METHOD AND APPARATUS FOR THE CONICAL EXPANDING OF METAL TUBES

Abstract: 1. Method for the conical expanding of metal tubes by introducing the cylindrical metal tube (3) being on a mandrel (4) fitted with compressed air supplies into a movable die being conically shaped in the interior and expanding said tube conically by compressed air, characterized by bringing the tube (3) with its open end onto an axially movable sleeve (5) having spring tension which embraces the mandrel (4) and moving it with the die (1) towards an elastic ring (12) or an elastic collar (12) embracing the mandrel (4) air-tight until said elastic ring or collar (12) is fitted close with its exterior surface to the interior surface of the open end of said tube (3), then introducing compressed air through the openings (8) in the mandrel (4) exerting pressure through the openings (9) in the side wall of the sleeve (5) onto the interior tube walls and expanding it under overcoming of the spring tension axially towards the elastic ring or collar (12) moving it with its end according to the rhythm of the conical expansion until the exterior surface of the conical expanded tube (3) has attained the interior surface of said die (1).

Description: Verfahren und Vorrichtung zum konischen Aufweiten von Metalltuben Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum konischen Aufweiten von Metalltuben sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. An ihrem offenen Ende konisch aufgeweitete Metalltuben sind erstmals in der GB-PS Nr. 898 387 beschrieben worden. Gegenüber den herkömmlichen zylindrischen Tuben weisen diese Tuben den Vorteil auf, dass sie ineinander gesteckt werden können und damit raumsparend zu verpacken und zu transportieren sind. Die Herstellung derartiger Tuben durch das konische Aufweiten konventioneller zylindrischer Metalltuben ist prinzipiell nach zwei Verfahren möglich: Zum einen mittels eines Spreizdorns, wie er beispielsweise in den DE-ASen Nr. 1 964 187 und 2 208 826 beschrieben ist. Alternativ dazu beschreibt die bereits erwähnte GB-PS Nr. 898 387 ein Verfahren zur Herstellung konischer Tuben, das darin besteht, dass man zylindrische Tuben in eine konisch geformte Matrize einbringt und diese dann mittels Druckübertragung durch eine Gummihülle, die mit der Innenfläche der aufzuweitenden Tube in Berührung steht, aufweitet. Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens bzw. eine entsprechende Vorrichtung sind Gegenstand der DE-PSen Nr. 2 012 701 und 2 131 504. Dieses letztgenannte Verfahren arbeitet in folgender Weise: Eine zylindrische Tube wird auf einen Dorn aufgebracht, der mit einem aussen konischen Stopfen, durch den am Entweichen gehinderte Druckluft zum Aufweiten zuführbar ist, ausgestattet ist. Nach der Einführung in eine innen konische Matrize wird Druckluft eingeführt, wobei die Füllöffnung der Tube durch den konischen Stopfen abgedichtet wird und dieser bei der Einführung von Druckluft im Rhythmus des Aufweitvorganges mechanisch in die Tube nachgeschoben wird, bis diese durch Anlegen an die konisch ausgebildete Innenwand der Matrize eine konische Form angenommen hat. Der Nachteil dieses Systems besteht darin, dass keine exakte Abdichtung durch den Stopfen zu erzielen ist, vor allem dann nicht, wenn, was häufig vorkommt, Unebenheiten am offenen Ende der zylindrischen Ausgangstube vorhanden sind. Dies hat zur Folge, dass neben einem erhöhten Verbrauch an Pressluft der Winkel der Aufweitung der Tube unregelmässig wird, was wiederum zu Störungen beim Ineinanderstapeln der Tuben führt. Ausserdem kann durch das zwangsläufig erforderliche mechanische Nachschieben des Stopfens in der Endphase des Aufweitvorganges der Tubenrand zwischen die Aussenwand des Stopfens und die Matrize eingeklemmt werden, was bei der Lösung der Verbindung zu einer unregelmässigen Ausgestaltung des Tubenrandes führt. Durch das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die zur Durchführung dieses Verfahrens angewandte Vorrichtung werden diese Nachteile vermieden. Dieses Verfahren zum konischen Aufweiten von Metalltuben besteht darin, dass eine zylindrische Metall-, insbesondere Aluminiumtube mit ihrem offenen Ende auf eine mit einem Dorn verbundene, Federspannung aufweisende Hülse geschoben wird. Nunmehr wird die Tube in eine innen konisch ausgebildete, bewegliche Matrize eingebracht und mit dieser Matrize in Richtung eines mit dem Dorn verbundenen elastischen Ringes soweit verschoben, bis der elastische Ring an der Innenseite des offenen Endes der Tube anliegt. Nunmehr wird durch die im Dorn befindlichen 'Öffnungen Druckluft eingeführt, wobei ein Teil der Druckluft durch in der Seitenwand der Hülse befindliche dFfnungen austritt, auf die innere Tubenwand einwirkt und diese damit aufweitet. Gleichzeitig wird durch die Druckluft innerhalb des zwischen Hülse und Dorn gelegenen Zwischenraumes ein solcher Druck ausgeübt, dass die Hülse die Federkraft überwindet und axial in Richtung des elastischen Ringes verschoben wird und diesen spreizt, wodurch er mit seiner Aussenfläche an die Innenwand der Tube angepresst wird und sie im Rhythmus der konischen Aufweitung abdichtet. Sobald die Aussenwand der nunmehr konisch aufgeweiteten Tube die konisch ausgestaltete Innenwand der Matrize erreicht hat, ist der Verformungsvorgang beendet, die Druckluft wird abgebaut und die Hülse stellt sich durch die Federwirkung in ihre Ausgangslage zurück, wodurch auch die Dichtung durch den elastischen Ring aufgehoben wird. Durch dieses erfindungsgemässe Verfahren wird eine vollständige Abdichtung auch bei am Tubenrand vorhandenen Unebenheiten des zylindrischen Ausgangswerkstückes erzielt, wodurch in jedem Fall eine gleichmässige Aufweitung der Tube erreicht werden kann. Auf diese Weise können beim Ineinanderstapeln der Tuben keine Störungen auftreten. Im folgenden wird nunmehr die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert. Gemäss Figur 1 besteht diese Vorrichtung aus einer Matrize (1), die in ihrer Innenseite konisch geformt ist und Luftaustrittsöffnungen (2) aufweist. Die zu verformende Tube (3), die in der Zeichnung bereits auf einen Dorn (4) aufgebracht ist, befindet sich in der Matrize (1) und auf einer Hülse (5), die am Dorn (4) axial verschiebbar angeordnet ist und eine Rückholfeder (6) aufweist. Der Dorn (4) ist an seinem Ende mit einem Druckluftanschluss ausgestattet, der durch einen hohlen Schaft (7) mit Austrittskanälen (8) verbunden ist. Die Wandung der Hülse (5) weist ebenfalls Austrittskanäle (9) auf, wobei die Austrittsöffnungen des Dorns und der Hülse so dimensioniert sein müssen, dass durch die Öffnung (9) der Hülse ein ausreichender Druck ausgeübt werden kann, um die Verformung der Tube (3) zu gewährleisten, andererseits jedoch in dem Zwischenraum (10) zwischen Dorn (4) und Hülse (5) ein genügend hoher Druck besteht, um die Federwirkung der Hülse (5) zu überwinden und diese in Richtung des am Dorn (4), beispielsweise mittels einer Spannhülse (11), angebrachten elastischen Ringesbzw. einer Manschette (12) zu schieben, wobei das vorzugsweise abgeschrägte Ende (13) der Hülse (5) so in die Manschette bzw. den Ring (12) eingreift, dass dieser aufgeweitet wird und an der Innenseite der Tube (3) anliegt und dieser im Rhythmus des Aufweitvorgangs dichtend folgt. Die rechte Seite der Zeichnung (1') zeigt dabei die erfindungsgemässe Vorrichtung in Ruhestellung, während auf der linken Seite die Vorrichtung in Arbeitsstellung (1 " ) wiedergegeben ist. Die Figur la stellt einen Ausschnitt aus der Figur 1 dar, wobei die Wirkungsweise des elastischen Ringes bzw. der Manschette (12) noch besser verdeutlicht wird.

