Presswerkzeug

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Preßwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Zur Herstellung von Sicken an Rohren finden oft Druckwerkzeuge Verwendung, bei denen die Sicke durch Rollieren erzeugt wird. Hierbei ist im Inneren des Rohrs eine erste Rolle angeordnet, welche eine der Innenform der Sicke entsprechende Erhöhung aufweist. In Höhe dieser Erhöhung ist an der Außenseite des Rohres eine weitere Rolle vorgesehen, die eine der Außenform der Sicke entsprechende Vertiefung aufweist. Mindestens eine dieser Rollen ist angetrieben und nimmt auf diese Weise durch Reibung das Rohr und ggf. die jeweils andere Rolle mit. Diese Art der Sickenherstellung bereitet keine Schwierigkeiten, so lange das Material des Rohrs gut verformbar ist. Handelt es sich jedoch bei dem Material des Rohrs um ein schwer verformbares Material, wie beispielsweise Edelstahl, bereitet diese Sickenherstellung große Schwierigkeiten. Oft ist es erforderlich, das Rohr im Bereich der Sicke zu erhitzen, um eine größere Verformbarkeit zu erhalten.

[0003] Ein anderes bekanntes Verfahren zum Herstellen einer Außensicke an einem Rohr verwendet ein Preßwerkzeug. Ein derartiges Preßwerkzeug ist Gegenstand des DE-GM 91 02 285 desselben Anmelders und in Figur 4 dieser Anmeldung dargestellt. Dieses Preßwerkzeug weist eine teilbare zylindrische Außenform 1 auf, die mit einer umlaufenden sickenartigen Vertiefung 2 versehen ist. Innerhalb dieser Außenform 1 befinden sich acht Preßkörper 5, welche kreissegmentartig ausgebildet sind und jeweils in Höhe der Vertiefung 2 eine der Innenform der Sicke 3 entsprechende Erhebung 6 aufweisen. Bei den Preßkörpern 5 handelt es sich um Zylindersegmente, deren zylindrischer Teil auf einem Radius liegt, der dem Innenradius des zu bearbeitenden Rohres 4 entspricht. In dem Preßwerkzeug ist mittig eine Stange 8 angeordnet, welche an ihrem Ende einen Stützkörper 10 lagert, der mittels einer Mutter 11 auf einen Gewindebolzen 9 am Ende der Stange 8 gesichert ist. Innenseitig weisen die Preßkörper 5 schräg verlaufende Flächen 15 auf, welche sich zu einem achteckigen Hohlkegelstumpf ergänzen. Auf der Stange 8 ist ein axial verschiebbarer 16 Dorn angeordnet, der acht Schrägflächen 17 aufweist, welche die gleiche Neigung haben, wie die Schrägflächen 15 der Preßkörper 5.

[0004] Um ein Rohr 4 mit einer Sicke 3 zu versehen, wird dieses Rohr 4 in die Außenform 1 eingesetzt und der Dorn 16 in den Bereich der Preßkörper 5 bewegt, wodurch die Preßkörper 5 radial nach außen gespreizt werden. Hierbei wird am Rohr 4 die Außensicke 3 angeformt. Daraufhin wird der Dorn 16 zurückgezogen, die Preßkörper 5 ziehen sich unter Druck einer umlaufenden Wendelfeder 18 zusammen und geben das Rohr 4 frei, welches dann nach Öffnen der Außenform 1 abgezogen werden kann.

[0005] Das beschriebene Preßwerkzeug eignet sich gut für kurze Rohrstücke mit großem Innendurchmesser. Sie ist jedoch sowohl für lange Rohre als auch für Rohre mit kleinem Durchmesser und relativ dicker Wandung ungeeignet. Für lange Rohre eignet sie sich nicht, weil der Stützkörper 10 sich an einem Vorsprung der Außenform 1 abstützt, welche über den Zuführspalt für das Rohr reicht. Dadurch kann nur ein kurzes Rohrstück in das Preßwerkzeug gebracht werden, ein längeres Rohr kann nicht über das Preßwerkzeug hinausstehen. Für Rohre mit geringem Innendurchmesser eignet sich das Preßwerkzeug ebenfalls nicht, weil der Dorn 16 infolge der Durchführung der Stange 8, eine zentrale Längsbohrung aufweisen muß. Um den hohen Drücken standzuhalten, darf die verbleibende Manteldicke des Dorns, insbesondere im Bereich seiner Spitze, nicht zu gering werden. Der Mantel des Dorns 16 muß vielmehr überall mindestens so dick sein, daß er auch bei hoher Druckbelastung nicht verbogen wird und die in ihm geführte Stange 8 berührt. Da der Dorn sich innerhalb des zu bearbeitenden Rohrs befindet, ergibt sich daraus eine untere Schranke für dessen Innendurchmesser.

