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DE4332768C2 - Verfahren und Werkzeug zur Aufweitung von Metallrohren mit ovalem Querschnitt - Google Patents

Verfahren und Werkzeug zur Aufweitung von Metallrohren mit ovalem Querschnitt

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Publication number
DE4332768C2
DE4332768C2 DE19934332768 DE4332768A DE4332768C2 DE 4332768 C2 DE4332768 C2 DE 4332768C2 DE 19934332768 DE19934332768 DE 19934332768 DE 4332768 A DE4332768 A DE 4332768A DE 4332768 C2 DE4332768 C2 DE 4332768C2
Authority
DE
Germany
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expansion
metal
tool according
metal tubes
hooks
Prior art date
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Expired - Fee Related
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DE19934332768
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DE4332768A1 (de
Inventor
Herbert Damsohn
Werner Helms
Roland Hemminger
Walter Wolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Priority to FR9411367A priority patent/FR2710282B1/fr
Priority to US08/312,267 priority patent/US5640879A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/08Tube expanders
    • B21D39/20Tube expanders with mandrels, e.g. expandable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
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    • B21D53/085Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of both metal tubes and sheet metal with fins places on zig-zag tubes or parallel tubes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufweitung von Metallrohren mit ovalem Querschnitt nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist aus der EP-188 314 B1 bekannt, Metallrohre mit ovalem oder ellip­ tischem Querschnitt und Metallrippen dadurch miteinander zu verbinden, daß die Metallrohre mechanisch aufgeweitet werden. Hierbei werden Auf­ weitelemente durch die Metallrohre gestoßen, wobei der Aufweitvorgang in zwei Stufen erfolgt.
Ein ähnliches Verfahren zum einstufigen Aufweiten und ein Werkzeug in Form eines Aufweitdornes mit Aufweitkopf und Druckstange ist durch die DE 27 05 632 A1 bekannt.
Nachteilig ist beim vorgenannten Stand der Technik, daß die Metallrohre während des Aufweitens unter Druckbelastung stehen und infolge dessen ausbiegen oder ausknicken können. Durch dieses Biegen oder Knicken der Rohre können Leckagen an der Rohr-Boden-Verbindung auftreten. Ebenso steht die Dornstange unter Druckbelastung. Auch hier besteht die Gefahr des Ausknickens, wobei das Aufweitelement im Metallrohr verkantet und das Aufweiten des Rohres ungleichmäßig wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so zu verbessern, daß auch Metallrohre größerer Länge mit Metallrippen mechanisch verbunden werden können. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug zur Ausübung des Verfahrens zu schaffen, das insbesondere für flachovale Rohre geeignet ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Aufweiten von Metallrohren nach den Patentansprüchen 1 bis 4 und ein Werkzeug zum Aufweiten nach den Patentansprüchen 5 bis 22 vorgeschlagen. Das Verfahren und das Werkzeug sind zum Aufweiten von Metallrohren mit ovalen Querschnitten geeignet, wobei unter ovalem Querschnitt ein Rohrquerschnitt zu verstehen ist, der eine größere Haupt- und eine kleinere Nebenachse aufweist, insbesondere ovale oder ellipsenähnliche Querschnitte.
In Anspruch 1 wird vorgeschlagen, daß Aufweitelemente an entsprechenden Zugstangen befestigt und lediglich in einer Richtung durch die aufzuwei­ tenden Metallrohre gezogen werden, wobei durch die Zugbeanspruchung der Zugstangen deren Ausknicken ausgeschlossen ist. Aus dem einmaligen Durchziehen der Aufweitelemente durch die Metallrohre ergibt sich als ein weiterer Vorteil, daß die Aufweitelemente weniger stark abnutzen, als das bei einem herkömmlichen Fertigungsverfahren der Fall ist, bei dem die Auf­ weitelemente durch die Metallrohre gestoßen und anschließend wieder zurückgezogen werden. Insbesondere beim Zurückziehen der Aufweit­ elemente aus den Metallrohren können die Aufweitelemente in den Metall­ rohren festfressen, da ein Schmiermittel, das vor dem Aufweiten auf den Aufweitelementen aufgebracht worden ist, bereits bei dem ersten Durchgang durch die Metallrohre verbraucht ist.
