Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer komplexen Rohrverformung mit Hilfe eines abgewandelten Stauchverfahrens, sowie Werkzeuge zur Durchführung des Ver- fahrens.

Rohrverbindungen mittels Rohrumformung sind in den verschie- densten Ausführungsformen bekannt, wobei die Herstellung solcher Umformungen vorwiegend mittels Stauchungen erfolgt, und die Formgebung aus formungstechnischen und Material- Gründen begrenzt ist. Insbesondere komplexere Rohrverformun- gen lassen sich mit dem bekannten Stauchverfahren nicht erzeugen.

Aus der europäischen Patentanmeldung 0 380 970 A2, ist eine Rohrverbindung bekannt, bei der das zu formende Rohr durch Einschieben eines Metallringes als Gegenlagerstück aufge- baucht wird. Auf der Rohraußenseite ist eine Klemmeinrichtung vorgesehen, welche Druckflächen aufweist, die mit den Gegen- lagerflächen des Gegenlagerstückes zusammenwirken. Eine solche Rohrverbindung ist insbesondere für Kunststoffrohre und flexible Schläuche geeignet. Hoch-und Höchstdrucke lassen sich damit jedoch nicht beherrschen.

Aus der DD 240 059 ist eine Schraubverbindung für Flachkegel- druckleitungen bekannt, bei der das AnschluBende aus dem

Rohrmaterial geformt ist. Im Bereiche der Schraubverbindung eines Druckleitungsrohres ist eine nach den Konturen eines genormten Schneidringes angedrückte AnschluBschulter und ein nach vorn auslaufendes Kegelstück angeformt. Sein Kegelwinkel ist kleiner als der Kegelwinkel der Kegelöffnung eines ge- normten Einschraubstutzens. In einem großen Bereich der Schraubverbindung liegen unterschiedliche Rohrinnendurchmes- ser vor, welche auch unterschiedliche Rohrinnenwiderstände für das Strömungsmittel bewirken. Dieses bekannte System bietet keine Aufnahmemöglichkeit für eine Dichtung.

Aus der DE 19511063 A1 geht eine Rohrverbindung hervor, welche einen Verschraubungskörper mit Konus und eine Über- wurfmutter aufweist. Die Rohrverformung paBt sich dabei der Form des Konus sowie der Überwurfmutter weitgehend jedoch nicht exakt an. Der sich bildende Freiraum zwischen der Schrägfläche der Überwurfmutter und der Stirnfläche des Verschraubungskörpers ist in einer Ausführungsform mit einem Dichtmittel ausgfüllt. In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen Konusfläche des Verschraubungskörpers und dem umge- formten Rohr auch ein Dichtungskörper angeordnet. Bei der Verwendung einer genormten Verschraubungsmutter bleibt ein größerer Bereich der Konusfläche ungenutzt. Desgleichen wird auch die radiale Fläche des Verbindungsstutzens nicht oder in Sonderfällen nur unzureichend genutzt, so die die Übertragung der Montagekräfte auf das zu verbindende Rohr im wesentlichen über Schrägflächen erfolgt, wodurch nur Komponenten der auf- gebrachten Kräfte genutzt werden. Darüberhinaus wird das Montageende dem Monteur nur undeutlich vermittelt, so daß eine Übermontage nicht ausgeschlossen erscheint.

Aus der DE 19520099 geht eine Rohrverbindung für eine druck- feste und formschlüssige Verbindung mit umgeformtem Rohr, einem Verschraubungskörper mit einem Konus, dem sich eine achsparallele Bohrung mit einer radialen Endfläche anschließt und einer Überwurfmutter hervor, wobei das umgeformte Rohr ein entsprechend der Tiefe des Rohrsitzbodens achsparalleles Endstück mit gleichem Rohrdurchmesser aufweist. Im montierten

Zustand der Verbindung kommt an der Stirnfläche des Rohrver- bindungsstutzens eine radial verlaufende Anlageringfläche des umgeformten Rohres zur Anlage.

Eine weitere Schraubverbindung mit Stützring ist der DE 19742917 Cl zu entnehmen, welche sich auf leicht verformbare und dünnwandige Rohre bezieht. Die vom Konus der Verschrau- bungsmutter erfaßte Fläche des umgeformten Rohres ist äußerst klein, während der gröBere Teil vom Stützring erfaBt wird.

Hierdurch ist zwar eine Montage auf Block möglich, jedoch ist keine Sicherheit für die AusreiBfestigkeit des Rohres bei Hochdruckanwendung gegeben.

