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Die
Erfindung betrifft eine Aufweitlanze zur partiellen Aufweitung eines
rohrförmigen
Hohlprofiles gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Eine
gattungsgemäße Aufweitlanze
ist aus der
EP 0 374
407 B1 bekannt. Dort ist eine Aufweitlanze beschrieben,
deren Dichtungsträger
aus mehreren Teilen besteht und in dem mehrere axial voneinander
unabhängig
verlaufende Kanäle
ausgebildet sind. Von diesen Kanälen
hat der mittig verlaufende Kanal die Funktion der Druckfluidzuleitung
zu den Aufweitstellen, wobei von diesem Längskanal Radialbohrungen abzweigen.
Die Axialkanäle
münden
jeweils über
eine Radialbohrung zwischen jeweils einer Dichtungsanordnung aus.
Um den Dichtungsverschleiß zu
minimieren, der hochdruckbedingt an den die Aufweitstellen begrenzenden
Dichtringen anfällt, sind
die restlichen Axialkanäle
dazu angeordnet, über
die von ihnen abgehenden Radialbohrungen einen Gegendruck im Bereich
zwischen den Aufweitstellen aufzubauen, so dass die weichen Elastomerdichtringe
nicht in den Spalt zwischen dem Hohlprofil und der Außenseite
der hier auf dem Dichtungsträger angeordneten
Hülsen,
die die Dichtringe tragen, hinein extrudieren. Dieser Gegendruck
soll geringer sein als der Aufweitdruck. Die dabei in den Zwischenbereichen
austretende Druckflüssigkeit
erfüllt
dadurch lediglich die Gegendruckfunktion.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
198 21 807 C2 eine Aufweitlanze bekannt, die sich aus einem
Dichtungsträger
und mehreren Dichtungsanordnungen zusammensetzt, welche auf dem
Dichtungsträger aufgeschoben
und dort definiert axial fixiert sind. Die axial aufeinanderliegenden
Dichtungsanordnungen, die die Aufweitstellen am Hohlprofil begrenzen,
beinhalten jeweils ein Dichtringpaar, wobei die Dichtringe axial
voneinander beabstandet sind. Im Dichtungsträger verläuft etwa mittig ein Axialkanal,
der sich nahezu über
die gesamte Länge
des Dichtungsträgers hinweg
erstreckt. Von dem Axialkanal aus zweigen mehrere Radialbohrungen
ab, die an der Stelle der Dichtungsanordnungen am Umfang des Dichtungsträgers ausmünden. Die
von dem Axialkanal und den Radialbohrungen gebildete Druckfluidzuleitung
ist anderenends mit einer Fluidhochdruckerzeugungsanlage verbunden.
Mittels der bekannten Lanze wird das Hohlprofil an allen von den
Dichtungsanordnungen begrenzten Aufweitstellen gleichzeitig auf
geweitet. Da alle Aufweitstellen mit dem gleichen Fluiddruck beaufschlagt
werden, ist die Höhe
der Aufweitung am Hohlprofil überall
gleich. Sind jedoch nach Bedarfsfall und Verwendungszweck unterschiedlich große Aufweithöhen vorzusehen,
müssen
mehrere Aufweitlanzen zum Einsatz kommen, bei denen die axiale Lage
der Dichtungsanordnungen voneinander verschieden sind und die dann
mit einem voneinander unterschiedlich hohen Fluiddruck an den Aufweitstellen
beaufschlagt werden können.
Dies bringt zum einen einen relativ hohen apparativen Aufwand mit sich
und führt
außerdem
zum anderen bei der Ausbildung der Hohlprofile zu sehr langen Fertigungszeiten,
da das Umrüsten
auf jeweils eine andere Aufweitlanze beträchtlichen Zeitaufwand erfordert.
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Weiterhin
beschreibt die
EP 0
564 327 A1 eine zweistufige Aufweitung eines Rohres mittels
einer Aufweitlanze über
zwei voneinander getrennte Axialkanäle mit jeweils einer Radial bohrung.
Die Zweistufigkeit des Aufweitverfahrens dient dabei dazu, in der
ersten Stufe über
ein relativ kurzen Bereich des Rohres dieses an der Wandung des
umgebenden Bauteils zu fixieren, damit in der zweiten darauf folgenden
Aufweitung das Rohrmaterial axial frei nachlaufen kann und das Rohr
sich somit verkürzt. Hierbei
wird ein einheitliches Druckniveau verwandt, um das Rohr über den
Bereich V1 + V2 hinweg gleichmäßig aufzuweiten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Aufweitlanze
dahingehend weiterzubilden, dass mit möglichst geringem Aufwand die
Aufweitstellen des Hohlprofils untereinander mit unterschiedlicher
Aufweithöhe
ausgebildet werden können.
