DD267216A1

DD267216A1 - Vorrichtung zum maschinellen aufbringen von dichtelementen auf rohr

Info

Publication number: DD267216A1
Application number: DD31140487A
Authority: DD
Inventors: Heinrich Eckermann
Original assignee: Waelzlager Normteile Veb
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-04-26
Also published as: GB2214116A; GB8827958D0; DE3838553A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Aufbringen von Dichtelementen auf Rohr, wobei die Dichtelemente unterschiedliche Formen aufweisen und vorzugsweise aus Schneidringen bestehen. Die Erfindung kann in allen Industriebetrieben angewendet werden, in denen in groesserem Umfang Hydraulik- und Pneumatikrohre bei hohen Anforderungen an Dichtheit und dynamischer Belastbarkeit zum Einsatz kommen, welche eine maschinelle Montage erfordern. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass das Montageelement waehrend der Krafteinwirkung mit dem oder den einschneidenden Teilen des Schneidringes bzw. Dichtelementes in Wirkverbindung steht bei gleichzeitiger Radialbewegung des Schneidringes bzw. Dichtelementes. Das Montageelement besteht aus einer Druckrolle, einem Meisterkegel, einer Formrolle oder dergleichen. Der nach der Montage entstandene Rohrsitz entspricht dem einer standardisierten Rohrverschraubung unter Beibehaltung der Lage des Schneidringes bzw. Dichtelementes, wobei das Montageelement analog den Verschraubungselementen (Stutzen, Ueberwurfmutter) mit entsprechenden konischen Flaechen versehen ist. Die kreisringfoermige Stirnflaeche eines in das Rohrende eingefuehrten Rohrfuehrungsstutzens bildet die Begrenzung fuer den Rohrsitz, welcher in Abhaengigkeit von der Flanschhoehe des Rohrfuehrungsstueckes einstellbar ist. Fig. 1

Description

Titel dor Erfindung

Vorrlohtung zum maschinellen Aufbringen von Dioht· elementen auf Ro hi¹

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maaohinellen Aufbringen von Diohtelementen auf Rohr. Die Erfindung kann in allen Industriebetrieben angewendet werden, in denen in größerem Umfang Hydraulik- und Pneumatikrohre bei hohen Anforderungen an Diohthelt und dynamisoher Belastbarkeit zum Einsatz kommen, weiohe eine masohinello Montage erfordern·

Charakteristik des bekannten Standes der Teohnik

Es ist bekannt, Sohneidringe in Rohre manuell einzusohneiden* Dabei wird der Sohneidring mittels einer überwurfmutter, die auf das Gewinde eines Stutzens aufgeschraubt wird, axial soweit bewegt, bis der Sohneidring mit seiner am vorderen Ende befindlichen Föhneidkante am Stutzenke^el gleitend ins Rohr eingeschnitten ist·

Der Naohteil besteht darin, daß dieser Vorgang sehr kraft- und zeitaufwendig ist und die Gleichförmigkeit der Ergebnisse in der Serienfertigung nioht garantiert werden kann· Da weiterhin bei dieser Methode nur der Verdrehwinkel der Überwurfmutter mit 540° fest vorgegeben ist, kann es, je naoh Toleranzlage der Einzelteile der Verbindung, zu untersohiedliohen Einsohnittqualitäton kommen. Außerdem ist die Lage der Diohtstelle (Einsohnittstelle) im Stutzenkegel geometrinoh nioht genau definierbar.

