[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aushalsen
von Blechrohren an einem vorzugsweise ovalen seitlichen Ausschnitt mittels eines
Aufnahmedorns für das Rohr sowie einer auf den Ausschnitt aufgesetzten Aushalsmatritze,
durch die ein Aushalskegel gezogen wird.
[0002] Wenn an Blechrohre, die verhältnismäßig dünnwandig sind ein seitlich abgehendes weiteres
Rohr angeschlossen werden soll, besteht die Schwierigkeit darin, in das eine Rohr
an das das andere Rohr angeschlossen werden soll ein Öffnungsloch zu schneiden, das
der Durchdringung der beiden zylindrischen Körper entspricht und das andere Rohr an
seinem Ende derart abzuschneiden, daß die Durchdringungskurve entsteht. Das stumpfe
Aufschweißen oder Löten der so vorbereiteten Rohre ist mit erheblichen Schwierigkeiten
verbunden, erfordert außerordentliche handwerkliche Geschicklichkeit und ist auch
sehr zeitaufwendig. Man ist deshalb dazu übergegangen die Blechrohre, an denen ein
weiteres Rohr angeschlossen werden soll, mit einer Aushalsung zu versehen. Dazu wird
das erste Rohr mit einem vorzugsweise ovalen seitlichen Ausschnitt versehen und das
Rohr auf einen Aufnahmedorn geschoben, in dem ein Aushalskegel in einem entsprechenden
Hohlraum lose angeordnet ist. Der Ausschnitt des Rohres wird mit dem Kegel zentriert
und sodann wird auf das Rohr, ebenfalls zentriert eine Aushalsmatritze aufgesetzt
und in eine zentrisches Gewindeloch des Aushalskegels wird eine Gewindestange eingeschraubt.
Diese ist mit der Kolbenstange eines Hydraulikzylinders verbunden, der auf der Aushalsmatritze
gelagert ist. Mittels des Hydraulikzylinders wird sodann der Aushalskegel aus dem
Rohr herausgezogen und verformt dabei die Umgebung des ovalen Ausschnittes unter
Anlage an die Aushalsmatritze, so daß eine Aushalsung des Blechrohres entsteht. Nach
Abbau der Aushalsvorrichtung, Abschrauben des Aushalskegels und Abziehen des Rohres
von dem Aufnahmedorn kann dann an die so hergestellte Aushalsung des Rohres, gegebenenfalls
unter Begradigung der Kante der Aushalsung das zweite Rohr, das Anschlußrohr, angeschweißt
oder angelötet werden, wie an einen rohrförmigen Flansch oder einen Rohrstoß.
[0003] Dieses bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung zum Aushalsen von Rohren erfordert
einen nicht unbedeutenden Zeitaufwand und es hat sich in der Praxis ergeben, daß
die derart ausgehalsten Rohre, insbesondere dann wenn der Durchmesser des Rohres und
der Durchmesser der Aushalsung annähernd gleich groß sind, im Bereich der Aushalsung
Verformungen und Verbeulungen aufweisen, die nicht nur un schön aussehen, sondern
auch bei der Weiterverarbeitung des Rohres und beim späteren Einsatz nachteilig sind.
[0004] Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt diese Nachteile beim bisher bekannten
Aushalsen von Rohren zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das Aushalsen
von Rohren weitgehend selbstätig mit sehr gringem Zeitaufwand durchgeführt werden
kann, wobei sichergestellt wird, daß eine ungewollte Verformung und Ausbeulung der
Rohre während des Aushalsens vermieden wird.
[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein gattungsgemäßes Verfahren dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr in einem weiten Bereich um den Ausschnitt herum vollflächig auf den Aufnahmedorn
aufliegt, der seinerseits halbseitig bis zum größten, quer zur Aushalsung liegenden
Durchmesser auf etwa seiner gesamten Länge von einer Halbschale übergriffen wird,
in der die Aushalsmatritze ausgebildet ist. Eine Vorrichtung nach der Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Aufnahmedornes etwa dem 3-fachen Durchmesser
der Aushalsung entspricht und derart ausgebildet ist, daß das Rohr außerhalb der Aushalsungsöffnung
mit seiner gesamten Innenfläche an dem Aufnahmedorn anliegt und die Aushalsmatritze
von etwa gleicher Länge des Aufnahmedorns als Stützschale diesen und das aufgesteckte
Rohr bis zum quer zur Aushalsung liegenden Dorndurchmesser umgreift und der Aushalskegel
mit einem zentralen Durchgangsloch versehen ist zur Aufnahme des freien Endes der
Kolbenstange des Hydraulikzylinders, das mittels federnd vorstehender Radialklinken
an den Aushalskegel anzukuppeln ist.