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Die
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Dank
der Erfindung werden eine oder mehrere Aufweitstellen unterschiedlichen
Axialkanälen
und den von diesen abzweigenden Radialbohrungen und somit unterschiedlichen
Druckfluidzuleitungen zugeordnet, die unabhängig voneinander Druckfluid
unterschiedlichen hohen Druckes zuführen können. Dadurch ergeben sich
Aufweitstellen am Hohlprofil mit unterschiedlichen Aufweithöhen. Darüber hinaus
ermöglicht
es die Erfindung, alle Aufweitstellen gleichzeitig zu beaufschlagen
und doch an diesen unterschiedliche Aufweithöhen zu erzeugen. Dies erbringt eine
erhebliche Reduzierung der Fertigungszeit, da ein Austausch der
Aufweitlanze entfallen kann und somit keine Umrüstzeit notwendig ist. Schließlich kann
auf die Herstellung mehrerer unterschiedlicher Aufweitlanzen verzichtet
werden, da sich deren Funktionen in der erfindungsgemäßen Aufweitlanze vereinen.
Hierdurch werden somit mit sehr geringem Aufwand die Herstellungs-
beziehungsweise Investitionskosten für die Herstellung von rohrförmigen Hohlprofilen
bedeutend verringert, die partiell mit unterschiedlichen Aufweithöhen aufgeweitet
werden sollen. Zwischen den Dichtringen münden in Umfangsrichtung versetzt
mehrere Querbohrungen aus, die vom zweiten Axialkanal abzweigen.
Dadurch können
größerflächige Aufweitstellen,
die besonders große
Fluidvolumenströme
erfordern, beaufschlagt werden, so dass deren Aufweitung und die
Erreichung ihrer vorbestimmten Aufweithöhe schnell und prozesssicher
vonstatten gehen kann. Des Weiteren ergibt sich daraus eine besonders
gleichmäßige umlaufende
Aufweitung.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch
2 sind die Axialkanäle hinsichtlich
ihrer Querschnittsgröße voneinander
verschieden. Dies ist dahingehend vorteilhaft, wenn aufgrund größerflächiger Aufweitstellen
ein besonders hoher Fluidvolumenstrom erforderlich ist, welcher durch
die Ausbildung eines besonders großen Querschnitts des zweiten
Axialkanals gefördert
werden kann.
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Eine
weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung nach Anspruch 3 zeigt
sich in der Verbindung der Axialkanäle über einen Querkanal, in dem
ein Absperrventil angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, bei
geöffnetem
Absperrventil die den Axialkanälen speziell
zugeordneten Aufweitstellen mit einem einheitlichen Innenhochdruck
zu beaufschlagen. Bei geschlossenem Absperrventil und einer das
Druckfluid fördernden
mit einer einzigen Fluiddrucksteuerung versehenen Fluiddruckerzeugungsanlage
kann beispielsweise zuerst der erste Axialkanal mit einem Druckfluid
höheren
Fluiddruckes durchströmt
werden, wonach die entsprechenden Aufweitstellen aufgeweitet werden.
Danach kann der Fluiddruck heruntergeregelt und der zweite Axialkanal
mit einem Druckfluid niedrigeren Druckes beschickt werden, wodurch
die den Axialkanälen
zugeordneten Aufweitstellen mit geringeren Aufweithöhen aufgewei tet
werden. Somit kann in apparativ vereinfachter Weise mit einer einzigen
Fluidhochdruckerzeugungsanlage und einer Fluiddrucksteuerung mehrere
aus Axialkanal und Radialbohrungen bestehende Druckfluidzuleitungen
separat oder gleichzeitig betrieben werden, wobei im Fall des separaten
Betriebes die Axialkanäle
zeitlich versetzt mit Druckfluid beschickt werden müssen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführung der
Erfindung nach Anspruch 4 sind die Axialkanäle an voneinander verschiedene
Fluiddrucksteuerungen angeschlossen. Hierdurch wird erreicht, dass alle
Aufweitstellen gleichzeitig durch Druckfluide erreicht werden, die
wie gewünscht
mit unterschiedlich hohem Druck vorgespannt sind, so dass die Fertigungszeit
des Hohlprofils erheblich verkürzt
wird.
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Im
folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Dabei
zeigt die Figur in einem seitlichen Längsschnitt eine erfindungsgemäße Aufweitlanze mit
zwei axial verlaufenden Kanälen.
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In
der Figur ist eine Aufweitlanze 1 zur partiellen Aufweitung
eines rohrförmigen
Hohlprofiles durch Ausüben
eines fluidischen Innenhochdruckes dargestellt, welche einen stabförmigen Dichtungsträger 2 beinhaltet,
der an einem Ende eingespannt ist und am anderen Ende 3 eine
Aufstauchung 4 aufweist, welche in der Gestalt eines Ringbundes
als endseitiger Positionierungsanschlag für mehrere hintereinander auf
den Dichtungsträger 2 geschobene Dichtungsanordnungen 5 und 6 dient.