Es ist weiterhin bekannt, Sohneidringe mit einer hydraulisoh betätigten Einrichtung auf Rohre aufzubringen (DE-AS 1957 565)· Diese besitzt ein kegliges Preßstüok und auswechselbare Matrizeneinsätze, die in Verbindung mit einem einstellbaren Druokbegrenzungsventil axial arbeiten. Der Naohteil besteht darin, daß die Einsohnittqualität bei dieser Methode stark abhängig ist von den herstellungsbedingten, untersohiedliohen Festigkßitseigensohaften des Rohr- und Sohneidringwerkstoffes. Da diese nioht berüoksiohtigt werden, kann es zu Fehlmontagen kommen. Außerdem muß für jede Rohrabmessung eine bestimmte Kraft eingestellt werden. Für diese Kräfte können die Werte nur in Form von Kraftbereiohen angegeben werden, was duroh die obengenannten Schwankungen der Werkstoffeigenschaften bedingt ist»

Die geometrisohe Lage der Diohtstelle (Einschnittstelle) ist auoh bei dieser Anlage n.'.oht genau definiert, da auch hier die Toleranzen der Verbindungsteile, die sich in ihrer Wirkung ungünstig summieren können, entscheidend sind (z. B. Toleranz des Rohraußendurohmessers, der Rohrsitζtiefe, des Stutzenwinkels, der Sohneidkantendioke des Sohneidringes).

Von Naohteil ist weiter, daß sum Betreiben der Anlage teure Hydraulikeinriohtungen erfordorlioh sind· Eine weitere bekannte hydraulisch betätigte Einrichtung zum Aufbringen von Sohneidringen auf Rohre (DD-PS 142 012) arbeitet bei unterschiedlichen Rohrdurohmessern mit einer konstanten Preßkraft♦

Der Weg, den der Sohneidring beim Einsohneidvorgang da« bei axial zurüoklegt, wird r.aoh Erreiohen eines erfor·· derliohen Abstandamaßes mittels Druckplatten begrenzt. Der Naohteil besteht darin, daß trotz Minimierung der Einflüsse der Werkstoffeigenschaften von Rohr und Sohneidring die geometrisohe Lage der Einschnittstelle nioht genau definiert ist·

Die genannten Einrichtungen haben weiterhin den Naohteil, daß nur Sohneidringe auf Rohre aufgebracht werden können· Es ist nioht möglioh, Diohtelemente anderer Gestalt auf Rohre aufzubringen oder Diohtelemente sowohl an der vorderen Seite (Sohneidkantenseite) als auoh an der hinteren Seite (Schulter) gleichzeitig ins Rohr einzuschneiden· Dieser Saohvorhalt der· zusätzlichen Rohrhalterung an der Sohulter ist ein Entwicklungstrend und gewinnt zunehmend an Bedeutung, da damit oino Entlastung der Diohtstelle, eine Herabsetzung der Sohwingungsempfindliohkeit bei dynamischen Belastungen und damit eine Erhöhung der Lebensdauer verbunden ist. Bekannte Diohtelemente sind wegen der axialen Bewegung beim Einsohneidvorgang zweigeteilt oder besitzen im Sohulterbereioh Ausnehmungen, die das Eindrüoken ins Rohr bewirken. Die Eindrüoke sind mit Rohreinsohnürungen verbunden, deren Lage vor der Montage nicht genau definiert werden kann.

Andere bekannte Diohtelemente (Kellringe) werden bei dor Montage axial bewegt, wobei Diohtelement und Rohr gleiohzeitig unter Zurüoklegung eines azialen Wegabsohnittes in den Rohrsitz gepreßt werden. Der Naohteil besteht darin, daß auch das Rohr bewegt wird, was für viele Anwendungsfälle nioht zulässig ist»

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Sohaffung einer Vorrichtung zum maschinellen Aufbringen von Diohtelementen auf Rohr, die den Kraftaufwand für die Montage des Dlohtelementes erheblioh herabsetzt und welche es ermöglioht, die Einsohnittqualität des Diohtelementes an der Dlohtstelle durch weitgehende Ausschaltung der bei axialer Montage für eine diohte, hoohbelastbare Rohrverbindung ungünstigen Einflüsse (insb. Durohmessertoleranz, Unrundheit, Oberfläohenqualltät, Festigkeit, Härte der Rohre) zu erhöhen sowie bei Serienfertigung eine hohe Gleichmäßigkeit der Einsohnittqualität zu erreichen»