Claims: Patentansprüche Verfahren zum konischen Aufweiten von Metalltuben, wobei das auf einem mit einer Druckluftzufuhr versehenen Dorn befindliche zylindrische Ausgangswerkstück in eine innen konisch ausge bildete, bewegliche Matrize einyebracht und durch Druckluft konisch geweitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Tube mit ihrem offenen Ende auf eine mit dem Dorn verbundene, Fe derspannung aufweisende, axial bewegliche Hülse geschoben und mit der Matrize in Richtung eines mit den Dorn verbundenen elastischen Ringes soweit verschoben wird, bis der elastische Ring mit seiner Aussenfläche an der Innenfläche des offenen Endes der Tube dicht anliegt, anschliessend durch die im Dorn befindlichen Öffnungen Druckluft eingeführt wird, wodurch sowohl durch die in der Seitenwand der hülse befindlichen Öffnungen ein Druck auf die innere Tubewand ausgeübt wird und diese aufgeweitet als auch die hülse unter Überwindung der Federkraft axial in Richtung des elastischen ringes ver schonen wird und diesen mit ihrem rnce im Rhythmus der koni- scnen Aufweitung spreizt, bis die Aussenfläche der nunmehr konisch geweiteten Tube die Innenwand der Matrize erreicht hat. 2. Vorrichtung zum konischen Aufweiten von Metalltuben, bestehend aus einer Matrize (1), die in ihrer Innenseite konisch geformt ist und Luftaustrittsöffnungen (2) aufweist, und einem Dorn, der an seinem Ende mit einem Druckluft-anschluss ausgestattet und durch einen hohlen Schaft (7) mit Austrittskanälen (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Dorn (4) eine Hülse (5) axial verschiebbar angeordnet ist, die eine Rück holfeder (6) aufweist, und deren Wandung mit mindestens einem Austrittskanal (9) ausgestaLtet ist, wobei die Austrittöffnun- gen des Domes und der Hülse so dimensioniert sind, dass durch die Öffnung(en) (9) der Hülse ein ausreichender Druck ausge übt werden kann, um die Verformung der Tube (3) zu gewährleisten, andererseits jedoch in dem Zwischenraum (10) zwischen Dorn t1) und Hülse (5) ein genügend hoher Druck besteht, um die Fede wirkung der Hülse (5) zu überwinden und diese in Richtung eines am Dorn (4), beispielsweise mittels einer Spann hülse (11), angebrachten elastischen Ringes bzw. einer Manschette (12) zu schieben, wobei das Ende (13) der Hülse (5) so in die Manschette bzw. den Ring (12) ein greift, dass dieser aufgeweiteL wird, an der Innenseite der Tube (3) dichtend anliegt und sich im Rhythmus des Aufweitvorganges derselben spreitz. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Aufweitvorgang in den elastischen Ring (12) ein greifende Ende (13) der Hülse (5) nach aussen abgeschrägt ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gegen die Hülse (5) gerichtete Ende des elastischen Ringes (12) nach innen abgeschrägt ist.

Inventors: SCHECK, OTTMAR
Applicants: MEPAG, METALL UND PLASTIK PACKUNG GMBH & CO.
Application year: 1979
Main classification: B21D26
IPC codes: B21D51, B21D26, B21C37