10 (siehe Fig. 4) in axialer Richtung abstützt und in der Lage ist, die beim Aufweitvorgang auftretenden Kräfte aufzuneh­ men. In radialer Richtung wird das Rohr 10 durch seitliche Füh­ rungen 7 gehalten, wobei das Rohr 10 an der Anlage 8 anliegt. Das Einsetzen des Rohres 10 in die Haltevorrichtung 1 wird durch einen Einführtrichter 2 erleichtert. Die Haltevorrichtung 1 ist im Bereich des Einführtrichters 2, der Anlage 8, des Anschlags 3 und eines Teils des Grundkörpers 9 der Haltevorrichtung 1 in axialer Richtung mit einem Einschnitt 4 versehen, an dessen Fuß sich eine Bohrung 5 befindet. Durch diesen Einschnitt 4 sind die seitlichen Führungen 7 wie Blattfedern an dem Grundkörper 9 einstückig angeformt. Wird nun während des Aufweitens der Durchmesser des Rohres 10 vergrößert, so federn die seitlichen Führungen 7 nach außen. Nach dem Entfernen des Rohres 10 aus der Haltevorrichtung 1 stellen sich die seitlichen Führungen 7 in ihre Ausgangsposition zurück.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zum mechanischen Aufweiten mit einer Anordnung von sieben Haltevorrichtungen 1 auf einer Grundplatte 20 und einem Wärmetauscherblock 13 mit eingeschobenen Rohren 10. Die Haltevorrichtungen 1 sind in dem gleichen Achsabstand, den die Rohre 10 im Wärmetauscherblock 13 aufweisen, auf der Grundplatte 20 ange­ ordnet und mit einer Halteplatte 21 fixiert, wobei die Halteringe 6 zwischen der Grundplatte 20 und der Halteplatte 21 festgeklemmt sind. Zum Aufweiten wird der Wärmetauscherblock 13 mit den Rohren 10 in die Haltevorrichtungen 1 eingesetzt, wobei die Rohre 10 nicht voraufgeweitet sind. Anschließend werden Ziehdorne 11 mit ihren Auf­ weitelementen 12 (hier nicht dargestellt) in einem Zug durch den Wärmetauscherblock 13 und die Grundplatte 20 gezogen. Anschließend kann der fertig mechanisch gefügte Wärmetauscherblock 13 entnommen werden.

Fig. 3 zeigt ein Rohr 10 während des Aufweitens. Das Rohr 10 ist in zwei Haltevorrichtungen 1, 1′ gehalten. Ein Ziehdorn 11 mit einem Aufweitelement 12 wird durch das Rohr 10 gezogen, wobei das Rohr 10 aufgeweitet wird. Die Haltevorrichtung 1′, durch die das Aufweitele­ ment 12 bereits hindurchgezogen wurde, ist durch das Aufweiten des Rohres 10 radial nach außen aufgespreizt worden.

Fig. 4 zeigt das Rohr 10, eingesetzt in die Haltevorrichtung 1, während des Aufweitens. Der Anschlag 3 nimmt die axialen Kräfte auf, die durch das Durchschieben des Aufweitelementes 12 auftreten. Die seitlichen Führungen 7 werden erst durch das Aufweiten des Rohres 10 nach außen aufgespreizt, so daß die axialen Kräfte während des ge­ samten Aufweitens aufgenommen werden.

Fig. 5 zeigt eine Haltevorrichtung 14 mit beweglich gelagerten Hal­ teelementen 18 und Spiralfedern 19. Hierbei sind die Halteelemente 18 in der rohrförmigen Haltevorrichtung 14 durch die Federn 19 gela­ gert, wobei die Federn 19 in Aussparungen festgelegt sind. Anstelle der Federn 19 können hier auch gummiartig nachgiebige Materialien eingesetzt werden, beispielsweise Gummiblöcke oder -ringe. Die axia­ len Kräfte, die während des Aufweitens auftreten, werden von dem eingesetzten Rohr (nicht dargestellt) auf die Anschläge 17 übertra­ gen, die diese Kräfte wiederum in den Stützring 15 der Haltevorrich­ tung 14 einleiten. Die radialen Kräfte zur Halterung des Rohres wer­ den durch die Federn 19 aufgebracht und über die Anlageflächen 16 auf das Rohr übertragen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum mechanischen Aufweiten von metallischen Roh­ ren, bestehend aus mindestens einem Ziehdorn mit einem Aufwei­ telement und mindestens einer Haltevorrichtung mit einem Ein­ führtrichter und einem Anschlag, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (1, 14) seitliche Führungen (7, 16) auf­ weist, die in radialer Richtung nach außen federnd nachgiebig sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (1) im Bereich der seitlichen Führungen (7) in axialer Richtung mindestens einen Einschnitt (4) aufweist, wobei die seitlichen Führungen (7) einstückig mit der Halte­ vorrichtung verbunden und nach außen federnd nachgiebig sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt (4) an seinem Fuß eine Bohrung (5) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (14) aus mindestens zwei radial nach außen beweglich gelagerten Halteelementen (18) mit seitlichen Füh­ rungen (16) besteht, wobei die Halteelemente (18) durch Federn (19) nach innen gedrückt werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Haltevorrichtungen (1, 14) im Achsab­ stand der aufzuweitenden metallischen Rohre (10) auf einer Grundplatte (20) angeordnet sind, wobei die Haltevorrichtungen (1, 14) mit ihren Halteringen (6) zwischen der Grundplatte (20) und einer Halteplatte (21) festgeklemmt sind.