Ferner werden die Metallrohre während des Aufweitvorgangs mit ihren den Aufweitelementen in ihren Ausgangspositionen abgewandten Enden in Halterungen eingespannt. Die bei dem Durchziehen der Aufweitelemente durch die Metallrohre entstehenden Druckkräfte werden durch die o. g. Halterungen abgestützt.
Schließlich wird an mindestens einer Rohraustrittsseite des Metallrippen­ paketes ein Rohrboden angeordnet, wobei die eingeschobenen Metallrohre durch diesen Rohrboden hindurchreichen. Der Rohrboden und die Metall­ rippen werden in einem Aufweitvorgang mit den Metallrohren verbunden, wodurch ein zusätzlicher Arbeitsgang zur Befestigung der Rohrböden ein­ gespart werden kann.
Vor dem Aufweiten werden in die Rohrböden zusätzlich elastische Dich­ tungen eingesetzt, so daß durch das Aufweiten die Dichtungen an das umschlossene Rohr und in die Öffnungen des Rohrbodens gepreßt werden. Undichtheiten, die durch Rauhheiten oder ähnliches an den Dichtungen auftreten könnten, werden hierdurch ausgeglichen.
Nach Anspruch 2 werden die Metallrohre während des Aufweitvorgangs mit ihren den Aufweitelementen in ihrer Ausgangsposition zugewandten Enden in Halterungen eingespannt. Die bei dem Durchziehen der Aufweitelemente durch die Metallrohre auftretenden Zugkräfte werden durch die o. g. Halte­ rungen aufgenommen. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da in den Metallrohren lediglich Zugkräfte auftreten, so daß die Rohre auch bei großen Längen nicht ausknicken können.
Nach Anspruch 3 werden die Metallrohre an mindestens einem ihrer Enden voraufgeweitet, wobei hierzu ein spezielles Voraufweitelement Verwendung findet. An diesen voraufgeweiteten Bereichen können bei dem anschließen­ den Aufweitvorgang vorteilhaft Haltemittel angesetzt werden, die die Zug- oder Druckkräfte in axialer Richtung aufnehmen können, die bei dem Durchziehen der Aufweitelemente auf die Metallrohre einwirken. In die derart vorbereiteten Metallrohre wird jeweils eine Zugstange mit einem daran befestigten Aufweitelement eingeschoben, wobei die Aufweitelemente aus dem einen Ende der Metallrohre hervorragen. Da die Aufweitelemente eine abgerundete Form aufweisen, dienen sie vorteilhafterweise als Einführhilfen beim Einschieben der Metallrohre in die Öffnungen eines Metallrippen­ paketes, wobei ein Verhaken der Metallrohre in den Metallrippen verhindert wird. Anschließend werden die Aufweitelemente mit Hilfe der Zugstangen in einer Richtung durch die Metallrohre gezogen.
Nach Anspruch 4 sind an dem Aufweitelement zwei einander gegenüber­ liegende Zugstangen befestigt. In einer geeigneten Maschine kann das Aufweitelement nun wechselweise in Vorwärts- und in Rückwärtsrichtung durch aufzuweitende Rohre gezogen werden. Hierbei wird bei der Vorwärts­ bewegung die vorn liegende Zugstange in ein Metallrohr eingeschoben und dieses wiederum in der Vorwärtsbewegung in die Öffnungen des Metall­ rippenpaketes eingeführt. Nun werden das Metallrippenpaket und das Metallrohr von Haltevorrichtungen gefaßt und festgehalten. Die vorn liegende Zugstange, das Aufweitelement und die hintere Zugstange werden weiterhin in Vorwärtsbewegung durch das Metallrohr und aus diesem heraus gezogen, wobei die Zugkraft an der vorderen Zugstange angreift. Nun wird der fertige Rippenblock der Maschine entnommen. In der Rück­ wärtsbewegung wird die bislang nicht benutzte hintere Zugstange in ein neues Metallrohr und mit diesem in die Öffnungen eines weiteren Metall­ rippenpaketes geschoben. Das Metallrippenpaket und das Metallrohr wer­ den wieder von Haltevorrichtungen gefaßt und festgehalten und das Aufweit­ element wird mit Hilfe der vormals hinteren Zugstange durch das Metallrohr gezogen. Nach der Entnahme des fertigen Rippenblockes ist die Maschine frei für einen neuen Zyklus. Durch dieses Verfahren werden die Leerlaufwege und -zeiten der Maschine drastisch reduziert und die dafür anfallenden Kosten entsprechend vermindert.