[0006] Ausgehend vom Stand der Technik nach der DE-GM 91 02 285 stellt sich daher die Aufgabe, das Preßwerkzeug so weiterzubilden, daß es sowohl für lange Rohre als auch für dickwandige Rohre mit geringem Innendurchmesser geeignet ist.

[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

[0008] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und im Vergleich zum Stand der Technik näher erläutert. Darin bezeichnen gleiche Bezugszahlen einander entsprechende Teile. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Preßwerkzeugs mit einem Rohr;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Figur 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A - B in Figur 2;

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Preßwerkzeugs nach dem oben beschriebenen Stand der Technik.

[0009] Das Preßwerkzeug 30 weist eine teilbare zylindrische Außenform 1 auf, die mit einer umlaufenden sickenartigen Vertiefung 2 versehen ist, deren Form der Außenform einer Außensicke 3 entspricht, welche an einem kreiszylindrischen Rohr 4 anzuformen ist. Diese Außenform 1 stützt sich am Gestell des Preßwerkzeugs 30 ab. Der Innendurchmesser des zylindrischen Bereichs der Außenform 1 entspricht dem Außendurchmesser des Rohrs 4.

[0010] Innerhalb der Außenform 1 sind, was am besten aus Figur 3 ersichtlich ist, acht kreissegmentartig ausgebildete Preßkörper 5 angeordnet, welche jeweils in Höhe der Vertiefung 2 eine der Innenform der Sicke 3 entsprechende Erhebung 6 aufweisen. Bei den Preßkörpern 5 handelt es sich um Zylindersegmente, deren Außenradius dem Innenradius des Rohres 4 entspricht. Innenseitig weisen die Preßkörper 5 Schrägflächen 15 auf, wobei sich die Schrägflächen 15 sämtlicher Preßkörper 5 zu einem achteckigen Hohlkegelstumpf ergänzen. Die Preßkörper 5 sind an mindestens einer Stelle von einer Wendelfeder 18 umschlungen, welche in Nuten auf der äußeren Oberfläche der Preßkörper 5 angeordnet ist. An der der Basis des durch die Schrägflächen 15 der Preßkörper 5 gebildeteten Hohlkegelstumpfs zugewandten Seite weisen die Preßkörper 5 radial nach außen stehende Vorsprünge 31 auf, welche in unmittelbarem Kontakt mit einem umlaufenden Stützkörper 32 der Außenform 1 stehen.

[0011] An der der Basis des durch die Schrägflächen 15 gebildeten Hohlkegelstumpfes zugewandten Seite befindet sich ein Dorn 16, welcher mit Hilfe einer Verschiebeeinheit 33 in den Hohlkegelstumpf einführbar ist. Der Dorn 16 weist acht Außenflächen 17 auf, welche in Eingriff mit den Schrägflächen 15 der Preßkörper 5 kommen und zur Horizontalen jeweils den gleichen Winkel wie diese aufweisen.

[0012] Das Preßwerkzeug 30 arbeitet wie folgt:
Befindet sich der Dorn 16 in seiner Stellung außerhalb des Bereichs der Preßkörper 5, wie es im rechten Teil der Figur 1 dargestellt ist, dann liegen jeweils zwei benachbarte Preßkörper 5 infolge der Wirkung der Wendelfeder 18 mit ihren Radialflächen 20 aneinander an, sind also radial in Richtung der Achse 13 zusammengeschoben. In dieser Stellung liegen die Außenkanten der Erhebungen 6 innerhalb eines Kreises, dessen Durchmesser etwas geringer ist als der Innendurchmesser des zu bearbeitenden Rohrs 4. Die Preßkörper 5 und die Außenform 1 bilden einen nach links offenen Einführspalt für das Rohr 4. Das Rohr 4 kann also von links in die Außenform 1 eingesetzt und über die acht Preßkörper 5 geschoben werden. Zweckmäßigerweise ist die Länge der Preßkörper 5 so bemessen, daß das Rohr 4 bis zum Anschlag an die Vorsprünge 31 geschoben werden kann, um später die Sicke 3 an der gewünschten Stelle zu erhalten.