Die DE 195 41 622 A1 zeigt ein Hochdruckverbindungssystem mit einer Schneidringverbindung und einer Verbindung mit einem umgeformten Rohr. Die Teile der Rohrumformung bilden mit den Elementen der Rohrverschraubung einen maximalen Winkel von 45@ und weniger, so daB auch hier nur entsprechende Komponen- ten der aufgeprägten Montagekräfte auf das Rohr übertragen werden können. Eine Montage auf Block ist nicht möglich, so daB das Montageende dem Monteur nicht deutlich übermittelt werden kann, und sehr leicht eine Übermontage erfolgen kann.

Zudem bewirken die bei der Montage aufgebrachten radialen Kraftkomponenten eine Einschnürung des umgeformten Rohrbe- reichs und seiner unmittelbaren Umgebung. Eine Einschnürung beeinträchtigt die Vorspannung der vorgelagerten Dichtung und damit das Dichtverhalten des Verbindungssystems. Zudem reduzieren sich durch eine Einschnürung die überdeckenden Flächen zwischen Rohrumformung und Überwurfmutter, wodurch die Ausreißfestigkeit herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckver- schraubung, deren Herstellung und die Werkzeuge für ihre Her- stellung darzustellen, welche als formschlüssiges System mit hoher Sicherheit ausgebildet ist und eine Rohrverbindung für metallene Rohre für Hoch-und Höchstdrucke und damit auch für Rohre mit größeren Wandstärken anzugeben, welche aus mög- lichst wenigen Teilen besteht, deren Montage einfach und

sicher ohne Gefahr einer Übermontage oder Beeinträchtigung der Dichtfunktion durchgeführt werden kann, wobei ein Setzen der Verschraubung im Betrieb verhindert werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäB der Erfindung darin, das mit einer ausgeprägten Wulst umgeformte Rohr mit der Ronusfläche der Überwurfmutter eine Anlagefläche bildet, die in eine radial zur Rohrachse gerichtete Anschlagfläche für eine Stirnfläche des Halteringes übergeht.

Damit stehen die wirkenden Montagekräfte senkrecht aufeinander und erhöhen somit die Dichtkräfte.

In Weiterbildung der Erfindung ist die dem Rohrmantel zuge- kehrte Innenkontur des Halteringes von der Anschlagfläche der Rohrwulst ausgehend direkt an das Rohr angeformt und damit formschlüssig mit dem Rohrmantel verbunden, so daß eine große Anlagefläche vorhanden ist.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Überwurfmutter genormt und bildet mit der Wulst des umgeformten Rohres eine Anlagefläche mit einer Neigung von 45-zur Achse des Rohres.

Die Konusbohrung der Überwurfmutter erstreckt sich bis zu ihrer Gewindebohrung und der Haltering bildet im montierten Zustand mit seiner zum Konus der Überwurfmutter parallel laufenden Ringfläche zum Konus der Überwurfmutter einen Ringspalt.

Der Ringspalt zwischen Überwurfmutter und Haltering setzt sich vorteilhaft bis über einen Teilbereich seiner zylin- drischen Außenfläche fort.

In vorteilhafter Weiterbildung weist der Haltering über einen Teil seiner zylindrischen Außenfläche ine Kunststoff-oder Elastomerbeschichtung auf, welche al Trägersubstanz für Noppen ausgebildet ist, die im montierten Zustand im Bereich des Innengewindes der Mutter liegen. Die Noppen greifen in

den Endbereich des Gewindes der Verschraubungsmutter ein, wodurch sichergestellt ist, daB der Haltering die Verschrau- bungsmutter auf dem Ende des Rohres während des Transports dieser Teile zur Montagestelle unverlierbar zusammenhält, bis die Endmontage durch Einführung des Verbindungsstutzens be- ginnen kann.

Nach der Erfindung ist im montierten Zustand der Rohrverbin- dung zwischen dem Konus des Verbindungsstutzens oder Ver- schraubungskörpers, dem achsparallelen Endstück und einer Ringfläche des Halteringes eine Dichtkammer gebildet, in der ein als Elastomerdichtung mit druckunterstützender Dichtwir- kung ausgebildeter Dichtring angeordnet ist.

Der Elastomerdichtring ist in vorteilhafter Weise mit dem Haltering fest verbunden, vorzugsweise anvulkanisiert oder verklebt.

Die Stirnfläche des achsparallelen Endstückes des umgeformten Rohres bildet in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit dem Rohrsitzboden des Verbindungsstutzens im montierten Zustand der Verbindung eine Kontaktfläche.

Diese Stirnfläche des Rohrendstückes ist gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel vorteilhaft rolliert, so daB eine gute metal- lische Dichtfläche gebildet ist.

