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Vorrichtung zur Herstellung von Anschlußstutzen an einem Rohr großen
Durchmessers Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Anschlußstutzen an
einem Rohr großen Durchmessers bekannt, bei,dem mit Hilfe eines im Innern des Rohres
angebrachten Stempels das Metall der Rohrwandung derart nach außen verdrängt wird,
daß sich ein Anschlußstutzen bildet. Vor diesem Arbeitsgang wird das Metall an der
Stelle, an der der Anschlußstutzen gebildet werden soll, erhitzt. Auch kann in an
sich bekannter Weise eine Matrize von außen an die Rohroberfläche gegenüber dem
Stempel derart angelegt werden, daß sie zur Bildung der gewünschten Gestalt des
verdrängten Metalles von außen herbeiträgt.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf eine bei dem eingangs genannten
Verfahren anzuwendende Vorrichtung zur Herstellung von Anschlußstutzen an einem
Rohr großen Durchmessers mit Hilfe eines im Innern des Rohres angebrachten Stempels,
.der mit einer an die äußere Rohroberfläche gegenüber dem Stempel angelegten Matrize
zusammenarbeitet. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird die Matrize vom
Rohr selbst getragen und ihre Gegendruckwirkung auf Rohrschellen, .die das Rohr
an zwei Stellen umgreifen, abgesetzt. Die Matrizenteile sind dabei selbständige
Teile, die nicht an dem wegklappbare Verlängerungen der Rohrschellen verbindenden
Joch geführt sind, das vielmehr mittels einer Spindel den im Rohrinnern angebrachten
Stempel trägt und die Rückwirkung der auf diesen ausgeübten Zugwirkung in umgekehrter
Richtung
wie den Matrizendruck auf die Rohrschellen und die Matrize absetzt. Eine derartige
kombinierte Vorrichtung muß umständlich an jeder mit einem Anschlußstutzen zu versehenden
Rohrschelle angebracht und in mehreren Stufen gehandhabt werden; sie ist auch insofern
nachteilig, als die Krafteinwirkung auf die Rohraußenseite und auf die Matrize nicht
von der Stempelbewegung unabhängig ist. Die Vorrichtung ist im übrigen praktisch,
nur auf Rohre verhältnismäßig kleinen Durchmessers, nicht aber auf Sammelrohre von
Kesseln oder Rohre ähnlicher Größenordnung anwendbar.
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Die Erfindung bezweckt eine Behebüng der Nachteile der :bekannten
Vorrichtung und hat dabei insbesondere auch das Ziel, unerwünschte Verformungen
des Rohres bei der Herstellung der Anschlußstutzen zu verhindern und die von der
Matrize auf das Rohr abgesetzten Gegenkräfte gleichmäßig über einen größeren Teil
der äußeren Oberfläche des Rohres zu verteilen. Ferner soll durch die Vorrichtung
gemäß der Erfindung die Bewegung der Matrize leichtmaschinell steuerbar sein und
soll die ganze Vorrichtung leicht von einer Arbeitsstelle zu der Stelle des nächstfolgenden
herzustellenden Anschlußstutzens verschiebbar sein.
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Gemäß der Erfindung ist die Matrize oder sind mehrere Matrizen auf
einem Jochrahmen gelagert, der ein Stück mit einem Umfassungsbügel bildet, welcher
die halbe äußere Oberfläche des Rohres oder mehr annähernd. umfaßt, wobei das Andrücken
der Matrize(n) gegen das Rohr eine Andrückung des Rohres an' den die Matrize(n)
tragenden Umfassungsbügel herbeiführt und die Gesamtheit von Umfassungsbügel und
die Matrizen tragendem Jochrahmen sowie Matrize(n) relativ zum Rohr mittels Antrieben
verschiebbar ist.
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Während des Arbeitsganges steht das Rohr fest und werden die Gegendruckkräfteder
an die eine Rohrseite angepreßten Matrize durch -den Umfassungsbügel über einen
großen Teil der gegenüberliegenden äußeren Rohroberfläche gleichmäßig abgesetzt.