Die Ansprüche 5 bis 22 betreffen ein Werkzeug zur Durchführung des Ver­ fahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4. Nach Anspruch 5 bzw. 7 weist das Aufweitelement an einem Ende oder an beiden Enden eine Einhängevorrich­ tung mit einer hammerähnlichen Kontur auf. Nach den Ansprüchen 6 und 8 ist das Aufweitelement an einem oder an zwei einander gegenüberliegenden Enden mit einer Aufnahmevorrichtung versehen, die zwei nach innen gerichtete Haken aufweist. Die Einhänge- bzw. Aufnahmevorrichtungen der Aufweitelemente werden mit entsprechenden Aufnahme- bzw. Einhänge­ vorrichtungen der Zugstangen (Ansprüche 9 und 10), mit deren Hilfe das Aufweitelement durch das Metallrohr gezogen wird, zusammengesteckt. Eine zeitaufwendige Schraubbefestigung ist bei dieser und allen weiteren erfindungsgemäßen Varianten nicht notwendig. Diese Ausgestaltung der Einhängevorrichtung am Aufweitelement und der zugehörigen Aufnahme­ vorrichtung an der Zugstange sind besonders vorteilhaft bei Rohrquer­ schnitten, die sehr flach ausgestaltet sind, so sind die erfindungsgemäßen Zugstangen und Aufweitelemente beispielsweise bei Achsverhältnissen von 1 : 3, 1 : 10 bis zu 1 : 20 und darüber hinaus einsetzbar. Außerdem sind die Aufweitelemente sehr leicht austauschbar, da sie in den Aufnahmevorrich­ tungen lediglich über einen Preßsitz gehalten werden.
Nach den Ansprüchen 11 bis 18 weisen die Einhänge- und Aufnahmevor­ richtungen der Aufweitelemente und Zugstangen Hinterschneidungen auf. Hierdurch sind die Haken und die Einhängevorrichtung durch Formschluß miteinander verbunden, wodurch ein Aufbiegen der Aufnahmevorrichtung unter Zugbelastung verhindert wird, so daß die Haken nicht besonders steif, also auch nicht so dick ausgeführt werden müssen, wodurch die Aufweit­ elemente und Zugstangen auch in extrem schlanken Metallrohren eingesetzt werden können. Nach den Ansprüchen 11 bis 14 befinden sich die Hinter­ schneidungen auf der Unterseite der Einhängevorrichtung bzw. auf der Oberseite der Haken der Aufnahmevorrichtung. Hierdurch sind die Enden der Haken verdickt und können nicht mehr seitwärts aus der Verbindung mit der Einhängevorrichtung herausgezogen werden. Diese Wirkung kann nach den Ansprüchen 15 bis 18 noch verstärkt werden, wenn die gegenüber­ liegenden Abschnitte der Einhänge- und Aufnahmevorrichtung ebenfalls mit entsprechenden Hinterschneidungen ausgeführt werden. In der Kombination dieser Ausführungen sind die Enden der Haken schließlich T-förmig aus­ gebildet und fassen um eine entsprechend ausgestaltete Einhängevorrich­ tung herum, wobei die Fortsätze der Haken auch in die Schultern des Auf­ weitelementes eingreifen.