In einer weiteren Ausführungsform wird diese Aufgabe durch andere Maßnahmen erreicht. Hierbei weist die Stirnfläche des achsparallelen Endstückes des umgeformten Rohres eine ge- schlossene Ringwulst auf, welche einen Bruchteil der Stirn- fläche einnimmt, vorzugsweise an die Rohrinnenwandung an- schließt und mit dem Rohrsitzboden des Verbindungsstutzens im montierten Zustand der Verbindung eine metallische Dichtung bildet.

Für die hervorragende Wirkung der Rohrverbindung ist von Bedeutung, daß der Stützring eine höhere Festigkeit als das

Rohrstück, als der Verbindungsstutzen und als die Mutter auf- weist, welche vorzugsweise durch eine Wärmebehandlung herge- stellt werden kann.

Der Haltering weist vorteilhaft eine radial verlaufende Ring- fläche auf, welche im montierten Zustand die Stirnfläche des Konus des Verbindungsstutzens oder des Verschraubungskörpers kontaktiert und somit in vorteilhafter Weise eine Blockmon- tage bewirkt, so daß eine übermontage ausgeschlossen ist.

Die Rohrverbindung nach der Erfindung ermöglicht die Verwen- dung genormter Bauteile, wie die überwurfmutter, wobei mit der Wulst des umgeformten Rohres eine Anlagefläche mit einer Neigung von 45 zur Achse des Rohres gebildet wird.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung schlieBt sich zur Absicherung gegen mechanische Schwingungen, welche über das Rohrsystem und damit auch über die Rohrverbindung laufen können, eine Stützhülse der Rohrverformung unmittelbar an, welche im montierten Zustand durch die Verschraubungsmutter mit dem Rohr verklemmt ist.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf das Verfahren zur Her- stellung eines umgeformten Rohres für eine Rohrverbindung der bisher beschriebenen Art, sowie auf die hierzu verwendeten Werkzeuge, wobei mit Hilfe eines Rohrumformgerätes an dem Ende des Rohres eine definierte Verformung hergestellt wird, in dem das Rohr in Klemmbacken eingeklemmt ist und ein wesentlicher Teil des zu bearbeitenden Rohrendes ver- klemmungsfrei bleibt und mit Hilfe eines hydraulischen und/oder elektro-mechanisch betätigbaren Geräteteiles des Rohrumformgerätes das Rohrende bearbeitet wird. Auf das zu verformende Rohrende wird nach der Erfindung zu der axialen Stauch-Kraft gleichzeitig eine Verformungskraft auf den äuBeren und/oder inneren Rohrumfang periodisch ausgeübt und das die Kraft übertragende Werkzeug beschreibt in Abhän- gigkeit von der zu bildenden Verformung während seiner Bewegung virtuelle Rotations-Kegelflächen.

Die Klemmbacken im Verformungsbereich des Rohres weisen innere negative Verformungskonturen auf, in die das Rohr durch die auf das Rohrende wirkenden Axialkräfte und/oder radialen Komponenten der Verformungskräfte eingepreßt werden.

Im Rohrhaltebereich sind zur Erhöhung des Reibwiderstandes des Rohrmantels Mittel vorgesehen, so daB die Spannfestigkeit des Rohres in der Spannvorrichtung erhöht wird.

In einer abgewandelten Ausführungsform der Werkzeuge nach der Erfindung können die Klemmbacken zur Aufnahme von lösbaren Formbacken ausgebildet sein, welche im Rohrformbereich innere negative Verformungskonturen aufweisen, in die Teile der Rohrwandung durch die auf das Rohrende wirkenden Axialkräfte und/oder radialen Komponenten der Verformungskräfte ein- gepreßt werden. Auch bei dieser Ausführungsform sind im Rohrhaltebereich zur Erhöhung des Reibwiderstandes des Rohr- mantels Mittel vorgesehen, so daB die Spannfestigkeit des Rohres in der Spannvorrichtung erhöht wird. Diese Ausfüh- rungsform hat den Vorteil, daB bei einer Anderung der zu be- arbeitenden Rohre, wie beispielsweise deren Durchmesser oder die Art ihrer Verformungen lediglich die Formbacken ausge- tauscht werden müssen, während die Klemmbacken universell eingesetzt werden können. Dies erspart erhebliche Werkzeug- kosten.

Der Werkzeugkopf des Rohrumformwerkzeugs ist gemäß der Er- findung topfförmig ausgebildet, mit einem inneren Durch- messer, welcher größer als der Durchmesser des zu bearbeiten- den Rohres ist, wobei der Bereich des inneren Topfrandes um den inneren Umfang verlaufende Formungswulste zur Verformung des Rohrendes aufweist.