Nach Herstellung eines Anschlußstutzens wird vorzugsweise die ganze Vorrichtung
in der Längsrichtung des Rohres an die nächste Stelle, an der ein Anschlußstutzen
hergestellt werden soll, verschoben; jedoch kann man naturgemäß auch umgekehrt mit
Verschiebung des Rohres und feststehender Vorrichtung arbeiten: Um die bei der Metallverdrängung
zwischen Stempel und Matrize und infolge der durch die Berührung :der Matrize hervorgerufenen
Abkühlung des Metalles notwendige Druckkraft herabzusetzen, erweitert sich die Bohrung
der Matrize vorzugsweise sofort nach der engsten Stelle, die das genaue Außenmaß
des Anschlußstutzens bestimmt.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand der in den Zeichnungen beispielsweise
:dargestellten Ausführungsform veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. s im senkrechten
Schnitt und teilweise schematisch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in der Arbeitsstellung
an dem zu behandelnden Rohr, und Fig. z einen Schnitt einer Einzelheit nach der
Linie II-II der Fig: r.
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Gemäß Fig. r ist das Rohr a großen Durchmessers, an dem Anschlußstutzen
anzubringen sind, feststehend angeordnet und wird an seinen beiden Enden unterstützt,
während die Vorrichtung zur Herstellung der Anschlußstutzen in Längsrichtung des
Rohres verschoben und an die Stellen gebracht wird, an denen die Stutzen gebildet
werden sollen, indessen könnte man die Anordnung und Verschiebung auch umgekehrt
vorsehen.
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Der Arbeitsgang besteht im wesentlichen darin, mit Hilfe eines im
Innern des Rohres a angebrachten Stempels b das Metall des Rohres zu verdrängen,
während eine Matrize c an die äußere Oberfläche des Rohres a angelegt wird.
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Die im Innern des Rohres befindlichen Vorrichtungsteile gehören nicht
zum Erfindungsgegenstand. Sie sind so ausgebildet, @daß der Stempel b von einem
doppeltwirk enden Kolben d getragen wird, der in einem den Preßzylinder enthaltenden
Block e untergebracht ist. Der Block e ist in einem wiegeartigen Lagerglied f angebracht
und wird in diesem z.. B. mittels zweier Zapfen f3, f4 festgehalten. Das Lagerglied
f wird von Streben g getragen, !die von einer Auflagersohle h ausgehen, welche sich
genau gegen einen großen Teil der inneren Oberfläche des Rohres anlegt.
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Das wiegenartige Lagerglied f besitzt an beiden Seiten Verlängerungsteile
f1, f2, welche Stützplatten il, i2 tragen. Diese Stützplatten werden, wenn .die
Vorrichtung in die Arbeitsstellung gebracht wird, in der gezeichneten Weise an die
innere Oberfläche des Rohres a angelegt. Diese Anpres.sung der Stützplatten il,
i2 kann durch geeignete Schrauben oder Spindeln oder sonstige entsprechende Vorrichtungen
bewirkt werden. Zum Beispiel ist gemäß der Zeichnung jede der Stützplatten il bzw.
i2 mit einer Schraube j1 bzw. j2 zu einem Stück verbunden, de durch das Verlängerungsstück
f1 bzw. f2 des wiegeartigen Lagergliedes f geschraubt ist. Hierdurch kann man jede
Stützplatte il bzw. i2 an die innere Oberfläche des Rohres a heranbringen oder von
dieser entfernen. Dabei sichern Führungen k1, k2 die Führung der Stützplatten il,
i2 beim Einspannen oder Lösen der Vorrichtung.
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Die ein- oder mehrteilige Matrize c, idie sich von außen an die Oberfläche
des Rohres a anlegt, kann an Führungsteilen oder -stangen 1 in senkrechter Richtung
gleiten; ihre Bewegung wird durch zwei doppeltwirkendeKolben ml, m2. gesteuert.
Jede der zugehörigen Kolbenstangen wirkt auf. zwei Lenker n1, o' bzw. 1,12, 02 ein,
die mit je einem Ende am Ende der zugehörigen Kolbenstange angelenkt sind. Das andere
Ende des Lenkers o1 bzw. 02 ist an. der Matrize c, und das andere Ende des Lenkers
n1 bzw. n2 ist an j e einem festen Punkt p1 bzw. p2 angelenkt. Die Symmetrie der
Verschiebung .der zwei Kolben rnl, m2 wird durch zusätzliche Lenker q1, q2gewährleistet,
die mit einem Ende jeweils an einem Ende der Kolbenstange des zugehörigen Kolbens
und mit dem anderen Ende an
einem Gleitstück r angelenkt sind, das
sich in Längsrichtung eines festen Führungsstückes s verschieben kann, welches in
der Symmetrieebene der Vorrichtung verläuft.