Nach Anspruch 19 ist das Aufweitelement beweglich an der Zugstange befestigt, wobei es sich kreisbogenförmig um einen bestimmten Winkel auf der Hauptachse hin- und herbewegen kann. Durch diese Ausführung kann sich das Aufweitelement beim Ziehen selbsttätig im Metallrohr ausrichten, die Zieheinrichtung muß also die Zugstange nicht mehr so exakt in dem Metallrohr führen.
Nach Anspruch 20 ist die Zugstange als bandförmige Zugstange ausge­ bildet. Der Vorteil einer solchen Ausgestaltung besteht darin, daß die Zugstange und das damit verbundene Aufweitelement leicht handhabbar sind, zum Beispiel beim Einschieben der Zugstangen in die Metallrohre. Außerdem werden die Metallrohre während des Aufweitens von innen durch die Zugstange abgestützt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Metallrohre während des Aufweitens unter Druckbelastung stehen, da ein Ausknicken der Rohre dadurch verhindert oder zumindest verringert werden kann. Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn die bandförmige Zugstange etwa die Form und die inneren Abmessungen des Metallrohres vor dem Umformen aufweist (Anspruch 21). Zur leichteren Handhabbarkeit und ein­ facheren Justage in der Ziehmaschine sind die Zugstangen nach Anspruch 22 an ihren Langseiten abgeplattet.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen dar­ gestellt. Es zeigen:
Fig. 1a-1d den schrittweisen Ablauf des Verfahrens,
Fig. 2a-2h das Aufweitprinzip des ziehenden Aufweitens, Röhre unter Druckbelastung,
Fig. 3a-3g das Aufweitprinzip des ziehenden Aufweitens, Rohre unter Zugbelastung,
Fig. 4, 4a die Aufnahmevorrichtung einer Zugstange,
Fig. 5 die Einhängevorrichtung eines Aufweitelementes,
Fig. 6 ein Aufweitelement mit zwei Einhängevorrichtungen,
Fig. 7 die Aufnahmevorrichtung einer Zugstange und
Fig. 8a-8c eine Zugstange mit einem beweglich gelagerten Auf­ weitelement.
Fig. 1 zeigt die einzelnen Verfahrensschritte zum mechanischen Ver­ binden von Metallrohren 3 mit ovalem Querschnitt mit einem Metall­ rippenpaket 4. Hierbei werden Zugstangen 1, in deren Aufnahmevor­ richtung 22 (hier nicht dargestellt) Aufweitelemente 2 eingesetzt sind, so weit in die Metallrohre 3 eingeschoben, daß die Metallrohre 3 auf den Aufweitelementen 2 aufsitzen (Fig. 1a). Die Metallrohre 3 sind in einem vorbereitenden Arbeitsgang an einem oder an beiden En­ den voraufgeweitet worden. Auf der den Aufweitelementen 2 gegenüber­ liegenden Seite der Metallrohre 3 ragen die Enden der Zugstangen 1 aus den Metallrohren 3 heraus. Diese Enden der Zugstangen 1 sind mit geeigneten Vorrichtungen versehen, mit denen sie von einer Ziehma­ schine gefaßt werden können. Die Metallrohre 3 mit den eingescho­ benen Zugstangen 1 werden nun mit den Aufweitelementen 2 voran in die Öffnungen 8 eines Metallrippenpaketes 4 eingeschoben (Fig. 1b), wobei die Aufweitelemente 2 durch ihre abgerundete Form das Einfüh­ ren der Metallrohre 3 in das Metallrippenpaket 4 erleichtern. An­ schließend werden die Metallrohre 3 in dem Metallrippenpaket 4 aus­ gerichtet (Fig. 1c), in dieser Lage in dem Metallrippenpaket 4 fi­ xiert und an den voraufgeweiteten Enden 7 von einer Haltevorrichtung gefaßt (Haltevorrichtung nicht dargestellt). Im letzten hier darge­ stellten Arbeitsschritt (Fig. 1d) werden die Aufweitelemente 2 mit ihren Zugstangen 1 durch die Metallrohre 3 hindurchgezogen, wobei die Metallrohre 3 aufgeweitet werden und die gewünschte mechanische Verbindung mit dem Metallrippenpaket 4 hergestellt wird.