Der Topfboden weist in Weiterbildung der Erfindung eine Ausformung auf, gegen die die Stirnfläche des Rohrendes zu ihrer Bearbeitung anschlägt.

Das Rohrumformwerkzeugs ist mit einer Kraftübertragungswelle lösbar verbunden, welche in einem spitzen Winkel zur Rohr-

achse bei ihrer Bewegung zur Verformung des Rohrendes vir- tuelle Rotations-Kegelflächen beschreibt, so daB die Kraft- übertragung auf das zu bearbeitende Rohrende periodisch erfolgt.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Topfinnere zur Aufnahme eines Formwerkzeugs ausgebildet, welches einen schwenkbar gelagerten Bearbeitungsdorn mit einer Bear- beitungswulst an seinem vorderen Ende aufweist. Dieser Bearbeitungsdorn ist in einer konisch ausgebildeten Bohrung eines Einsatzkörpers, welcher sich im Topfinnern lösbar befindet, schwenkbar gelagert, wobei die konische Bohrung in ihrer Wandung Ausnehmungen zur Aufnahme der durch den Bear- beitungsdorn vom Rohrinnern aus bewirkten Rohrverformungen aufweist. Damit wird der Mantel des Rohrendes gleichzeitig von innen und außen periodisch bearbeitet, wobei der Bear- beitungsprozeß durch die Rotationsbewegung des Bearbeitungs- werkzeugs in für das Rohrende schonender Weise zyklisch erfolgt. Spannung und Entspannung sowie Erwärmung und Abkühlung folgen einander, so daB die innere Struktur des verformten Rohrendes keiner kritischen Spannung ausgesetzt ist und damit ihre Struktur wesentlich verbessert wird. Da- durch, daB die Fläche der Krafteinwirkung auf den Werkstoff des zu verformenden Rohres gegenüber den bisherigen Verfahren wesentlich, bis auf eine Linie, verkleinert ist, ist die spe- zifische kurzfristige Krafteinwirkung wesentlich größer.

Damit können die von den Bearbeitungswerkzeugen ausgehenden Kräfte verringert werden, so daB ein geringerer VerschleiB der Werkzeuge auftritt und die Werkzeuge können kompakter ausgebildet sein.

Am Fußpunkt des Bearbeitungsdorns entspricht der Abstand zum Mantel der Bohrung des Einsatzkörpers einer Rohrmantelstärke des zu bearbeitenden Rohres. Von diesem Fußpunkt werden axiale Kräfte direkt auf das Rohrende periodische übertragen, während der Bearbeitungsdorn die Rohrinnenwand gleichzeitig mit radialen Kräften periodisch beaufst : hlagt.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist ein über das einspannungsfreie Ende des eingespannten Rohres an- geordneter Verformungstopf im Bereich seines oberen inneren Randes Ausnehmungen auf und auf seinem äuBeren Topfboden wird dieser von einem Zylinder beaufschlagt, dessen Angriffsfläche als flacher Kegel ausgebildet ist, welcher auf dem Topfboden um dessen Mittelpunkt in radialer linienförmiger Berührung abrollt, wobei die Achse des flachen Kegels auf einer vir- tuellen Rotations-Kegelfläche umläuft und eine radiale und axiale Kraftkomponente auf den Verformungstopf und damit auf das zu verformende Rohrende periodisch überträgt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Hierbei zeigen : FIG. 1 einen Längsschnitt durch eine montierte Rohrverschraubung eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung ; FIG. 2 einen Längsschnitt durch eine montierte Rohrverschraubung eines weiteren Ausführungs- beispiels nach der Erfindung mit einer Ring- wulst auf der Stirnfläche des Rohrendes ; FIG. 3-6 Längsschnitte durch ein Verformungswerkzeug in verschiedenen Arbeitsphasen ; Fig. 7-10 Längsschnitte durch eine weitere Ausfüh- rungsform eines Verformungswerkzeugs in ver- schiedenen Arbeitsphasen, und FIG. 11 eine noch andere Ausführungsform eines Verfor- mungswerkzeugs nach der Erfindung.

Das in Figur 1 dargestellte Verbindungssystem besteht aus einem Verschraubungskörper 1 mit seinem Konus 15, der in diesem Ausführungsbeispiel als genormter 24°-Konus ausgebil- det ist, einer genormten Überwurfmutter 2, einem umgeformten Rohr 3 und einem Dichtring 4. Bei dem Dichtring handelt es

sich vorzugsweise um ein Elastomer, d. h. um ein Polymer mit gummielastischen Eigenschaften, mit einem an die Dichtkammer 5 angepaßten Profil. Die Dichtkammer 5 wird begrenzt durch einen Teil des Rohres 3, einem Stützring 6 und dem Konus 15 des Verbindungsstutzens 1. Die Rohrwulst 7 weist eine spezi- fische Ausformung auf, deren Herstellung später beschrieben wird. Die ausgeprägte Rohrwulst 7 bildet mit der Konusfläche 8 der Überwurfmutter 2 eine Anlagefläche 9, die in eine im wesentlichen zur Rohrachse 10 gerichtete Anschlagfläche 11 für eine Stirnfläche 12 des Halteringes 6 übergeht.