Beispielhaft sind hier nur zwei Dichtungsanordnungen 5 und 6 gezeigt,
welche axial auseinanderliegen und auf dem einstückigen Dichtungsträger 2 fixiert
platziert sind.
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Die
Dichtungsanordnungen 5 und 6 setzen sich aus zwei
axial voneinander beabstandeten Dichtringen 7 und 8 zusammen,
die aus einem Elastomerring 9 und einem auf einer Schulter 10 des
Elastomerrings 9 getragenen Stützring 11, der radial
aufspreizbar ist und in axialer Richtung unnachgiebiger als der
Elastomerring 9 ausgebildet ist, bestehen. Die Dichtringe 7 und 8 stützen sich
mit ihrer Außenseite 12 an
Distanzhülsen 12, 13 und 14 ab,
die ebenfalls auf den Dichtungsträger 2 aufgeschoben
sind. Während
sich die Dichtungsanordnungen 5 und 6 durch die
Distanzhülse 13 beabstanden,
liegt die etwas schmälere
Distanzhülse 12 am
Positionierungsanschlag der Aufstauchung 4 an. Die Dichtringe 7 und 8 begrenzen
bei den Dichtungsanordnungen 5 und 6 jeweils eine
Austrittsöffnung 15 und 16 zweier
Druckfluidzuleitungen zu jeweils einer Aufweitstelle des Hohlprofils.
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Die
erste Druckfluidzuleitung beinhaltet einen ersten Axialkanal 17,
der innerhalb des Dichtungsträgers 2 der
Aufweitlanze 1 verläuft,
und eine erste Radialbohrung 18, die vom ersten Axialkanal 17 abzweigt
und in der Austrittsöffnung 15 ausmündet, die
der Dichtungsanordnung 5 zugeordnet ist. Die zweite Druckfluidzuleitung
besteht aus einem zweiten Axialkanal 19 und einer zweiten
Radialbohrung 20, die beide ebenfalls im Dichtungsträger 2 der
Aufweitlanze 1 verlaufen, wobei die zweite Radialbohrung 20 vom
zweiten Axialkanal 19 abgeht und zur Austrittsöffnung 16 führt, die
der Dichtungsanordnung 6 zugeordnet ist. Die Axialkanäle 17 und 19 sind
dabei voneinander vollständig
getrennt und besitzen hier in etwa gleichgroßen Querschnitt.
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Der
Abstand zwischen den Dichtringen 7 und 8 ist durch
jeweils eine Zwischenhülse 21 und 22 aufgefüllt, die
auf den Dichtungsträger 2 aufgeschoben ist
und eine Durchgangsbohrung 23 bzw. 24 in ihrer Wandung
aufweist, die sich jeweils an die Austrittsöffnung 15 beziehungsweise
die Austrittsöffnung 16 der Radialbohrungen 18 und 20 am
Mantel 25 des Dichtungsträgers 2 anschließt. Die
erste Zwischenhülse 21 ist
relativ dünn
ausgebildet, so dass der Abstand zwischen den Dichtringen 7 und 8 gering
ist, was zu einer Aufweitstelle führt, die ebenfalls relativ
schmal ist. Dem gegenüber
besitzt die zweite Zwischenhülse 22 eine
wesentlich größere axiale
Länge,
wodurch der Abstand zwischen den dortigen Dichtringen 7 und 8 der
Dichtungsanordnung 6 vergleichsweise sehr groß ist, was
zu einer relativ breitflächigen
Aufweitstelle führt.
Die zweite Durchgangsbohrung 24 der Zwischenhülse 22 ist
deutlich größer als
die Bohrung 23 der Zwischenhülse 21, was darauf zurückzuführen ist,
dass an die große
breitflächige
Aufweitstelle ein erheblich größeres Druckfluidvolumen
herangeführt
werden muss, als bei der der Dichtungsanordnung 5 zugeordneten
Aufweitstelle des Hohlprofils.
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Die
beiden Druckfluidleitungen sind im übrigen an voneinander verschiedene
Fluiddrucksteuerungen angeschlossen, so dass die Druckfluidzuleitungen
Druckfluidvolumina unterschiedlich großen Fluiddruckes führen können. Schließlich sei
noch gesagt, dass von jedem Axialkanal 17 und 19 auch mehrere
Radialbohrungen 18 und 20 abgehen und zwischen
den Dichtringen 7 und 8 der jeweils zugeordneten
Dichtungsanordnungen 5 und 6 ausmünden können.