[0006] Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Aufnahmedorn am größten Querdurchmesser
der Ausnehmung für den Aushalskegel einander gegenüberliegende Auflager für diesen
Kegel auf. Vorteilhaft ist der Aufnahmedorn rohrförmig ausgebildet und weist eine
Ausnehmung in der Form der Durch dringung der Aushalsung mit dem Rohr auf, die an
den einander gegenüberliegenden tiefsten Stellen mit ebenen Auflageflächen für den
Aushalskegel versehen ist.
[0007] An den freien Enden der Kolbenstange können an mindestens zwei radial einander gegenüberliegenden
Stellen federbelastete Klinken angeordnet sein, deren Schwenklager dem Ende der Kolbenstange
benachbart sind. Es können auch in dem Durchgangsloch des Aushalskegels an seinem
weiten Ende mindestens zwei radial einander gegenüberliegende federbelastete Klinken
angeordnet sein, deren Schwenklager dem weiten Ende des Kegels entgegengesetzt liegen.
[0008] Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist der Aufnahmedorn
mit einer Durchgangsöffnung versehen, die der Ausnehmung für den Aushalskegel gleichachsig
gegenüber liegt und, ebenfalls gleichachsig, der Kolbenstange gegenüberliegend, ein
an einer Stange vorschiebbarer Auslösetopf vorgesehen ist, der mit seinem äußeren
Rand die federbelasteten Klinken an der Kolbenstange oder dem Aushalskegel zurückdrückt,
den letzteren aufnimmt und in seine Ausgangslage in der Ausnehmung zurückführt.
[0009] Nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung nach der Erfindung ist es möglich ein
auch aus verhältnismäßig sehr dünnem Blech bestehendes Rohr, das bereits an anderer
Stelle mit einem seitlichen ovalen Ausschnitt versehen ist, auf den rohrartigen Aufnahmedorn
schieben und nach Ausrichtung des Ausschnittes in dem Rohr zum Aushalskegel die Vorrichtung
in Tätigkeit zu setzen, die sodann die Aushalsmatritze mit der umgebenden Halbschale
absenkt und das Rohr gegen den Dorn weitflächig aufpreßt. Sodann senkt sich die in
der Maschine bereits auf den Aushalskegel und die Aushalsmatritze ausgerichtete Kolbenstange
ab und kuppelt sich selbstätig an den Aushalskegel an, der daraufhin sogleich durch
die Aushalsmatritze unter Ausformung der Aushalsung an dem Rohr herausgezogen wird.
Nach selbstätigem Abheben der Aushalsmatritze mit ihrer halben Rohrschale ist das
ausgehalste Rohr freigegeben und kann von dem Dorn abgezogen werden, woraufhin der
Auslösetopf durch den Dorn hindurch hochgeschoben wird, um die Klinken die den Aushalskegel
mit der Kolbenstange verbinden auszulösen, den Aushalskegel aufzunehmen und wieder
zurück auf seine Auflage in dem Aufnahmedorn zu fahren. Sodann kann sogleich ein neues
Arbeitsspiel beginnen.
[0010] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die
Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 ein Rohr mit einem ovalen Ausschnitt,
Fig. 2 ein Rohr mit Aushalsung bzw. angeformten Kragen,
Fig. 3 eine perspektivische schematische Übersicht über die wesentlichen Formwerkzeuge,
Fig. 4 einen Querschnitt der Vorrichtung in der Ausgangsstellung,
Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten der Vorrichtung entsprechend Fig.
4,
Fig. 6 einen Querschnitt der Vorrichtung nach Beendigung des Aushalsvorgangs,
Fig. 7 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 6,
Fig. 8 einen Querschnitt der Vorrichtung beim Rückholen des Aushalskegels,
Fig. 9 bis 13 die Erläuterung der Auslösung und Rückholung des Aushalskegels.
[0011] Entsprechend Fig. 1 wird in einem Rohr 1 seitlich ein Langloch 2 mit ovalem oder
flach-ovalem Grundriß eingeschnitten oder eingestanzt. Nach Fig. 2 ist an der Stelle
dieses Loches 2 eine Aushalsung 3 an dem Rohr 1 angeformt, die in Form eines Kragens
oder Flansches zum Ansetzen und Anschweißen oder Anlöten eines weiteren Rohres dient.