Die Anschlagfläche 11 der Rohrwulst 7 zur Rohrachse 10 bildet vorzugsweise einen rechten Winkel, da ein solcher Winkel für die Übertragung der aufgeprägten Kräfte besonders vorteilhaft ist. Im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit können auch geringe Abweichungen vom rechten Winkel auftreten, ohne daB der Schutzumfang der Erfindung verlassen wird.

Die der Rohrwulst 7 zugekehrte Innenkontur 13 des Halteringes 6, welche von der Anschlagfläche 11 der Rohrwulst 7 bzw. der Stirnfläche 12 des Halteringes 6 ausgeht, schlieBt sich direkt der Stirnfläche 12 an und ist an die Rohrwulst an- geformt.

Der Haltering 6 weist ferner gemäB der Erfindung eine radial verlaufende Ringfläche 14 auf, welche im montierten Zustand die Stirnfläche 16 des Konus 15 des Verbindungsstutzens 1 bzw. des Verschraubungskörpers kontaktiert und somit eine Blockmontageermöglicht.

Die Überwurfmutter 2 kann einer DIN entsprechen und mit der Wulst 7 des umgeformten Rohres eine Anlagefläche 9 mit einer Neigung von 45° zur Achse 10 des Rohres 3 bilden.

Die Konusfläche 8 der Überwurfmutter 2 erstreckt sich bis zu ihrer Gewindebohrung, wobei der Haltering 6 im montierten Zustand mit seiner zur Konusfläche 8 der Überwurfmutter 2

parallel laufenden Ringfläche mit der Konusfläche 8 der Überwurfmutter einen Ringspalt 18 bildet.

Der Ringspalt 18 zwischen Überwurfmutter 2 und Haltering 6 erstreckt sich bis über einen Teilbereich seiner zylin- drischen AuBenfläche.

Der Haltering 6 weist in vorteilhafer Weise über einen Teil seiner zylindrischen AuBenfläche eine Kunststoff-oder Elas- tomerbeschichtung 19 auf, welche als Trägersubstanz für Noppen ausgebildet ist, die im montierten Zustand im Bereich des Innengewindes 20 der Mutter 2 liegen. Mit dieser Noppen- beschichtung haftet der Haltering 6 während des Montagevor- ganges an der Mutter 2, so daB beide Bauelemente sich gegen- seitig halten und sich von der Rohrwulst 7 nicht entfernen können.

In einem besonderen Ausführungsbeispiel ist der Elastomer- dichtring 4 mit dem Haltering 6 fest verbunden, beispiels- weise verklebt, so daB dadurch die Montage ebenfalls er- leichert wird.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel bildet die Stirnfläche 22 des achsparallelen Endstückes 23 des umgeformten Rohres 3 mit dem Rohrsitzboden 21 des Verbindungsstutzens 1 im mon- tierten Zustand der Verbindung eine Kontaktfläche.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Stirn- fläche 22 des Rohrendstückes 23 oder ein radialer Teil derselben rolliert, so daB in Sonderfällen mit dem Rohrsitz- boden 21 eine metallische Dichtung erzielt werden kann.

Die Rohrverbindung nach der Erfindung wird weiter dadurch verbessert, daß der Stützring 6 eine höhere Festigkeit als das Rohrstück 23 einschließlich der Rohrwulst 7, als der Verbindungsstutzen 1 und als die Mutter 2 aufweist.

Die vorgeschlagene höhere Festigkeit des Stützringes 6 wird vorzugsweise durch Wärmebehandlung des Ringes erzielt.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Stützhülse vor- gesehen, welche sich der Rohrverformung unmittelbar an- schließt und die durch die Verschraubungsmutter 2 mit dem Rohr 3 verklemmt ist. Hierdurch können Schwingungen, welche in das Rohrsystem gelangen, erheblich gedämpft werden, so daB diese in der Rohrverschraubung keine schädliche Auswirkung mehr ausüben können.

