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Spundstutzen an einem Blechbehälter sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung solcher Spundstutzen
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B.Ferner bilden die sich axial erstreckenden, nicht mit Gewindegängen versehenen Abschnitte, die an den abgerundeten Ecken des Vieleckes zwischen den Gewindegangabschnitten verbleiben. Verstärkungs- rippen und Kraftübertragungsglieder, durch welche der Stutzen nicht nur verstärkt wird, sondern die auch die axialen Kräfte über den ganzen Stutzen und auf sämtliche Gewindegänge verteilen, während bei. der erwähnten bekannten Konstruktion praktisch nur der Gewindegang am Ende die gesamte axiale Last aufzunehmen hat.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Spundstutzen kennzeichnet sich dadurch, dass der Stutzen mindestens über einen Teil seiner Höhe in eine vieleckige Form mit abgerundeten Ecken bzw. Kanten geformt und hierauf in diesem Bereich das unterbrochene Schraubengewinde eingepresst wird.
Ferner sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Einpressen eines Schraubengewindes bei der Herstellung eines erfindungsgemässen Spundstutzens vor, welche mit zwei Aggregaten arbeitet, die in axialer Richtung relativ zueinander hin- und herbewegbar sind und sich dadurch kennzeichnet, dass eines der Aggregate mit einem Formring versehen ist, der eine Öffnung von der Form eines Vieleckes mit abgerundeten Ecken aufweist, wobei Abschnitte eines Innengewindes mindestens in jeweils einem Teil der Flachseiten der vieleckigen Öffnung ausgebildet sind, und dass das andere Aggregat ein mit Aussengewinde versehenes, einem Gewindebohrer ähnelndes Werkzeug umfasst, das in Sektoren unterteilt ist und ein Spreizorgan aufweist, um diese Sektoren radial nach aussen zu bewegen.
Zweckmässig ist das einem Gewindebohrer ähnelnde Werkzeug durch das freie Ende einer radial nachgiebigen bzw. federungsfähigen geschlitzten Hülse gebildet, in welcher ein Dorn mit einem konischen Ende angeordnet ist, das seinerseits mit einer entsprechenden Gegenfläche der Hülse zusammenarbeitet, um die Sektoren des Werkzeuges entgegen dem Federungsvermögen der Hülse nach aussen zu bewegen, wenn Hülse und Dom axial relativ gegeneinander bewegt werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Formring in mindestens zwei Abschnitte unterteilt, wobei sich die axiale Trennebene durch zwei einander diametral gegenüberliegende Ecken des von der Formringöffnung gebildeten Vieleckes erstreckt, und dass eine Betätigungsvorrichtung mit einer Führung vorgesehen ist, um die Abschnitte des Formringes in seiner Ebene aufeinander zu und voneinander weg zu bewegen. Gewindeformende Werkzeuge mit derartigen radial verstellbaren Sektoren sind an sich aus dem Werkzeug- und Formenbau bekannt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnungen. Fig. l zeigt im Grundriss einen Teil eines Blechbehälters mit einer in der Umfassungswand oder einer Stirnwand ausgebildeten Öffnung, die von einem erfindungsgemäss ausgebildeten Flansch bzw. Stutzen umgeben ist, welcher sich von dem Blechmaterial weg erstreckt und mit dem Material aus einem Stück besteht. Fig. 2 ist ein Querschnitt, der im wesentlichen der Linie li-il in Fig. 1 folgt. Fig. 3 ist ein in grösserem Massstabe gezeichnetes Stück eines Schnittes längs der Linie III-III in Fig. 1. Fig. 4 ist ein ebenfalls in grösserem Massstabs gezeichneter Teilschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1.
Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des ersten Schrittes der Bearbeitung des Bleches bei Herstellung eines erfindungsgemässen Spundstutzens. Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des zweiten Schrittes bei der Herstellung eineserfindungsgemässen Spundstutzens.