Diese Aushalsung 3 kann rechtwinklig zur Achse des Rohres 1 verlaufen, sie kann jedoch
auch in einem Winkel geneigt ausgebildet sein, wenn das anzuschließende Rohr in einem
solchen Winkel ableiten soll.
[0012] Die Vorrichtung entsprechend der Fig. 3 bestehtim wesentlichen aus einem gestellfesten
Aufnahmedorn 4, der vorteilhaft in Form eines Rohres aus starkem Material ausgebildet
ist. Der Aufnahmedorn 4 hat etwa die 3-fache Länge des Durchmessers der Aushalsung
3 in dem Rohr, das hier durch die dünne Linie 1 angedeutet ist. In der Mitte des Aufnahmedorns
4 ist eine weite Öffnung 5 vorgesehen, deren Begrenzung 6 der Durchdringung der zu
erzeugenden Aushalsung mit dem Rohr 1 entspricht. Zentrisch zu dieser Öffnung 5 ist
auf der gegenüberliegenden Seite des Aufnahmedorns 4 eine kleine, ebenfalls runde
Öffnung 7 in dem Aufnahmedorn angeordnet. Auf den Aufnahmedorn 4 ist eine Halbschale
8 aufgesetzt, von etwa der gleichen Länge des Aufnahmedorns. Diese Halbschale 8 umgibt
den Aufnahmedorn 4 unter Berücksichtigung der Blechstärke des Rohres 1 auf seiner
gesamten oberen Hälfte bis zum größten Durchmesser des Aufnahmedorn, der quer zur
Aushalsung liegt. In der Mitte der Halbschale 8 ist die Aushalsmatritze 9 fest angeordnet,
deren innere Öffnung 10 dem Ausschnitt 5 in dem Aufnahmedorn entspricht und an die
Begrenzung 6 dieser Aufnahmeöffnung 5 mit einer abgerundeten Kante anschließt. Der
als Aushalsmatritze 9 bezeichnete Aufsatz auf der Halbschale 8 ist hier lediglich
zur Verdeutlichung in erheblicher Höhe wiedergegeben, er kann auch fehlen, wenn die
Materialstärke der Halbschale 8 ausreichend ist, um beim Ziehen der Aushalsung eine
ausreichende Führung des Blechs sicher zu stellen.
[0013] Eine derartige Ausführung ist in der Fig. 4 und den folgenden wiedergegeben. In
diesen Figuren wird die Vorrichtung weiter beschrieben und auch sogleich ihre Funktion
erläutert. Nach Fig. 4 und 5 ist auf den Aufnahmedorn 4 das mit dem seitlichen Ausschnitt
2 versehene Rohr 1 aufgeschoben. In die obere Öffnung 5 des Rohres ist der Aushalskegel
11 derart eingesetzt, daß er auf einander gegenüberliegende Seiten auf dort ausgebildeten
ebenen Flächen 9 an der Begrenzung 6 der Öffnung 5 sicher aufliegt. Der Aushalskegel
11 ist mit einem zentrischen Durchgangsloch 13 versehen. Das auf den Aufnahmedorn
4 aufgeschobene Rohr 1 wird gegenüber dem Aushalskegel 11 mit seinem Ausschnitt 2
zentrisch ausgerichtet. Dazu kann an dem Aufnahmedorn ein Anschlag angeordnet sein,
der die Aufschiebelänge des Rohres 1 begrenzt und weiterhin an dem Rohr eine Markierung
angebracht sein, die mit einer entsprechenden Markierung an dem Aufnahmedorn bzw.
dem Anschlag beim Aufschieben auszurichten ist.
[0014] Die Halbschale 8 ist oberhalb des Dorns 4 an einem senkrecht verschieblichen Schlitten
14 gehalten, über dem auch der Hydraulikzylinder 15 angeordnet ist, dessen Kolbenstange
16 nach unten ragt und gegenüber dem Durchgangsloch 13 des Aushalskegels 11 zentrisch
ausgerichtet ist. Am Ende der Kolbenstange 16 sind einander radial gegenüberstehend
zwei federbelastete Klinken 17 angeordnet, deren Schwenkpunkt unmittelbar benachbart
zur Endfläche der Kolbenstangen liegt. Es ist erkennbar, daß diese Klinken 17 aufgrund
ihrer Federbelastung ähnlich wie Widerhaken am Ende der Kolbenstange beginnen, schräg
aus dieser herausragen. Der Durchmesser der Kolbenstange 16 entspricht dem Durchmesser
des Durchgangslochs 13 in dem Aushaltskegel.