Die Figur 2 zeigt die gleiche Darstellung einer Rohrverbin- dung wie Figur 1, jedoch in einer abgewandelten Ausführungs- form. Die Stirnfläche 22 des achsparallelen Endstückes 2 des umgeformten Rohres 3 weist eine geschlossene Ringwulst 24 auf, welche einen Bruchteil der Stirnfläche 22 einnimmt und mit dem Rohrsitzboden 21 des Verbindungsstutzens 1 im montierten Zustand der Rohrverbindung eine metallische Dichtung bildet. Die Ringwulst 24 wird bei der Montage verpresst, so daB eine metallische Dichtung vorliegt.

Die Figuren 3 bis 11 zeigen verschiedene Werkzeuge zur Her- stellung einer Rohrverformung beispielsweise für eine Rohrverbindung der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Mit den im folgenden beschriebenen Werkzeugen lassen sich kom- plexe Rohrverformungen auch unterschiedlicher Rohrgrößen herstellen. Nach der Erfindung wird das an sich bekannte axiale Stauchverfahren mit einem Verformungsverfahren nach einem Taumel-oder Rotationsprinzip kombiniert, wobei auf das zu verformende Rohrende zu der axialen Stauch-Kraft eine Verformungskraft auf den äußeren und/oder inneren Rohrumfang mit radialer Kraftkomponente ausgeübt wird. Das die Kraft übertragende Werkzeug beschreibt in Abhängigkeit von der zu bildenden Verformung während seiner Rotationsbewegung eine virtuelle Kegelfläche. Damit erfolgt die Krafteinwirkung auf das zu verformende Rohrteil punktuell und/oder linienförmig, wobei diese Krafteinwirkungsorte auf dem äußeren und/oder inneren Rohrumfang um den Umfang des Rohres rotieren. Diese Arbeits-und Verformungsmethode weist in überraschender Weise eine Reihe von Vorteilen auf, die sich sowohl auf den zu ver-

formenden Werkstoff als auch auf die Arbeitswerkzeuge aus- wirken.

Einer auf den Werkstoff ausgeübten örtlich eng begrenzten mechanischen Spannung folgt unmittelbar eine längere Entspan- nungsphase,-entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit des Bearbeitungswerkzeugs-und in gleicher Weise folgt einer örtlichen Erwärmung, hervorgerufen durch die örtliche auf- geprägte mechanische Spannung, eine längere Abkühlungsphase entsprechend der Umlaufperiode des Werkzeugs. Eine kritische Belastung des Werkstoffs wird daher vermieden und es erfolgt somit eine schonende Verformung, welche sich auch äußerst günstig auf die Mikrostruktur des Werkstoffs auswirkt.

Das Verformungswerkzeug übt auf den Werkstoff bei gleichem Kraftaufwand wegen der verringerten Kraftübertragungsfläche eine höhere spezifische Belastung aus. Damit kann der Kraft- aufwand verringert werden, wodurch die Belastung der Werk- zeuge verringert und ihre Lebensdauer verlängert wird.

Anhand der Figuren 3 bis 6 wird ein Werkzeugtyp der genannten Art in seinen verschiedenen Arbeitsphasen dargestellt, während die Figuren 7 bis 10 einen weiteren Werkzeugtyp dieser Art in seinen verschiedenen Arbeitsphasen wiedergibt.

Einen noch anderen Werkzeugtyp, zeigt die Figur 11 in einer Arbeitsphase.

Allen im folgenden dargestellten Werkzeugen sind bestimmte Grundprinzipien gemeinsam. So wird mit Hilfe eines Rohrum- formgerätes, welches zur Befestigung eines zu verformenden Rohres 3 Klemmbacken 30 mit den Klemmbackenteilen 30a und 30b aufweist, an dem Ende des Rohres 3 eine definierte Verformung hergestellt. Hierzu wird das Rohr 3 von den Klemmbacken 30a und 30b so eingeklemmt, daB ein wesentlicher Teil des zu bearbeitenden Rohrendes 3a verklemmungsfrei bleibt und mit Hilfe eines hydraulisch und/oder elektro-mechanisch betätig- baren Geräteteiles des Rohrumformgerätes das Rohrende 3a axial gestaucht.

Die Klemmbacken 30a und 30b weisen in dem Rohrverformungsteil eine Aussparung 31 auf, in die sich das Rohr 3 mit seinem verklemmungsfreien Teil 3a erstreckt. Im Verformungsbereich 3a des Rohres 3 befinden sich innere negative Verformungs- konturen 32, in die Teile der Rohrwandung durch die auf das Rohrende wirkenden Axialkräfte und/oder radialen Komponenten der Verformungskräfte eingepreßt werden, wie aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich ist.

Im Rohrhaltebereich der Klemmbacken 30a und 30b sind zur Erhöhung des Reibwiderstandes des Rohrmantels und damit der Spannfestigkeit Mittel vorgesehen. Diese bestehen beispiels- weise aus einem in die Klemmbacken eingepreBten Granulat oder eingefräßten Rillen.