Gemäss den Fig. 1 - 4 besitzt der nur teilweise dargestellte Behälter eine aus Blech bestehende Wandung bzw. eine Stirnfläche 11, in der eine Öffnung, z. B. ein Spundloch 12, ausgebildet ist, die Öffnung 12 ist von einem Stutzen 13 umgeben, der durch einen konischen Abschnitt 14 mit der Behälterwandoder der Stirnwand 11 verbunden ist und sich von dem Material des Behälters weg erstreckt. Der obere vorspringende Teil 15 des Stutzens 13 ist kreisrund, wogegen der untere Abschnitt 16 achteckig ausgebildet ist. Die acht Flachseiten 17 dieses Achteckes liegen innerhalb des durch den Abschnitt 15 bestimmten Kreises ; die Ecken 18 zwischen den Flachseiten sind abgerundet.
In die Flachseiten 17 des achteckigen Stutzens 16 sind Gewindegänge 19 eingepresst, die an den Ecken bzw. Kanten des achteckigen Stutzens 16 durch die Eckabschnitte 18 unterbrochen sind.
Der Abstand zwischen der Innenfläche der abgerundeten Ecken 18 und der Mittelachse der Öffnung 12 ist im wesentlichen gleich dem Radius der Öifnung sowie gleich dem Abstand zwischen den Innenflächen der Flachseiten 17 und der Achse der Öffnung zuzüglich mindestens der Tiefe der Gewindegänge 19.
Da die Gewindegänge nur in voneinander getrennten, in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Ab-
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geren Beanspruchungen ausgesetzt, und es hat sich gezeigt, dass es möglich ist, hiebei Gewindegänge mit schärfer ausgeprägtem Profil und ausserdem grösserer Zahl von Gewindegängen herzustellen, als es unter
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im übrigen vergleichbaren Bedingungen möglich wäre, wenn der Stutzen 13 über seinen ganzen Umfang eine kreisrunde Form besässe.
Die Gefahr des Aufreissens des Materials wird erheblich herabgesetzt, und wenn tatsächlich in einem der Gewindegangabschnitte 19 ein Riss auftreten sollte, so kann sich dieser Riss
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mente, so dass der Stutzen 13 nicht nur verstärkt und versteift wird, sondern dass die axialen Kräfte gleichmässig über den ganzen Stutzen und sämtliche Gewindegänge verteilt werden.
Bei einem völlig kreisrunden Stutzen kann manGewindegänge nur durch Druck von aussen nach innen ausbilden, da das Werkzeug, das notwendigerweise in Sektoren unterteilt sein muss, am Ende des Arbeitsganges einen lückenlosen Kreis bzw. Zylinder bilden muss, was bei einem aufspreizbaren Werkzeug oder Gewindebohrer, der von innen nach aussen zur Wirkung kommt, unmöglich wäre. Bei der erfindungsgemässen Anordnung kann das Werkzeug dagegen an den Abschnitten 18 Unterbrechungen aufweisen, so dass man in diesem Falle ein aufspreizbares Gewindeherstellungswerkzeug verwenden kann, das in Sektoren unterteilt ist. Die Gewindegänge werden somit in erster Linie in denjenigen Flächen des Blechmaterials ausgebildet, an denen der Spund oder ein ähnliches Verschlussglied angreift, das in das Spundloch eingeschraubt wird.
Das in Fig. 5 in einem senkrechten Teilschnitt dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Werkzeuges zur Durchführung des ersten Arbeitsschrittes umfasst ein insgesamt mit A bezeichnetes Stanz- oder Lochstempelaggregat sowie ein insgesamt mit B bezeichnetes unteres Aggregat bzw. ein Gesenk. Das Stanzaggregat A ist relativ zu dem Gesenkaggregat B axial bewegbar ; es ist jedoch auch möglich, vorzusehen, dass sich das untere Aggregat B relativ zu dem oberen Aggregat A bewegt, oder dass sich beide Aggregate gegeneinander bewegen.