Darlegung dos Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu sohaffen, mit der ein Diohtelement beliebiger Form einschließlich Schneidring radial auf das Rohr ausgebracht wird, wobei die Lage der Di.ohtotelle und des Dlohtelementes geometrisch genau definierbar und diese Gestaltung mit hoher Genauigkeit, erhöhter Funktionssioherheit und dynamischer Belastbarkeit beliebig wiederholbar ist, ferner zur Verbesserung der Rohrhalterung das Diohtelement außer an der Sohneidkantenseite auch an der Sohulterseite einschneidet·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe daduroh gelöst, daß daa Montageelement während der Kräftein'wirkung mit dem oder den einschneidenden Teilen des Sohneidringes bzw. Dichtelementes in Wirkverbindung steht bei gleichzeitiger Radialbewegung des Sohneidringes bzw. Dichtelementes. Das Montageelement besteht aus einer Druckrolle, einem Meisterkegel, einer Formrolle oder dergleichen. Der naoh der Montage entstandene Rohrsitz entspricht dem einer standardioierten Rohrverschraubung, unter Beibehaltung der Lage ies Sohneidringes bzw. Diohtelementes, wobei das Montageelement analog d.en Versohraubungselementen (Stutzen, Überwurfmutter) mit entsprechenden konisohen Fläohen versehen ist. Die kreisringförmige Stirnfläche eines in das Rohrende eingeführten Rohrführungsstutzens bildet die Begrenzung für den Rohrsitz, weloher in Abhängigkeit von der Plansohhöhe des Rohrführungsstutzens einstellbar ist.

Das Rohrführungsstüok nimmt einen Rollenträger auf, der mit einer unabhängig von diesem bewegbaren Exzentersoheibe in Verbindung steht· Auf dem Rollenträger sind üiber eine einstellbare Rollenführung eine oder mehrere Druokrollen drehbar und radial verschiebbar angeordnet, die gleichzeitig über einen Zapfen in einer exzentrisohen einstellbaren Nut der Exzentersoheibe zugeordnet sind. Rohrmitte und Mitte der Exzentersoheibe sind um den Einsohnittweg versetzt.

AuafUhrungsbe!spiel

DIo Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigern

Figur 1 - eine Vorrichtung zur automatischen radialen Montage eines Sohneidringes (Sohneidring im eingeschnittenen Zustand)

Figur 2 - die Vorrichtung im Schnitt naoh der

Linie A - A in Fig. 1 Figur 3 - eine weitere Ausführungeform der Vorrioh-

tung zur Montage eines Sohneidringes Figur 4 - eine Ausführungsform der Vorriohtung und vor und nach der Montage eines Figur 5 Diohtelementes

Die Vorriohtung gemäß Figur 1 besteht im wesentlichen aus einer Druokrolle 1, die sioh drehbar auf einem Zapfen 2, der in einer einstellbaren RollenfUhrung 3 gelagert ist, befindet» Die Rollenführung 3 1st am Umfang eineo drehbar angeordneten Rollenträgers 4 angeordnet· Der Rollenträger 4 nimmt eine Exzentersoheibe 5 auf, deren Mitte zur Mitte eines Rohres 6 um den Binsohnlttweg a versetzt ist (Fig. 2). In die Exzentersoheibe 5 ist eine einstellbare Nut 7 eingebracht _t die um den Betrag a exzentrisch angeordnet und in weloher der Zapfen 2 gelagert ist (Fig. 1, 2). Auf dem Rohr 6 befindet sioh zwisohen einem geteilten Distanzstüok 8 imd einem Abstandswinkel 9 in Wirkungsriohtung der Druokrolle 1 ein Sohneidring 10. Zur genannten Baugruppe der aus den genannten Elementen bestehenden Vorriohtung gehört ein r.ohrführungsstUok 11 mit einem dem Rohrabsohluß entsprechend gestalteten Aufnahmezapfen 15 mit einer kreisringförmigen Stirnfläche und einer zylindrischen Umfangsfläohe 13, die -einer zylindrischer Umfangsfläohe 14 der Druokrolle 1 gegenübersteht. Der Rollenträger 4 ''fira von dem Aufnahme zapfen 15 des Rohrführungas.tutzens 11 aufgenommen. Die Wirkungsweise der Sohneidringmontage 1st folgendet Während der urnlaufenden Bewegung des Rollenträgers 4 wird der Zapfen 2 bei gleichzeitiger Drehung der Exzentersoheibe 5 unabhängig von der unterschiedlichen Drehzahl des Rollenträgers 4 um den Betrag a radial bewegt.