Der Werkzeugkopf 33 des Rohrumformwerkzeugs 34 ist topfförmig (Topf 35) ausgebildet, der einen inneren Durchmesser auf- weist, welcher größer als der Durchmesser des zu bearbeiten- den Rohres 3 ist, wobei der Bereich des inneren Topfrandes um den inneren Umfang verlaufende Formungswulste 36 oder Ausspa- rungen 37 zur Verformung des Rohrendes 3a aufweist.

Der Topfboden 38 ist mit einer Ausformung 38 versehen, gegen die die Stirnfläche 22 des Rohrendes 39 zu ihrer Bearbeitung und Übertragung axialer Kräfte periodisch anschlägt.

Das Rohrformwerkzeugs 34 ist mit einer Kraftübertragungswelle lösbar verbunden, beispielsweise verschraubt, welche in einem spitzen Winkel zur Rohrachse (Winkel zwischen der Achse der Kraftübertragungswelle 41 und der Rohrachse 10) bei ihrer Rotationsbewegung zur Verformung des Rohrendes 3a virtuelle Regelflächen beschreibt.

In einer weiteren Abwandlung dieser Ausführungsform sind die Klemmbacken 30a und 30b zur lösbaren Aufnahme von Formbacken 30c ausgebildet, welche in die Klemmbacken lösbar eingesetzt und befestigt werden (s. hierzu die gestrichelte Linie bei 30c in Fig. 3). Die inneren negativen Verformungskonturen 32

befinden sich dabei in dem Rohrformbereich der Formbacken, während die Klemmbacken demgegenüber neutral ausgebildet sind. Diese lassen sich daher universell verwenden, während die preiswerteren Formbacken von Fall zu Fall, je nach dem durchzuführenden Bearbeitungsprogramm, unterschiedlich aus- gebildet sind. Der Rohrhaltebereich der Formbacken ist, wie auch bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, mit Mitteln versehen, welche den Reibwiderstand zwischen Rohrmantel und Formbacken und damit die Spannfestigkeit erhöht.

Die Figur 3 zeigt die einleitende Phase, bei der ein Rohr- formwerkzeug 34 einem zwischen den Formbacken 30a und 30b eingespannten Rohr 3 zugeführt wird.

Die Figur 4 zeigt die Einführungsphase des Rohrendes 3a in den Topf 35 unter einem spitzen Winkel.

Die Figur 5 zeigt eine Arbeitsphase, in der bereits axiale Kräfte auf das Rohrende 3a ausgeübt wurden, so daß sich der Rohrmantel zwangsweise in die ihm angebotenen Verformungskon- turen legt. Andere Verformungsfreiheitsgrade sind dem Rohr- mantel durch den Werkzeugkopf versperrt, so daB er eine vor- gegebene Verformung zwangsweise einnehmen muß. Da das Rohr- formwerkzeug 34 zur Rohrachse 10 einen spitzen Winkel ein- nimmt und beim Bearbeitungsvorgang um diesen Winkel rotiert, erfolgt die Kraftübertragung auf das Rohrende 3a punkt-und linienförmig, wobei die Berührungs-bzw. Kraftübertragungs- flächen um den Rohrmantel und um die Stirnfläche des Rohres rotieren.

Die Figur 6 zeigt den weiteren Fortgang des Verformungsver- fahrens, wobei vom Topfboden 38 eine axiale Kraft auf das Rohrende 3a-und bezogen auf das Rohr-periodisch übertra- gen wird. Gleichzeitig übt der Formungswulst 36 des Topfes 35 -bezogen auf das Rohrende 3a-ebenfalls periodisch eine radiale Kraft auf die AuBenseite des Rohrmantels aus, bis die Endphase nach Figur 6 erreicht und die gewünschte Verformung des Rohres beendet ist.

Die Figuren 7 bis 10 zeigen eine Abwandlung des Werkzeugs nach der Erfindung, wobei zur Verformung des Rohrendes 3a diesem gleichzeitig eine dritte Kraftkomponente ebenfalls periodisch zugeführt wird. Diese Kraft wird auf den Innenman- tel des zu verformenden Rohres ausgeübt.

Hierzu ist das Innere des Topfes 48 zur Aufnahme eines Form- werkzeugs ausgebildet, welches einen Bearbeitungsdorn 43 mit einer Bearbeitungswulst 44 an seinem vorderen Ende aufweist.