[0013] Nachdem das Rohr 4 eingeschoben wurde, wird der Dorn 16 von der Verschiebeeinheit 33 in den Bereich des durch die Preßkörper 5 gebildeten Hohlkegelstumpfs gefahren. Dabei kommt jeweils eine Außenfläche des Dorns 16 in flächigen Kontakt mit der Schrägfläche 15 des entsprechenden Preßkörpers 5. Durch die Keilwirkung werden die Preßkörper 5 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 18 radial nach außen gespreizt. Durch die achtflächige Gestaltung des Dorns 16 und dessen Wechselwirkung mit den Schrägflächen 15 der Preßkörper 5 werden die Preßkörper 5 hierbei radial nach außen zwangsgeführt. Die Erhebungen 6 der Preßkörper 5 greifen in die Vertiefungen 2 der Außenform 1 ein, wodurch am sich dazwischen befindenden Rohr 4 die Außensicke 3 angeformt wird.

[0014] Der beim Einfahren des Dorns 16 bei den Preßkörpern 5 entstehende Axialdruck wird über die Vorsprünge 31 und den Stützkörper 32 auf die gestellfeste Außenform 1 übertragen. Durch diese Art der Abstützung ergibt sich im Vergleich zum Stand der Technik nach Figur 4 der Vorteil, daß der Dorn 16 nicht hohl ausgebildet werden muß, wodurch sich auch eine Apparatur für geringe Rohrinnendurchmesser bauen läßt.

[0015] Obwohl die Preßkörper 5 durch den achteckigen Dorn 16 radial zwangsgeführt sind, kann zwischen den Vorsprüngen 31 und dem Stützkörper 32 der Außenform 1 eine zusätzliche radiale Führung in Form von Nuten und Federn vorgesehen sein.

[0016] Da im auseinandergespreizten Zustand der Preßkörper 5 zwischen den einzelnen Preßkörpern 5 Lücken 21 bestehen, was am besten aus Figur 3 ersichtlich ist, wird der Dorn 16 nach einem ersten Bearbeitungsschritt aus den Preßkörpern 5 gefahren, das Rohr 4 um einen kleinen Winkel gedreht und sodann der Dorn 16 von neuem in die Preßkörper 5 gefahren. Es entsteht somit eine muldenfreie Sicke 3. Alternativ hierzu kann anstelle des Rohrs 4 auch die Preßkörperanordnung, z.B. über die Radialführung 31, 32 gedreht werden, wobei dann jedoch der Dorn 16 entsprechend mitzudrehen ist.

[0017] In einer alternativen Ausführungsform kann der Dorn kreiskegelförmig ausgebildet sein, also keine einzelnen Außenflächen 17 aufweisen. In diesem Fall müssen auch die Innenseiten der Preßkörper 5 der Form des Dorns angepaßt, also konkav ausgebildet sein. Die Anordnung weist zwar den Nachteil auf, daß die Preßkörper 5 vom Dorn 16 nicht mehr zwangsgeführt sind, jedoch muß bei der vorerwähnten Drehung der Preßkörper vor einem zweiten Bearbeitungsschritt der Dorn wegen der herrschenden Zylindersymmetrie nicht mehr mitgedreht werden.

[0018] Die Außenform 1 kann zweigeteilt ausgeführt sein. Mindestens je ein Ende ist entweder fest mit der Maschine verbunden oder stützt sich in Stoßrichtung des Dorns 16 gegen deren Gestell ab, beispielsweise über die äußere Ringschulter 23.

Ansprüche

1. Preßwerkzeug (30) zum Herstellen einer umlaufenden Außensicke (3) bei einem Rohr (4), wobei das Preßwerkzeug eine gestellfeste, teilbare Außenform (1) mit einer umlaufenden Vertiefung (2) aufweist, deren Tiefe mindestens gleich der Höhe der Sicke (3) ist, innerhalb dieser Außenform (1) mehrere segmentartige Preßkörper (5) angeordnet sind, die in Höhe der Vertiefung (2) jeweils eine der Innenform der Sicke (3) entsprechende Erhebung (6) und innenseitig je eine Schrägfläche (15) aufweisen, wobei die Schrägflächen (15) sich zu einem Hohlkegelstumpf ergänzen und die Preßkörper (5) von einer Grundstellung, in welcher die Erhebungen (6) innerhalb eines Kreises liegen, dessen Durchmesser höchstens gleich dem Innendurchmesser des Rohres (4) ist, mit Hilfe eines kegelförmigen, axial verschiebbaren Dorns (16) in eine Wirkstellung verschiebbar sind, wobei der Dorn (16) beim Einfahren in den Hohlkegelstumpf die Preßkörper (5) gegen die Außenform (1) spreizt, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkörper (5) am Einfahrende des Hohlkegelstumpfs radial nach außen stehende Vorsprünge (31) aufweisen, welche sich axial an der Außenform (1) abstützen und radial verschiebbar geführt sind und die dem Einfahrende gegenüberliegenden Seiten der Preßkörper (5) zusammen mit der Außenform (1) einen ringförmigen Einführspalt für das Rohr (4) bilden.

2. Preßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Vertiefung (2) eine der Außenform der Sicke (3) entsprechende Form aufweist.

3. Preßwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenform (1) zylindrisch ausgebildet ist und einen dem Außendurchmesser des Rohres (4) im wesentlichen gleichen Innendurchmesser aufweist.

4. Preßwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkörper (5) Zylindersegmente sind, deren Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des Rohres (4) entspricht.

5. Preßwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (16) massiv ausgebildet ist.

6. Preßwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen (15) der Preßkörper (5) ebene Flächen sind und der kegelförmige Dorn (16) diesen Flächen (15) entsprechende Flächen (17) aufweist.

7. Preßwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenform (1) zweigeteilt ausgebildet ist.

8. Preßwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkörper (5) von mindestens einer Feder (18) umgeben sind, die die Preßkörper (5) in ihre Grundstellung drückt.

9. Preßwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vorsprünge (31) der Preßkörper (5) über einen Stützkörper (32) an der Außenform (1) abstützen.

10. Preßwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (32) radial verlaufende Führungsnuten/Federn aufweist, in welche Federn/Nuten der Vorsprünge (31) der Preßkörper (5) zum Zwecke einer radialen Führung eingreifen.

11. Preßwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkörper (5) über die Nuten- und Federn-Anordnung durch Drehen des Stützkörpers (32) nach einem ersten und vor einem zweiten Bearbeitungsschritt um einen Winkel drehbar sind, dessen Wert etwa 180° dividiert durch die Anzahl der Preßkörper (5) beträgt.

12. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen vorhanden sind, mit denen das Rohr (4) nach einem ersten und vor einem zweiten Bearbeitungsschritt um einen Winkel drehbar ist, dessen Wert etwa 180° dividiert durch die Anzahl der Preßkörper (5) beträgt.

13. Preßwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (16) auf einer Führung des Gestells gelagert und mit Hilfe einer Verschiebeeinheit (33) in den Hohlkegelstumpf einführbar ist.

Claims

1. A press tool (30) for producing an outer bead (3) running round a pipe (4), where the press tool exhibits a divided outer mould (1) which is fixed to the frame and has a circumferential depression (2) the depth of which is at least equal to the height of the bead (3), a number of segmental press bodies (5) being arranged inside this outer mould (1), which exhibit respectively at the level of the depression (2) an elevation (6) corresponding with the inner shape of the bead (3) and on the inside an oblique face (15), the oblique faces (15) forming together a hollow truncated cone and the press bodies (5) being able to be shifted by means of an axially shiftable conical mandrel (16) from a starting position in which the elevations (6) lie inside a circle the diameter of which is at most equal to the inner diameter of the pipe (4), into an active position in which the mandrel (16) in running into the hollow truncated cone spreads the press bodies (5) against the outer mould (1). characterized in that the press bodies (5) at that end of the hollow truncated cone at which the mandrel is run in exhibit projections (31) radially outwards, which bear axially against the outer mould (1) and are guided to be able to shift radially, the sides of the press bodies (5) opposite the end at which the mandrel is run in forming together with the outer mould (1) an annular gap for introducing the pipe (4).

2. A press tool as in Claim 1, characterized in that the circumferential depression (2) exhibits a shape corresponding with the outer shape of the bead (3).

3. A press tool as in Claim 1 or 2, characterized in that the outer mould (1) is made cylindrical and exhibits an inner diameter essentially equal to the outer diameter of the pipe (4).

4. A press tool as in one of the preceding Claims, characterized in that the press bodies (5) are segments of a cylinder the outer diameter of which corresponds essentially with the inner diameter of the pipe (4).

5. A press tool as in one of the preceding Claims, characterized in that the mandrel (16) is made solid.

6. A press tool as in one of the preceding Claims, characterized in that the oblique faces (15) on the press bodies (5) are plane faces and the conical mandrel (16) exhibits faces (17) corresponding with these faces (15).

7. A press tool as in one of the preceding Claims, characterized in that the outer mould (1) is made in two parts.

8. A press tool as in one of the preceding Claims, characterized in that the press bodies (5) are surrounded by at least one spring (18) which forces the press bodies (5) into their starting position.

9. A press tool as in one of the preceding Claims, characterized in that the projections (31) from the press bodies (5) bear via a supporting body (32) against the outer mould (1).