Dabei wird die erf order Hohe Kraft P auf die Druokrolle 1 Ubertragen_f welohe auf die Sohneidkante des Sohneidringes 10 wirkt. Die Druokrolle 1 rollt' mit ihrem kegelförmigen Teil 15 auf dem Umfang des einzuschneidenden Sohneidringee 10 ab und drüokt die Sohneidkante in das Rohr 6. Duroh die drehbare Anordnung der Druokrolle 1 werden die Reibungskräfte beim Abrollen auf dem Umfang des Sohneidringes 10 gering gehalten. Die zum Einsohneiden deo Sohneidringes 10 erforderliohe Kraft F ist für alle Abmessungen konstant und so bemessen, daß die größten Sohneidringe eingeschnitten werden können. Das RohrfUhrungsstüok 11 verhindert ein Einschnüren des Rohres 6 β Die Drehbewegungen von Rollenträger 4 und Exentersoheibe 5 werden duroh eine nioht dargestellte Krafterzeugungseinrlohtung erzeugt. Der Einsohneidvorgang beginnt mit einer Relativbewegung (Drehbewegung) de.r Exzentersoheibe 5 gegenüber dem Rollenträger 4 und endet, naohdem uje Exentersoheibe 5 eine halbe Umdrehung mehr zurüokgelegt hat als der Rollenträger 4·

Figur 3 zeigt variantengemäß einen Sohneidring 10, der sioh gegen das geteilte Distanzstüok 8 abstutzt· Beim Einsohneidvorgang wird der Sohheidring 10 in das Rohr 6 eingeschnitten, indem ein Meisterkegel 17 soweit axial gegen den Sohneidring 10 gedrüokt wird, bis er an der Wegbegrenzung 18, die nioht näher dargestellt wurde, anliegt. Der Sohneldring 10 gleitet dabei an der Konusfläohe 19 des Meisterkegels 17 radial in Riohtung Rohrmitte und dringt dabei in das Rohr 6 ein. Rohr 6 und Sohneldring 10 verändern dabei ihre Lage zueinander nioht. Dio Vorteile bestehen außer wie bei Figur I, 2 in einer Vereinfachung der Vorrichtung.

Figur 4 und Figur 5 zeigen Ausführungsformon zur Montage eines Diohtelementes 20, das in der Ausgangsform eine zylinderförmlge Gestalt hat (Fig. 4).

Für das Aufbringen dieses Diohtelementes 20 wird eivie Formrolle 21 radial soweit bewegt, bis das Diohtelement 20 zweiseitigim Rohr 6 eingeschnitten iat«

Die Korken 22, 2.3 der Formwelle 21 entsprechen dabei den geometrisohen Formen, die das Diohtelement 20 für den späteren Einbau in eine Rohrverschraubung benötigt, und zwar entspricht der Konus 22 dem des Einsohraubstutzens und der Konus 23 dem der Überwurfmutter· Analog betrifft dies auch die Verhältnisse bei der Montage des Schneidringes gemäß Fig. 1 bis 3»