[0015] Nach den Fig. 6 und 7 ist der Schlitten 14 abgesenkt und damit die Halbschale 8 auf
den Dorn 4 gedrückt unter Zwischenlage des auf den Dorn aufgeschobenen Rohres 1. Die
Kolbenstange 16 wurde bereits abgesenkt und hat sich, wie das später noch im einzelnen
erläutert wird, nach dem Eintauch in das Durchgangsloch des Aushalskegels 11 an diesen
ankuppelt. Sodann ist die Kolbenstange von ihrem Zylinder wieder nach oben gezogen
und hat dabei den Aushalskegel 11 unter Aushalsen des Rohres 1 nach oben gezogen.
Die Aushalsung 3 ist insbesondere in Fig. 6 gut erkennbar. Es ist weiterhin erkennbar,
daß während des gesamten Aushalsvorgangs das Blech des Rohres auf seiner gesamten
Innenfläche an dem Dorn 4 anliegt und in seiner oberen Hälfte von der Halbschale 8
gegen den Dorn 4 festgehalten wird,so daß eine ungewollte Verformung oder Ausbeulung
nicht auftreten kann. Lediglich die für die Aushalsung zu verformenden Bereiche des
Rohres 1 liegen frei und können von dem Aushalskegel gegen den Begrenzungsausschnitt
18 bzw. 10 entsprechend der Fig. 3 angedrückt werden, so daß auch hier eine eindeutige
Verformung und Führung erfolgt.
[0016] Nach Beendigung des Aushalsvorganges wird die Halbschale mit dem Schlitten wieder
nach oben fahren und das ausgehalste Rohr 1 kann von dem Dorn 4 abgezogen werden.
Sodann wird ein unterhalb des Aufnahmedorn 4 koaxial angeordneter Auslösetopf 19
an einer Stange 20 hochgefahren,durch die nun freigegebene Öffnung 7 in dem Aufnahmedorn,bis
er gegen das untere Ende der Kolbenstange 16 anliegt. Die Anordnung ist so getroffen,
daß dabei das Ende der Kolbenstange 16 passend in einen Hohlraum 21 des Auslösetopfes
19 eingeführt wird, wobei die Klinken 17 in der Kolbenstange gegen ihre Federbelastung
zurückgedrückt werden. Dadurch wird der Aushalskegel 11 freigegeben, so daß er von
der Kolbenstange 16 herabrutschen kann und auf dem oberen Rand des Auslösetopfes
19 aufliegt. Dazu ist zweckmäßig in dem Aushalskegel 11, das Ende der Kolbenstange
umgebend eine Kreisnute einge nommen, in die sich der obere Rand des Auslösetopfes
19 formschlüssig einsetzen kann. Der derart von der Kolbenstange 16 gelöste Aushalskegel
wird dann von dem Auslösetopf 19 nach unten geführt, bis er sich wieder auf die ebenen
Flächen 9, die die Öffnung 5 des Aufnahmedorns 4 begrenzen aufsetzt und dort liegen
bleibt, während der Auslösetopf wieder in seine Anfangsstellung entsprechend Fig.
5 und vorhergehende zurückgezogen wird. Damit ist das weitgehend selbstätig ablaufende
Arbeitsspiel beendet und ein nächstes kann beginnen.
[0017] Anhand der Figuren 9 bis 13 wird ein Arbeitsspiel des Aushalskegels erläutert. In
Fig. 9 ist dargestellt, daß die Kolbenstange 16 das zentrische Durchgangsloch 13 des
Aushalskegels 11 durchdrungen hat. Nach dem Austreten des Endes der Kolbenstange sind
die Klinken 17, die beim Durchschieben der Kolbenstange durch das Durchgangsloch 13
eingedrückt waren, unter Wirkung ihrer Federn aus der Kolbenstange herausgedrückt
und haben sich wie Widerhaken gegen die Unterseite des Aushalskegels 11 gelegt. Damit
war die Kolbenstange 16 mit dem Aushalskegel 11 fest verbunden oder verkuppelt. Um
diese Kupplung nach Beenden des Aushalsvorganges unwirksam zu machen, wird von unten
her in Richtung des Pfeiles A mittels der Stange 20 der Auslösetopf 19 nach oben geschoben.
Der Auslösetopf 19 schiebt sich unter Aufnahme des aus dem Aushalskegel 11 herausragenden
Endes der Kolbenstange 16 über diese und drückt dabei die Klinken 17 gegen die Wirkung
ihrer Federn in die Kolbenstange 16 zurück. Dieser Zustand ist in Fig. 10 erreicht.