Fig. 2 und Fig. 3 stellen das Prinzip des ziehenden Aufweitens dar, wobei das Metallrohr 3 in Fig. 2 unter Druckbelastung und in Fig. 3 unter Zugbelastung steht. In den Fig. 2a und 2b ist das Voraufweiten des Metallrohres 3 dargestellt. Hierbei wird mit einem Voraufweitelement 6 der Endbereich 7 des Metallrohres 3 aufgeweitet und der Rand 12 zusätzlich mit einer Bördelung versehen. Das Vorauf­ weitelement 6 wird aus dem Metallrohr 3 wieder herausgezogen. An­ schließend wird die Zugstange 1 mit dem Aufweitelement 2 in das Me­ tallrohr 3 eingeschoben (Fig. 2c), bis das Metallrohr 3 auf dem Aufweitelement 2 aufsitzt (Fig. 2d). Das Aufweitelement 2 ist dabei mittels eines Preßsitzes mit der Einhängevorrichtung 20 in die Auf­ nahmevorrichtung der Zugstange 1, bestehend aus den Haken 23, einge­ hängt. Nun wird das so vorbereitete Metallrohr 3 mit dem Aufweitele­ ment 2 voran durch die Öffnung eines Rohrbodens 5 in die Öffnung 8 des Metallrippenpaketes 4 und einen weiteren Rohrboden 5 eingescho­ ben (Fig. 2e) und dort ausgerichtet. Anschließend werden die Rohr­ böden 5, das Metallrippenpaket 4 und das Metallrohr 3 in Halterungen eingespannt, die die beim Durchziehen des Aufweitelementes 2 durch das Metallrohr 3 auftretenden Kräfte aufnehmen können. Die Halte­ kräfte PH, die auf Rohrböden 5 und das Metallrippenpaket 4 wirken, sind dabei sehr klein. Die Rückhaltekraft PR wirkt auf das Ende 9 des Metallrohres 3, wodurch das Metallrohr 3 in axialer Richtung durch Druck belastet ist. Die Zugstange 1 ist dagegegen durch die Zugkraft PZ nur auf Zug beansprucht (Fig. 2f). Die Fig. 2g und 2h zeigen das Ende des Aufweitverfahrens. Das Metallrohr 3 ist auf­ geweitet und das Metallrippenpaket 4 und die Rohrböden 5 sind darauf fixiert. Die Zugstange 1 und das Aufweitelement 2 sind vollständig aus dem Metallrohr 3 herausgezogen und stehen für einen erneuten Aufweitzyklus zur Verfügung.
Fig. 3 zeigt ebenfalls das Prinzip des ziehenden Aufweitens, hier­ bei wird das Metallrohr 3 aber auf Zug belastet. Fig. 3a und 3b zeigen das Voraufweiten eines Endes 10 des Metallrohres 3. Das Vor­ aufweitlement 6 wird wieder aus dem Metallrohr 3 entfernt. Nun wird die Zugstange 1 und das Aufweitelement 2 in das Metallrohr 3 einge­ schoben (Fig. 3c), bis das Metallrohr 3 mit dem nicht voraufgewei­ teten Rohrabschnitt auf dem Aufweitelement 2 aufsitzt (Fig. 3d). Das Aufweitelement 2 ist dabei bereits vollständig in das Metallrohr 3 eingeschoben. Metallrohr 3, Zugstange 1 und Aufweitelement 2 wer­ den mit der Zugstange 1 voran in die Öffnung 8 des Metallrippenpa­ ketes 4 und zwei Rohrböden 5 geschoben (Fig. 3e) und dort ausgerichtet. Die Rohrböden 5 und das Metallrippenpaket 4 werden in Halterungen eingespannt, wobei die auftretenden Haltekräfte PH sehr gering sind. Zur Aufnahme der Rückhaltekraft PR, die am Metallrohr 3 während des Aufweitens auftritt, wird ein Voraufweitelement 6 in das Rohrende 10 des Metallrohres 3 eingeschoben. Nun kann eine Halterung an dem Rohrende angreifen, die eine auf den Umfang des Metallrohres 3 wirkende Kraft PU erzeugt, so daß die in axialer Richtung wirkende Kraft PR, die durch das Durchziehen des Aufweitelementes 2 mit der Zugkraft PZ durch das Metallrohr 3 erzeugt wird, durch Reibschluß auf die Halterung übertragen wird (Fig. 3f). Zum Schluß wird das Voraufweitelement 6 aus dem Metallrohr 3 entfernt, womit der Auf­ weitvorgang abgeschlossen ist (Fig. 3g).