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß duroh das radiale Aufbringen des Diohtelementes auf das Rohr die ungünstig wirkenden Einflüsse wie Durohmesaertoleranzen, Unrundhöit, Oberfläohenqualität, Festigkeit, Härte der zu verbindenden Teile weitgehend ausgaaohaltet werden· Die Lage der Diohtotelle und des Diohtelementes sind geometrisoh genau definiert. Das gewährleistet bei Serienfertigung eine höhere Gleichförmigkeit der Einsohnittqualität, von der Diohtheit und dynamisohe Druokbelastbarkeit in hohem Maße abhängen. Da bei radialem Einsohneiden des Diohtelementes keine axiale Bewegung der zu verbindenden Teile erforderlioh ist, sind auoh die hierfür erforderlichen entsprechend längeren Qewindeüberdeokungen nicht mehr notwendig, was eine Materialeinsparung bei neuer Dimensionierung bedeutet. Weiter wird die Einsohnittqualität bei dünnwandigen Rohren erhöht, da eine Rohreinsohnürung vermieden wird» Ferner wird der erforderliohe Kraftaufwand duroh das radiale Einschneiden stark herabgesetzt wegen des punkt- bzw. linienförmigen Kraftangriffs der Druckrolle 1 am Umfang des Diohtelementes·

Die zur Wiederholbarkeit der beim Einschnitt erforderlichen Präzision und die hierzu notwendige Kompaktkeit wird daduroh erreicht, daß alle Teile des Systems auf einem gemeinsamen Grundkörper 24 angeordnet sind. Da das Rohr in der Vorrichtung fest arretiert is«· und nioht beim Einsohneidvorgang bewegt wird, können auoh abgewinkelte Rohre verwendet worden. Die Vorrichtung kann duroh Auswechseln der geteilton Distanzstüoke und des Abstandswinkels, mit denen die Lage des Diohtele·· mentes auf dem Rohr festgelegt wird, weiterhin duroh Wechsel des zur Sioherung des Abstandsmaßes b erforderliohon Rohrführungsstüokes 11 und des Exzentersoheibe 5 auf andere Rohrabmessungen umgestellt werden. Außerdem können die Diohtelemente duroh Verwendung unterschiedlicher Rohrführungsstüoke 11 in sehr geringe Wandstärken eingeschnitten werden, ohne das Rohr einzuschnüren, woduroh eine höhere Qualität der Diohtstelle erreioht wird.

Claims

- 10-Patentansprüohe

1· Vorriol tung zum masohinellen Aufbringen von Dichtolemonten auf Rohr mit unterschiedlichen Durohmessern, mit der ein System von Bauteilen derart auf das Diohtelement einwirkt, daß die konischen Fläohen des montierten Diohtelementes mit denen der Verspannelemente der Rohrverschraubung übereinstimmen, daduroh gekennzeichnet, daß das Montageelement, bestehend aus einer Druckrolle (1), einem Meisterkegel (17)» einer Formrolle (21) oder dergleichen, während der Kräfteinwirkung mit der oder den einschneidenden Teilen des Sohneidringes (10) bzw. Diohtelementes (20) derart in Wirlo-*·" bindung steht bei gleichzeitiger Radialbewegung des ohneid· ringes (10Jbzw. des Diohtelementes (2!O), derart, daß unter Beibehaltung der Lage des Sohneiclringee {10) bzw. Diohte3.ementes (20) der naoh der Montage entstandene Rohrsitz dem einer standardisierten Rohrverschraubung entspricht, wobei das Montageelement analog den Versohraubungselementen (Stutzen, überwurfmutter) mit konisohen Fläohen versehen ist und die kreisringförmige Stirnfläche eines in das Rohrende eingeführten RohrfUhrungsstUckes (11) die Begrenzung für den Rohrsitz bildet und in Abhängigkeit von der Flansohhöhe des Rohr·· führungsstüokes (11) der Rohreitz einstellbar ist·

2, Vorrichtung naoh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß das Rohrfühvungsstüok (11) einen Rollenträger (4) aufnimmt, der mit einer unabhängig von diesem bewegbaren Exzentersoheibe (5) in Verbindung steht und auf welohem über eine einstellbare RollenfUhrung (3) ein oder mehrere Druokrollen (1) drehbar und radial verschiebbar angeordnet sind, die gleichzeitig über einen Zapfen (2) in einer exzentrisohon einstellbaren Nut (7) der Exzentersoheibe (5) zugeordnet sind, wobei Rohrmitte und Mitte der Exzentersoheibe (5) um den Einsohnittweg (a) versetzt sind.

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