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Die Gesamtheit der die Matrize und das Antriebs- und Steuersystem
für ihre Verschiebung bildenden vorgenannten Teile wird durch ein Joch t getragen,
das auf einem zugehörigen halbkreisförmigen Umfassungsbügel u ruht und mit diesem
zusammen einen Jochrahmen bildet. Der Umfassungsbügel umgreift, wie gezeichnet,
die äußere Oberfläche des Rohres a. Das Joch t ist mit dem zugehörigen
halbkreisförmigen Umfassungsbügel u z. B. mittels einer Verheilung v (s. Fig. 2)
verbunden, die einen schnellen Zusammenbau und Abbau der Teile gestattet. Der Umfassungsbügel
u kann ein Stück mit einem Fußgestell w bilden, das Rollen x führt, welche
auf zur Achse des Rohres a
parallelen Schienen y rollen können.
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Um einen Anschlußstutzen am Rohr a herzustellen, macht man zunächst
an der Stelle, an der der Anschlußstutzen gebildet werden soll, ein kleines Loch
z durch die Wandung des Rohres a hindurch, das einen Durchmesser in der Größenordnung
von ungefähr i cm haben kann. Dieses Loch z, das den Stempel und den Gegenstempel
zentriert, schafft außerdem den Vorteil, @daß der in Betracht gezogene Bereich so
erhitzt werden kann, daß die Wärme weiter längs der Wandstärke in die Wandung des
Sammelrohres eindringt. Hierauf ordnet man den Stempel b gegenüber dem Loch z an
und bringt das ganze wiegearti@ge, den Stempel tragende Lagerglied f in die Arbeitsstellung,
indem man die Schrauben j1, j2 anzieht, die .dabei die Stützplatten il, i2 gegen
die innere Oberfläche des Rohres andrücken. Wie ersichtlich, ist bei dem nun folgenden
Stanzvorgang fast die gesamte innere Oberfläche des Rohres a durch die Auflagersohleh
einerseits und die Stützplatten il, i2 andererseits abgestützt, die die auftretenden
Kräfte auf die ganze innere Oberfläche des Rohres verteilen.
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Man erhitzt hiernach den Bereich, in dem der Anschlußstutzen hergestellt
werden soll, und die Tragvorrichtung für die Außenmatrize c wird durch Verschiebung
auf den Schienen y an die gewünschte Stelle gebracht. Hierauf -legt man die Matrize
mittels der doppeltwirkenden Kolben ml, m2 an das Rohr a an. Die Rückwirkung dieser
Anpreßbewegung bewirkt ein Anheben des halbkreisförmigen Umfassungsbügels u und
drückt auch ,diesen gegen die äußere Oberfläche des Rohres a an, das dann fest zwischen
dem Umfassungsbügel und der Matrize eingespannt ist; die Einspannkraft erfaßt einen
großen Teil der äußeren Rohroberfläche. Nunmehr wird die Arbeitsbewegung des Stempels
b (in Fig. -i nach oben) ausgelöst und hierdurch der Anschlußstu.tz@en an der gewünschten
Stelle hergestellt. Wenn die Matrize c, wie es in der Zeichnung dargestellt ist,
ziemlich stark ist, so ist es zu empfehlen, daß das Querschnittsprofil der Bohrung
dieser Matrize sich in der gezeichneten Weise derart erweitert, daß das verdrängte
Metall nach Durchlaufen der Einschnürung cl der Bohrung nicht zwischen Stempel und
Matrize eingepreßt bleibt, wo es durch die Berührung mit der Matrize gekühlt wird;
denn durch diese Einpressung im Bereich der Einschnürung cl könnte das Metall einen
übermäßigen Arbeitswiderstand hervorrufen, während es vermöge der Erweiterung der
Bohrung gegebenenfalls nach der Seite hin ausweichen kann. Dabei gibt lediglich
der verengte Teil cl der in der Matrize c vorgesehenen erweiterten Bohrung der äußeren
Oberfläche des Anschlußstutzens das genaue Außenmaß für seinen Außendurchmesser.
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Vermöge der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird das Rohr a, das gewissermaßen
als Träger zur Unterstützung des Gesamtgerätes dient, während jedes Stanzvorganges
kräftig festgehalten, und zwar einerseits von innen durch die Auflagersohle
h des wiegeartigen Lagergliedes f und, die Stützplatten il, i2 und
andererseits durch den Umfassungsibügel u und die Matrize c, so daß das Rohr bei
dem Arbeitsgang keine Verformung erfährt.