Damit ist die Kupplung zwischen Kolbenstange 16 und Aushalskegel 11 aufgehoben und
der Aushalskegel 11 kann sich auf die Oberkante des Auslösetopfes 19 aufsetzen und
von der Kolbenstange 16 abgleiten.
[0018] Ensprechend der Fig. 11 wird der Auslösetopf in Richtung des Pfeiles B nach unten
gezogen, der Aushalskegel liegt dabei auf seiner Oberkante auf, zweckmäßig formschlüssig
verbunden mit einer Ringnut die auf der Unterseite des Kegels das Durchgangsloch 13
umgibt und den gleichen Außendurchmesser wie der Auslösetopf hat.
[0019] In dem Aufnahmedorn 4 legt sich der Aushalskegel 11 auf die beiden einander gegenüberliegenden
Auflageebenen 9 auf und ist damit wieder in seiner Ausgangsstellung zurückgebracht,
entsprechend der Fig. 12. Der Auslösetopf 19 wird in Richtung des Pfeiles weiter nach
unten gezogen, aus dem Aufnahmedorn 4 heraus, entsprechend Fig. 13, bis er wieder
seine Ausgangsstellung erreicht hat.
1. Verfahren zum Aushalsen von Blechrohren an einem vorzugsweise ovalen seitlichen
Ausschnitt mittels eines Aufnahmedornes für das Rohr sowie einer auf den Ausschnitt
aufgesetzten Aushalsmatritze durch die ein Aushalskegel gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechrohr (1) im weiten Bereich um den Ausschnitt vollflächig auf dem Aufnahmedorn
(4) aufliegt, der seinerseits halbseitig bis zum größten, quer zur Aushalsung liegenden
Durchmesser auf etwa seiner gesamten Länge von einer Halbschale (8) übergriffen wird,
in der die Aushalsmatritze ausgebildet ist.
2. Vorrichtung zum Aushalsen von Blechrohren an einem vorzugsweise ovalen seitlichen
Ausschnitt unter Benutzung eines Aufnahmedornes für das Rohr und einer äußeren Aushalsmatritze
sowie einem Aushalsungskegel, der mittels eines Hydraulikkolbens auf dem Rohr durch
dessen Ausschnitt und die Aushals-Matritze herausgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Aufnahmedornes (4) etwa den dreifachen Durchmesser der Aushalsung
(3) entspricht und derart ausgebildet ist, daß das Rohr (1) außerhalb der Aushalsungsöffnung
mit seiner gesamten Innenfläche an dem Aufnahmedorn (4) anliegt und die Aushalsmatritze
(8) von etwa gleicher Länge des Aufnahmedornes als Stützschale diesen und das aufgesteckte
Rohr bis zum quer zur Aushalsung liegenden Dorndurchmesser umgreift und der Aushalskegel
11 mit einem zentralen Durchgangsloch 13 versehen ist, zur Aufnahme des freien Endes
der Kolbenstange (16) des Hydraulikzylinders (15), das mittels federnd vorstehender
Radialklinken (17) an den Aushalskegel (11) anzukuppeln ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmedorn (4) am größten Querdurchmesser der Ausnehmung (5) für den Aushalskegel
(11) einander gegenüberliegende Auflager 12 für diesen Kegel aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmedorn (4) rohrförmig ausgebildet ist und eine Ausnehmung (5) in der
Form der Durchdringung der Aushalsung (3) mit dem Rohr (1) aufweist, die an den einander
gegenüberliegenden tiefsten Stellen mit ebenen Auflageflächen 12 für den Aushalskegel
(11) versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende der Kolbenstange (16) mindestens zwei radial einander gegenüberliegende
federbelastete Klinken (17) angeordnet sind, deren Schwenklager dem Ende der Kolbenstange
benachbart ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Durchgangsloch (10) des Aushalskegels (11) an seinem weiten Ende mindestens
zwei radial einander gegenüberliegende federbelastete Klinken angeordnet sind, deren
Schwenklager dem weiten Ende des Kegels entgegengesetzt liegt.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmedorn (4) mit einer Durchgangsöffnung (7) versehen ist, die der Ausnehmung
für den Aushalskegel gleichachsig gegen überliegt und, ebenfalls gleichachsig der
Kolbenstange (16) gegenüberliegend, ein an einer Stange (20) vorschiebbarer Auslösetopf
(19) vorgesehen ist, der mit seinem äußeren Rand die federbelasteten Klinken (17)
an der Kolbenstange oder am Aushalskegel zurückdrückt, den letzteren aufnimmt und
in seine Ausgangslage in der Ausnehmung (5) des Aufnahmedorns (4) zurückführt.