Fig. 4 zeigt die Aufnahmevorrichtung 22 einer bandförmigen Zugstange 1, bestehend aus zwei nach innen weisenden Haken 23. Die Oberseiten der Haken 23 sind um den Winkel α hinterschnitten. Der von der Aufnahmevorrichtung 22 umschlossene Raum weist eine hammer­ ähnliche Kontur auf, die mit der Kontur der Einhängevorrichtung 20 korrespondiert. Die Abmaße der Aufnahmevorrichtung 22 sind Paßmaße, die mit der zugehörigen Einhängevorrichtung eine Preßpassung bilden. Der Querschnitt der Zugstange 1 entspricht etwa dem Querschnitt des Metallrohrs 3 im nicht aufgeweiteten Zustand. An ihren Langseiten ist die Zugstange 1 mit Abplattungen 15 versehen, die die Handhabung der Zugstange 1 wesentlich erleichtern (Fig. 4a).
Fig. 5 zeigt die Einhängevorrichtung 20 des Aufweitelementes 2. Sie weist eine hammerähnliche Kontur auf und ist an ihren Unterseiten um den Winkel α hinterschnitten. Zusätzlich können auch die Schultern 28 des Aufweitelementes 2 beiderseits des Übergangs zur Einhängevorrichtung 20 hinterschnitten sein, wobei der Hinterschnittwinkel einen Wert von 5° bis 25° annehmen kann (hier nicht dargestellt). Das Aufweitelement 2 und die Einhängevorrichtung 20 sind einstückig hergestellt. Die Flanken 21 des Aufweitelementes 2 sind ballig geschliffen, wobei ihr größter Abstand voneinander die größtmögliche Aufweitung der Metallrohre 3 bestimmt.
Fig. 6 zeigt ein Aufweitelement 18 mit zwei Einhängevorrichtungen 19. Die Einhängevorrichtungen 19 sind an ihrer Oberseite abgerundet, wodurch ein günstiger Kraftfluß erreicht wird. An ihrer Unterseite sind sie hinterschnitten, wobei der Hinterschnitt 17 etwa U-förmig ausgeführt ist. Die Schultern 28 des Aufweitelementes 18 weisen an den Übergängen zu den Einhängevorrichtungen 19 ebenfalls U-förmige Hinterschnitte 16 auf. Die Flanken 21 sind ballig geschliffen.
Fig. 7 zeigt die Aufnahmevorrichtung 25 einer Zugstange 14. Hierbei sind die Haken 26 mit U-förmig abgerundeten, nach innen weisenden Widerhaken 24 und ebenfalls U-förmig abgerundeten Fortsätzen 27 ver­ sehen, so daß die Enden der Haken 26 etwa T-förmig auslaufen. Diese Form der Haken 26 korrespondiert mit der entsprechenden Ausformung der Einhängevorrichtung 19 des Aufweitelementes 18 (Fig. 6), wo­ durch die Haken 26 durch Formschluß mit der Einhängevorrichtung 19 verbunden werden. Die Zugkräfte, die bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch von der Zugstange 14 auf die Aufweitelemente 18 übertragen werden, können somit nicht zum Aufbiegen der Haken 26 führen.
