Vorrichtung zum Abdichten der Enden eines Hohlprofiles beim Innenhochdruckumformen

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten der Enden eines Hohlprofils (R) beim Innenhochdruckumformen, wobei eine Öffnung eines Hohlkörpers mittels eines Dichtkörpers (DK) verschlossen wird, der gegen die Innenwand des Hohlprofils verspannbar ist. Erfindungsgemäß ist dass das Ende des Hohlprofils (R) zwischen dem Dichtkörper (DK) und einem Klemmeinsatz (KE) angeordnet und weist der Klemmeinsatz (KE) ein oder mehrere Nuten zur Bildung von Klemmsicken auf, welche durch Druckeinwirkung über Dichtkörpers (DK) geformt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten der Enden eines Hohlprofiles beim Innenhochdruckumformen nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

[0002] Nach DE 199 09 927 A1 ist eine Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen eines Hohlkörpers bekannt, wobei eine Öffnung eines Hohlkörpers mittels eines elastischen Dichtkörpers verschlossen wird. Der Dichtkörper wird dabei über einen Druckkörper mit dem wirkenden Innendruck beaufschlagt. Zusätzlich wirkt auf den Druckkörper ein krafterzeugendes Element in Form einer Feder welche über eine Zugstange die Anpresskraft zwischen Druck- und Dichtkörper weiter erhöht, wodurch der den Druckkörper gegen den Dichtkörper verspannt wird. Die Anlagefläche zwischen Dichtund Druckkörper ist dabei keilförmig ausgebildet.

[0003] Nachteil dieser Lösung ist, dass die Klemmung Hohlprofils nur durch einen möglichst hohe Reibungskräfte erfolgt, wodurch bei sehr hohen Zugkräften auf das Hohlprofil dessen Ende aus der Vorrichtung zum Abdichten gezogen werden kann.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abdichten der Enden eines Hohlprofiles zu entwickeln, mit welchem auch bei hohen axialen Zugspannungen die Haltbarkeit und Dichtheit der Verbindung gewährleistet ist.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0006] Die Vorrichtung zum Abdichten der Enden eines Hohlprofils beim Innenhochdruckumformen weist einen Dichtkörper auf mit welchem die Öffnung eines Hohlkörpers verschlossen wird. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Ende des Hohlprofils und dem Dichtkörper einem Klemmeinsatz angeordnet, wobei der Klemmeinsatz eine oder mehrere Nuten aufweist, in welche die Rohrwandung über den Dichtkörper unter Druckeinwirkung einformbar ist. Der Klemmeinsatz ist axial in mindestens zwei Teile geteilt und sitzt in einem Gehäuse, wobei das Gehäuse von dem Klemmeinsatz entfernbar ist. Die Teile des Klemmeinsatzes sind nach dem Entfernen des Gehäuses vom Dichtkörper lösbar.

[0007] In der ersten Ausführung ist der Dichtkörper elastisch ausgeführt und die Nuten werden durch eine elastische Verformung des Dichtkörpers ausgeformt. Hierzu wird der Dichtkörper, welcher über eine Druckscheibe und eine Zugstange mit einer Kolben/Zylindereinheit verbunden ist, elastisch verformt, wodurch die Klemmsicke ausgebildet und das Rohr geklemmt wird.

[0008] Das Gehäuse und die Kolben/Zylindereinheit sind lösbar miteinender verbunden und bilden eine Baugruppe, wodurch der Klemmeinsatz einfach entnommen werden kann.

[0009] In einer zweiten Ausführung ist der Dichtkörper starr ausgeführt und die Nuten im Klemmeinsatz werden mittels hydraulischen oder pneumatischen Drucks ausgeformt. Hierzu weist der Dichtkörper mindestens eine Ringnut auf, welche am Nutgrund Bohrungen in radialer Richtung aufweist. Des weiteren weist Dichtkörper mindestens eine Bohrung in Längsrichtung auf. Der Dichtkörper ist auf der dem Rohr abgewandten Stirnseite mit dem Gehäuse verbunden, wodurch dieser von der Rohr/Klemmeinsatz Einheit getrennt werden kann.

[0010] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen und eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0011] Es zeigen:

Fig.1:

Dichteinheit mit elastischem Dichtkörper

Fig.2:

Dichteinheit mit starrem Dichtkörper

[0012] Fig. 1 zeigt die Dichteinheit bestehend aus elastischem Dichtkörper DK, Gehäuse GE, Zylinder/Kolbeneinheit ZK, Mutter M, Zugstab ZS, Druckscheibe DS, Klemmeinsatz KE mit einer umlaufenden Nut N im Mittenbereich und Rohr R. Fig.2 zeigt die Dichteinheit bestehend aus starren Dichtkörper DK, welcher eine Ringnut RN, mindestens eine radiale Bohrung BR und eine in diese mündende axiale Bohrung BA, sowie eine Längsbohrung (Durchgangsbohrung) LB aufweist. Eine Klemmeinheit KE weist eine umlaufende Nut N im Mittenbereich auf. Beidseitig ist die Nut über Dichtungen D abgedichtet. Zwischen dem Dichtkörper DK und dem Klemmeinsatz KE sitzt das Ende des Rohres R.