Der Bearbeitungsdorn 43 ist in einer konisch ausgebildeten Bohrung 45 eines im Topfinnern angeordneten Einsatzkörpers 46 um die Achse 47 schwenkbar gelagert, so daß in jeder Ein- tauchtiefe des Bearbeitungsdorns 43 Kräfte auf die Rohrinnen- wandung des Rohres 3 übertragen werden können, wobei die konische Bohrung 45 in ihrer Wandung Ausnehmungen zur Auf- nahme der durch den Bearbeitungsdorn 43 vom Rohrinnern aus bewirkten Rohrverformungen aufweist.

Am Fußpunkt des Bearbeitungsdorns 43 entspricht der Abstand zum Mantel der Bohrung 45 des Einsatzkörpers 46 einer Rohrmantelstärke des zu bearbeitenden Rohres 3, wobei der Fußpunkt axiale Kräfte auf das zu verformende Rohrende 3a und der Bearbeitungsdorn 43 gleichzeitig radiale Kräfte auf die Mantelinnenseite des Rohrendes 3a periodisch überträgt.

Die Figur 7 zeigt die einleitende Bearbeitungsphase, in der die Kraftübertragungswelle 40 mit ihrem Topf 48 dem zu be- arbeitenden einklemmungsfreien Ende des Rohres 3 unter einem spitzen Winkel zugeführt wird. Der spitze Winkel ergibt sich aus dem Winkel zwischen der Rohrachse 10 und der Achse 41 der Kraftübertragungswelle 40.

Die Figur 8 zeigt die weitere Zuführung des Werkzeugs mit ihrem Topf 48 bis der Bearbeitungsdorn 43 vollständig in das Rohrinnere eingefahren ist, wie in der Figur 9 dargestellt ist. Mit Erreichen des Endes der konischen Bohrung 45 durch das Rohende kann die Übertragung der axialen Kraft auf das

Rohr beginnen. Da die Achse 41 um die gedachte Verlängerung der Rohrachse 10 rotiert und damit einen virtuellen spitzen Kegel beschreibt, wandert auch die Kraftübertragungslinie periodisch auf der Stirnfläche des Rohrendes 3a und übt eine axiale Kraft auf das Rohr periodisch aus. In gleicher Weise wandert die Berührende der Bearbeitungswulst 44 des Bear- beitungsdorns 43 auf einer inneren Kreisbahn auf dem Rohrin- nenmantel und übt dabei auf den inneren Rohrmantel eine radiale Kraft mit gleicher Periode aus. Da der Innenmantel der konischen Bohrung 45 Ausnehmungen 49 aufweist, in die sich die Rohrverformung einfügt, erfolgt eine auf den Rohr- außenmantel einwirkende radiale Kraft, in einer um 180° zeitlich verschobenen Periode. Dies wird insbesondere aus den Arbeitsphasen nach den Figuren 9 und 10 ersichtlich.

Damit lassen sich komplexe Rohrverformungen unter schonender Behandlung des Rohrmaterials herstellen, wobei die Mikro- struktur erheblich verbessert wird und die Lebensdauer der Arbeitswerkzeuge verlängert wird, da die Werkzeuge wesentlich geringer als bei den bekannten Verformungsverfahren belastet werden.

Die Figur 11 zeigt ein weiteres Werkzeug zur Herstellung einer Rohrverformung, welches nach den ähnlichen Prinzipien wie das anhand der Figuren 3 bis 6 beschriebene Werkzeug arbeitet.

Der Verformungstopf 50 wird auf seiner Außenseite des Topfbo- dens 52 von einem Kraftübertragungszylinder 51 beaufschlagt, dessen Angriffsfläche als flacher Kegel 53 ausgebildet ist, welcher auf der AuBenseite des Topfbodens 52 um dessen Mittelpunkt (DurchstoBpunkt der Rohrachse 10) in radialer linienförmiger Berührung abrollt, wobei die Achse 41 des flachen Kegels 53 auf einer virtuellen Rotations-Kegelfläche umläuft und damit eine radiale und axiale Kraftkomponente auf den Verformungstopf 50 und damit auf das zu verformende Rohrende 3a periodisch überträgt.

Die vom Kraftübertragungszylinder 51 über den flachen Kegel 53 auf die AuBenseite des Topfbodens 52 übertragene Kraft wirkt somit in einer vom Mittelpunkt der Topfbodenfläche ausgehenden radialen Linie, welche um den Mittelpunkt kreist.

Die auf das Rohrende einwirkenden Kräfte wandern daher auf der Stirnfläche des Rohres als Axialkraft und auf dem Außenmantel des Rohres als Radialkraft periodisch.

Damit treten auch hier die bereits oben genannten Vorteile einer schonenden Materialverformung und damit einer Mikro- stukturverbesserung sowie einer Verbesserung der Lebensdauer der Werkzeuge auf.