10. A press tool as in Claim 9, characterized in that the supporting body (32) exhibits guide grooves/tongues running radially, in which tongues/grooves on the projections (31) from the press bodies (5) engage for the purpose of radial guidance.

11. A press tool as in Claim 10, characterized in that via the tongue-and-groove arrangement, by turning the supporting body (32) the press bodies (5) after a first and before a second step of machining may be turned through an angle the value of which amounts to about 180° divided by the number of press bodies (5).

12. A press tool as in one of the Claims 1 to 10, characterized in that mechanisms are available by which after a first and before a second step of machining the pipe (4) may he turned through an angle the value of which amounts to about 180° divided by the number of press bodies (5).

13. A press tool as in one of the preceding Claims, characterized in that the mandrel (16) is supported from the frame on a guide and may be introduced into the hollow truncated cone by means of a displacement unit (33).

Revendications

1. Outil de matriçage (30) pour la réalisation d'une moulure (3) extérieure périphérique sur un tube (4), lequel outil présente un moule extérieur (1) divisible, intégré au bâti et comportant une gorge périphérique (2) dont la profondeur est au moins égale à la hauteur de la moulure (3), tandis que plusieurs corps de matriçage (5), du genre segments, sont disposés à l'intérieur dudit moule extérieur (1) et présentent, au niveau de la gorge (2), respectivement, une surélévation (6) correspondant à la forme intérieure de la moulure (3) et sur leur côté intérieur une face oblique (15), lesdites faces obliques (15) se complétant pour former un tronc de cône creux, et les corps de matriçage (5) étant déplaçables entre une position de base dans laquelle les surélévations (6) se situent à l'intérieur d'un cercle dont le diamètre est au maximum égal au diamètre intérieur du tube (4) et une position active, ce déplacement s'effectuant à l'aide d'un mandrin (16) cunéiforme et axialement déplaçable, ledit mandrin (16) écartant les corps de matriçage (5) contre le moule extérieur (1) lors de l'introduction dans le tronc de cône creux, caractérisé en ce que les corps de matriçage (5) présentent, à l'extrémité de l'introduction du tronc de cône creux, des projections (31) faisant saillie radialement vers l'extérieur, lesquelles s'appuient axialement sur le moule extérieur (1) et sont radialement déplaçables, et en ce que les côtés du corps de matriçage (5), opposés à l'extrémité d'introduction, constituent, en association avec le moule extérieur (1), une fente d'introduction de forme annulaire pour le tube (4).

2. Outil de matriçage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge périphérique (2) présente une forme qui correspond au moule extérieur de la moulure (3).

3. Outil de matriçage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moule extérieur (1) est de forme cylindrique et présente un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du tube (4).

4. Outil de matriçage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les corps de matriçage (5) sont des segments cylindriques dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre intérieur du tube (4).

5. Outil de matriçage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mandrin (16) est réalisé en une seule pièce.

6. Outil de matriçage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces obliques (15) des corps de matriçage (5) sont des faces planes, et que le mandrin cunéiforme (16) présente les faces (17) qui correspondent aux faces (15).

7. Outil de matriçage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moule extérieur est réalisé en deux parties.

8. Outil de matriçage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les corps de matriçage (5) sont entourés par au moins un ressort (18) dont la pression maintient lesdits corps (5) dans leur position de base.

9. Outil de matriçage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les projections (31) des corps de matriçage (5) s'appuient sur le moule extérieur (1) par l'intermédiaire d'un appui (32).

10. Outil de matriçage selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'appui (32) présente des gorges de guidage et ressorts s'étendant radialement, dans lesquels pénètrent les projections (31) des corps de matricage (5), afin d'assurer un guidage radial.

11. Outil de matricage selon la revendication 10, caractérisé en ce que, à l'aide du dispositif de rainures et ressorts, par la rotation de l'appui (32), les corps de matriçage (5) puissent tourner, après une première phase d'usinage et avant une deuxième phase d'usinage, d'un angle dont la valeur est sensiblement égale à 180° divisé par le nombre desdits corps (5).

12. Outil de matriçage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par la présence de dispositifs à l'aide desquels le tube (4) peut être tourné après une première phase opérationnelle et avant une deuxième phase opérationnelle d'un angle dont la valeur est sensiblement égale à 180 °C divisé par le nombre desdits corps (5).

13. Outil de matriçage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mandrin (16) est monté sur un guidage du bâti et peut être introduit dans le tronc de cône creux, à l'aide d'un poussoir (33).

Zeichnung