Der Prozessablauf ist der folgende:

[0013] Um das umzuformende Rohr R gegen die Umgebung abzudichten, wird an den Rohrenden ein zweigeteilter Klemmeinsatz KE befestigt. Die Einheit Rohr R/Klemmeinsatz KE wird so dann in das Gehäuse GE des Dichtadapters eingeführt, wobei die Klemmung und somit Abdichtung des Rohrs R, durch die Ausprägung der Nuten N im Klemmeinsatz KE und somit die Ausbildung von Klemmsicken erfolgt. Im ersten Ausführungsbeispiel, weist der Dichtadapter einen Dichtkörper DK auf, welcher elastisch verformbar ist (Fig.1). Der Dichtkörper DK ist mittels einer Druckplatte DS, welche über eine Zugstange ZS mit einer Zylinder/Kolben ZK verbunden ist elastisch verformbar. Durch eine durch die Zylinder/Kolben ZK aufzubringende Axialkraft wird Dichtkörper DK in seiner Länge verkürzt, womit der radiale Umfang im Dichtkörpermittenbereich zunimmt und die umlaufende Nut N im Klemmeinsatz KE und somit eine Klemmsicke ausgeformt werden kann.

[0014] In einer zweiten Art der Ausführung ist der Dichtkörper DK starr ausgeführt (Fig.2) und mit dem Gehäuse GE stirnseitig fest verbunden. Der Dichtkörper DK weist eine Ringnut RN auf, bei welcher sich am Nutgrund eine Bohrung oder Bohrungen in radialer Richtung RB befinden, welche mit einer axialen Bohrung BA in Verbindung stehen und die zu Zuführung von Druckmedium in die Nut N dienen. Über eine Längsbohrung/Durchgangsbohrung LB wird das Druckmittel in das Rohr R geleitet. Um das Rohr R an seinem Ende zu Klemmen und abzudichten, wird der Klemmeinsatz KE, welcher auf der Rohrzugewandten Seite eine umlaufende Nut N für eine Klemmsicke aufweist, an den Rohrenden des Rohres R befestigt und radial vorgespannt und so dann in das Gehäuse GE eingeführt. Durch die Zufuhr von Hydraulikmedium durch die radiale Bohrung RB und die axiale Bohrung BA wird die Klemmsicke über die Ringnut RN ausgeformt und Rohr in seiner Position geklemmt. Dadurch können größere axiale Zugspannungen auf das Rohr übertragen werden, z.B. bei einem Vorbiegen des Rohres, ohne dass das Röhr aus der Vorrichtung zum Abdichten der Enden eines Hohlprofiles gezogen wird.
Über die Durchgangsbohrung/Längsbohrung LB wird das Druckmittel zum Innenhochdruckumformen in das Rohr geleitet. Die Abdichtung des Druckraums erfolgt über die Dichtungen D (Fig.2).

[0015] Am Prozessende wird bei beiden Ausführungen das Gehäuse GE durch axialen Zug vom Umformgut entfernt, wodurch der zweigeteilte Klemmeinsatz KE vom Rohr R entfernt werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Abdichten der Enden eines Hohlprofils beim Innenhochdruckumformen, wobei eine Öffnung eines Hohlkörpers mittels eines Dichtkörpers verschlossen wird, der gegen die Innenwand des Hohlprofils verspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Hohlprofils zwischen dem Dichtkörper und einem Klemmeinsatz angeordnet ist, und dass der Klemmeinsatz ein oder mehrere Nuten zur Bildung von Klemmsicken aufweist, welche durch Druckeinwirkung über Dichtkörpers geformt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmeinsatz axial in mindestens zwei Teile geteilt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmeinsatz in einem Gehäuse sitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse von dem Klemmeinsatz entfernbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile des Klemmeinsatzes nach dem Entfernen des Gehäuses vom Dichtkörper lösbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper elastisch ausgeführt ist und die Klemmsicken durch eine elastische Verformung des Dichtkörpers ausgebildet werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zugstab und eine damit verbundene Druckscheibe mittels einer Kolben/Zylindereinheit mit gegen den elastischen Dichtkörper verspannbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse und die Kolben/Zylindereinheit eine Baugruppe bilden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper starr ausgeführt ist und die Klemmsicken mittels hydraulischen oder pneumatischen Drucks ausgeformt werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper mindestens ein Ringnut aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Nutgrund Bohrungen in radialer Richtung aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper mindestens eine Bohrung in Längsrichtung aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper auf der dem Rohr abgewandten Stirnseite mit dem Gehäuse verbunden ist.

Zeichnung