Fig. 8 zeigt eine Zugstange 31 mit einem beweglich gelagerten Auf­ weitelement 32. Hierbei weist die Aufnahmevorrichtung 34 des Auf­ weitelementes 32 gegenüber der Einhängevorrichtung 33 ein seitliches Spiel auf, so daß das Aufweitelement 32 um den Drehpunkt 30 hin- und herbewegbar ist. Der Kopf 36, die Hinterschnitte 37 auf der Un­ terseite der Einhängevorrichtung 33 und die Schultern 38 beiderseits des Übergangs von der Zugstange 31 zur Einhängevorrichtung 33 sind kreisbogenförmig ausgestaltet, wobei der Drehpunkt 30 auch der Mit­ telpunkt dieser entsprechenden Kreisbögen ist. Die Aufnahmevorrich­ tung 34 des Aufweitelementes 32 weist eine dazu korrespondierende Form auf, wobei sie aber so weit ausgeschnitten ist, daß das Auf­ weitelement 32 um einen Winkel β um den Drehpunkt 30 schwingen kann. Auch hier sind der Kopfbereich 39, die Hakeninnenfläche 40 und -au­ ßenfläche 41 kreisbogenförmig ausgeführt, wobei der Radius dieser Kreisbögen dem jeweiligen Abstand zum Drehpunkt 30 entspricht. Fig. 8b zeigt das mit der Zugstange 31 verbundene Aufweitelement 32 in der Mittellage, während die Fig. 8a und 8c das Aufweitelement 32 jeweils in der maximal um den Winkel β ausgelenkten Lage darstellen.

Claims (22)

1. Verfahren zum Befestigen von Metallrohren mit ovalem Querschnitt an Metallrippen, wobei die Metallrohre durch Aufweitelemente plastisch und die Metallrippen elastisch verformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die Aufweitelemente (2, 18, 32) mit Hilfe von Zugstangen (1, 14, 31), deren Querschnitte denen der Metallrohre (3) entsprechen, unidirektional durch die Metallrohre (3) gezogen werden,
  • b) die Metallrohre (3) während des Aufweitvorgangs mit ihrem dem Aufweitelement (2, 18, 32) in seiner Ausgangsposition abge­ wandten Ende (9) in einer Halterung abgestützt sind, so daß die Metallrohre (3) während des Aufweitens einer Druckbelastung ausgesetzt sind,
  • c) daß mindestens an einer Rohraustrittsseite des Metallrippen­ paketes (4) ein Rohrboden (5) mit entsprechenden Öffnungen angeordnet wird und daß der Rohrboden (5) in demselben Aufweit­ vorgang mit den Metallrohren (3) verbunden wird,
  • d) und daß vor dem Aufweitvorgang elastische Dichtungen in die Öffnungen des Rohrbodens (5) eingesetzt werden.
2. Verfahren zum Befestigen von Metallrohren mit ovalem Querschnitt an Metallrippen, wobei die Metallrohre durch Aufweitelemente plastisch und die Metallrippen elastisch verformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die Aufweitelemente (2, 18, 32) mit Hilfe von Zugelementen (1, 14, 31) unidirektional durch die Metallrohre (3) gezogen werden,
  • b) daß die Metallrohre (3) während des Aufweitvorgangs mit ihrem dem Aufweitelement (2, 18, 32) in seiner Ausgangsposition zuge­ wandten Ende (10) in einer Halterung eingespannt sind, so daß die Metallrohre (3) während des Aufweitens einer Zugbelastung ausgesetzt sind,
  • c) daß mindestens an einer Rohraustrittsseite des Metallrippen­ paketes (4) ein Rohrboden (5) mit entsprechenden Öffnungen angeordnet wird und daß der Rohrboden in demselben Aufweit­ vorgang mit den Metallrohren (3) verbunden wird,
  • d) und daß vor dem Aufweitvorgang elastische Dichtungen in die Öffnungen des Rohrbodens (5) eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallrohre (3) in mindestens einem ihrer Endbereiche vor dem Aufweiten voraufgeweitet werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die mit zwei einander gegenüberliegenden Zugstangen (1, 14, 31) versehenen Aufweitelemente (18) wechsel­ weise in Vorwärtsrichtung durch ein erstes und in Rückwärtsrichtung durch ein zweites Metallrohr (3) gezogen werden, wobei die Zugkraft über die in Zugrichtung vorn liegende Zugstange (1, 14, 31) auf das Aufweitelement (18) übertragen wird.
5. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einer Zugstange und einem daran befestigten Aufweitelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitelement (2) an einem Ende eine Einhängevorrichtung (20) mit einer hammerähnlichen Kontur aufweist.
6. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einer Zugstange und einem daran befestigten Aufweitelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitelement (32) an einem Ende eine Aufnahmevorrichtung (34) mit zwei nach innen weisenden Haken (35) aufweist.
7. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4, bestehend aus einer Zugstange und einem daran befestigten Aufweitelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitelement (18) an zwei einander gegenüberliegenden Enden je eine Einhängevorrichtung (19) mit hammerähnlicher Kontur aufweist.
8. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitelement (32) an zwei einander gegenüberliegenden Enden je eine Aufnahmevorrichtung (34) mit zwei nach innen weisenden Haken (35) aufweist.
9. Werkzeug nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (1, 14) an einem Ende eine mit der hammerähnlichen Kontur der Einhängevorrichtung (19, 20) des Aufweitelementes (2, 18) korrespondierende Aufnahmevorrichtung (22, 25) mit nach innen weisenden Haken (23, 26) aufweist.
10. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (31) an einem Ende eine hammerähnliche, mit der Kontur der Aufnahmevorrichtung (34) des Aufweitelementes (32) korrespondierende Einhängevorrichtung (33) aufweist.
11. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhängevorrichtung (19, 20, 33) an ihrer Unterseite hinterschnitten ist, wobei der Hinterschnittwinkel (α) etwa 2° bis 25°, vorzugsweise 5° beträgt.
12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einhängevorrichtung (19) an ihrer Unterseite hinterschnitten ist, wobei die Hinterschneidung (17) an der Unterseite der hammerähnlichen Einhängevorrichtung (19) etwa U-förmig aus­ gebildet ist.
13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberseiten der Haken (23, 25) der Aufnahmevor­ richtung (22, 34) einen Hinterschnittwinkel (α) aufweisen, der etwa 2° bis 25°, vorzugsweise 5° beträgt.
14. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Haken (26) der Aufnahmevorrich­ tung (25) etwa U-förmig abgerundete, nach innen weisende Wider­ haken (24) aufweisen.
15. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Haken (26) der Auf­ nahmevorrichtung (25) U-förmig abgerundete Fortsätze (27) auf­ weisen.
16. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Haken (26) der Auf­ nahmevorrichtung (25) etwa T-förmig ausgebildet sind.
17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufweitelement (2) an den Schultern 28 des Über­ gangs zur Einhängevorrichtung (20) hinterschnitten ist, wobei die Hinterschnittwinkel etwa 5° bis 25° betragen.
18. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufweitelement (18) am Übergang zur Einhänge­ vorrichtung (19) hinterschnitten ist, wobei die Hinterschneidungen (16) etwa U-förmig ausgebildet sind.
19. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (34) gegenüber der hammerähnlichen Einhängevorrichtung (33) seitliches Spiel aufweist, so daß die Einhängevorrichtung (33) auf einem Kreis­ ausschnitt um einen Mittelpunkt (30) beweglich ist.
20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zugstange (1, 14, 31) bandförmig ausgebildet ist.
21. Werkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Zugstange (1, 14, 31) dem Querschnitt des vom Metallrohr (3) vor dem Aufweiten umschlossenen Hohlraums, abzüglich eines geringen Untermaßes, entspricht.
22. Werkzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (1, 14, 31) an ihren Langseiten Abplattungen (15) auf­ weist.
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