Das Stanzaggregat A umfasst einen Presskopf 20, an dem ein achteckiger Stempel 21 miL abgerundeten Kanten angebracht ist. Dieser Stempel ist an einem Klotz 22 befestigt und mit dem Presskopf 20 durch eine Schraube 23 und ein Zentrierstück 24 verbunden. Das Zentrierstück dient nicht nur dazu, den Stempel 21 an dem Presskopf 20 zu befestigen, sondern es hat auch die Aufgabe, das Blech 11 mit der darin vorgeformten Öffnung 12 in die richtige Lage gegenüber dem Gesenkaggregat B zu bringen. Der Stempel 21 ist von einem Druckring 25 umgeben, der gegenüber dem Stempel entgegen der Wirkung von in Umfangsabständen verteilten Federn 26 in axialer Richtung nachgeben kann ; die Federn 26 sind zwischen dem Presskopf 20 und dem Druckring 25 angeordnet.
Das Gesenkaggregat B umfasst einen Formring 27 mit einer Öffnung, die einen kreisrunden, dem Stanzaggregat A zugewandten kreisrunden Abschnitt 28 sowie einen vieleckigen Abschnitt 29 mit abgerundeten Kanten aufweist ; der Abschnitt 29 ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel achteckig. Gemäss Fig. 5 liegen die Flachseiten des achteckigen Abschnittes 29 innerhalb des durch den Abschnitt 28 bestimmten Kreises. Der Formring 27 wird von einer Bettplatte 30 getragen und ist von einem Stützring 31 umgeben, der durch Bolzen 32 geführt wird und durch eine Feder 33 nachgiebig unterstützt ist.
Beim Arbeitsvorgang wird das Blech 11 so zwischen das Stanzaggregat A und das Gesenkaggregat B gebracht, dass die vorgeformte Öffnung 12 annähernd gleichachsig mit den beiden Aggregaten angeordnet ist. Dann wird das Stanzaggregat A relativ zum Gesenkaggregat B bewegt. Hiebei wird das Blech 11 gegenüber dem Gesenkaggregat dadurch genau zentriert, dass das Zentrierstück 24 in die Öffnung 12 eingreift, woraufhin das Blech zwischen dem Druckring 25 und dem Stützring 31 eingespannt wird.
Nunmehr wird der etwas konische Verbindungsabschnitt 14 durch das Zusammenwirken einer konischen Fläche 25a an dem Druckring 25 und einer konischen Fläche 27a an dem Formring 27 in das Blech eingepresst ; während dieses Vorganges geben der Druckring 25 und der Stützring 31, die durch die Federn 26 bzw. 33 abgestützt werden. gegenüber den übrigen Teilen des Stanzaggregates A bzw. des Gesenkaggregates B nach.
Schliesslich setzt der Stempel 21 seinen Abwärtshub zusammen mit dem Presskopf 20 fort, so dass er zusammen mit dem Formring 27 den teilweise kreisrunden und zum andern Teil achteckigen Stutzen 13 ausbildet. Während des letzten Stadiums dieses Arbeitsganges bleibt der sich an der Bettplatte 30 abstützende Stützring 31 in seiner Lage, während die Federn 26 weiter zusammengedrückt werden und der Druckring 25 gegenüber dem Stempel 21 zurückbleibt.
Das Zentrierstück 24 kann durch einen hohlen oder massiven Stempel ersetzt werden, der eine Schneide aufweist, die mit einer Schneide an dem Gesenkaggregat zusammenarbeiten kann, um anfangs ein Loch in das bis dahin noch nicht gelochte Blech einzustanzen.
Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Ausbildungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des zweiten Arbeitsschrittes ; diese Vorrichtung umfasst ein insgesamt mit C bezeichnetes Stempelaggregat und ein ins-
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gesamt mit D bezeichnetes unteres Gesenk-oder Formaggregat. Das Stempelaggregat C ist gegenüber dem Gesenkaggregat D axial bewegbar ; es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das untere Aggregat D gegenüber dem oberen Aggregat C bewegt wird, oder dass sich beide Aggregate zueinander bewegen.
Das Stempelaggregat C ist mit einem Druckkopf 34 versehen, an dem ein Dorn 35 starr befestigt ist, der ein konisches Ende 36 aufweist. Dieser Dorn ist von einer Hülse 37 umgeben, die aus einem nach-
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erstreckenden Schlitzen 38 versehen ist. Das untere Ende der Hülse 37 ist nach Art eines Gewindebohrers ausgebildet (bei 39 angedeutet) und in mehrere Sektoren unterteilt. Die Hülse 37 ist an einem Ring 40 befestigt, der durch Bolzen 41 geführt wird und sich entgegen der Kraft einer Feder 42 axial auf den Druckkopf 34 zu bewegen lässt.
Das Gesenkaggregat D umfasst einen Formring 43 mit einer Öffnung von achteckige Form mit abgerundeten Ecken ; mindestens in Teilen der Flachseiten dieser Öffnung sind Gewindegänge 44 ausgebildet.
DerFormring 43 ist längs einer sich durch zwei einander diametral gegenüberliegende Ecken des Achtek- kes erstreckenden Ebene in zwei Hälften unterteilt, so dass sich die Ringhälften aufeinander zu und voneinander weg bewegen lassen. Diese besondere Art der Unterteilung bewirkt, dass sämtliche Seitenflächen des Formringes von Unterschneidungen frei sind.
Damit den Hälften des Formringes diese Radialbewegungen erteilt werden können, ist jede Hälfte auf einer Unterstützung 45 angeordnet, die sich durch hier nicht gezeigte Mittel heben und senken lässt, wobei jede der Unterstützungen 45 durch Bolzen 46 so geführt ist, dass die Unterstützungen zusammen mit den Formringhälften beim Abwärtshub aufeinander zu und beim Aufwartshub voneinander weg bewegt werden.
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zen in den Formring 43 hineinragt, der in diesem Zeitpunkt seine oberste Stellung einnimmt, so dass seine Hälften in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise voneinander getrennt sind. Dann werden die Unterstützungen 45 durch hier nicht gezeigte Mittel nach unten bewegt, so dass sich die beiden Hälften des Formringes 43 an den Stutzen 13 anlegen.
Hierauf wird das Stempelaggregat C nach unten bewegt, so dass die Stirnfläche der Hülse 37 an die Oberseite der Unterstützungen 45 anstösst. Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Druckkopfes 34 wird der Dom mit seinem konischen unteren Ende in das untere Ende der Hülse 37 hineingedrückt, wobei die Feder 42 zusammengedrückt wird und hinter dem Dom 35 zurückbleibt. Im Zusammenwirken mit der konischen Innenfläche des unteren Endes 39 der Hülse 37 spreizt das konische Ende 36 des Dornes das untere Ende der Hülse auf, so dass die Aussengewindeabschnitte am Ende der Hülse
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die Seitenflächen des Stutzens durch den Formring 43 abgestützt.
Nach der Beendigung dieses Vorganges und nach dem erneuten Anheben des Stempelaggregates C werden die Unterstützungen 45 gehoben, so dass
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Gewindegängen freigeben, so dass man das fertige Erzeugnis leicht entfernen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spundstutzen an einem Blechbehälter, der sich von dem Behälter weg erstreckt, mit dem Behälter aus einem Stück besteht und eine in dem Behälter vorgesehene Öffnung umgibt und mit einem eingepressten Schraubengewinde versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das eingepresste Schraubengewinde unterbrochen ist und sich höchstens über den Flachseiten des eine vieleckige Form mit abgerundeten Ecken bzw. Kanten aufweisenden Stutzens erstreckt.