CH707389A2 - Werkzeug zum axialen Verpressen von Fittingen. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum axialen Verpressen von Fittingen resp. Pressfittingen, um Rohre zu verbinden. Sie ermöglicht es, mit sehr hohen axialen Kräften Fittinge so zu verpressen, dass die resultierenden Kräfte momentfrei in das Gehäuse abgeleitet werden. Das Werkzeug besteht aus zwei jeweils einteiligen Gehäuseteilen (1, 2), die gelenkig miteinander verbunden sind. Die Gehäuseteile weisen an der Innenseite eine axiale zylindrische Aussparung auf, die es ermöglicht, einen Pressfitting, der auf einem zu verpressenden Rohr aufgesteckt ist, zu umfassen. Die Gehäuseteile sind so ausgebildet, dass sie mehrere Hydraulikzylinder aufweisen, die so in das Gehäuse integriert sind, dass sie auf eine gemeinsame Pressplatte wirken. Diese Pressplatte wird durch die Zylinder axial bewegt. In dieser Pressplatte können je nach Fittingdimension angepasste Einsätze eingelegt sein, die die Presskraft auf den Fitting übertragen. Die Gegenlager bilden starre Einsätze, die ebenfalls in die Gehäuseteile eingesetzt sind. Die Zylinder sind dabei so angeordnet, dass die resultierende Kraft annähernd durch die Schwerpunkte der am Fitting angreifenden Einsätze verläuft. Die zum Verpressen nötige Kraft wird durch in den Zylindern laufende Hydraulikkolben erzeugt. Die Rückstellung in die Ausgangsposition erfolgt mittels Druckfedern, die durch das Verpressen vorgespannt werden und nach der Reduktion des hydraulischen Drucks die Pressplatten wieder in die Ausgangslage zurückdrücken.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum axialen Verpressen von Fittingen, die mittels axialen Aufpressens eines Pressrings radial so verformt werden, dass sie einen Kraft-und Formschluss mit dem zu verbindenden Rohr bewirken.

[0002] Fittinge, bei denen durch das axiale Verpressen eines Pressrings über eine Hülse eine radiale Verformung der Hülse bewirkt wird, werden eingesetzt, um Verbindungen zwischen Rohren herzustellen, die auch bei hohen Drücken ohne zusätzliche Dichtelemente eine dichte und unlösbare Verbindung gewährleisten. Diese Fittinge werden in verschiedenen Grössen hergestellt und z.B. in Hochdruck-Feuerlöschsystemen eingesetzt. Zum Verpressen derartiger Fittings bieten die Hersteller spezielle Werkzeuge an, die genau auf deren Produkte abgestimmt sind. Ein solches Werkzeug ist z.B. im Patent US 6 199 254 B1 beschrieben. Das dort offenbarte Werkzeug besteht aus zwei miteinander gelenkig verbundenen Gehäusehälften und ist mit hydraulischen Kolben ausgestattet, die kreisförmig um den Fitting herum angeordnet sind.

[0003] Andere Lösungen beschreiben Presswerkzeuge, die nicht koaxial zum Fitting wirken, sondern parallel zum Rohr den Fitting mittels zweier u-förmiger Aufnahmen greifen und verpressen, wie z.B. US 5 694 670 beschrieben. Bei beiden Werkzeugformen werden hohe Kräfte auf den Fitting übertragen, wobei der Kraftangriff exzentrisch erfolgt, was durch das daraus resultierende Drehmoment zu einer grossen Belastung der Werkzeuggehäuse führt. Die kreisförmige Anordnung der Kolben, wie sie in US 6 199 254 B1 beschrieben wird, hat zudem den Nachteil, dass das Werkzeug sehr gross sein muss und nur für einen bestimmten Fittingdurchmesser einsetzbar ist, da die jeweiligen Kolben direkt auf den zu verpressenden Pressring wirken. Werkzeuge mit ü-förmigen Pressbacken sind wegen der hohen entstehenden Momente nur für kleine Fittinggrössen einsetzbar.

[0004] Weitere auf dem Markt befindliche Werkzeuge haben eine Vielzahl von im Kreis angeordnete Kolben, die mittels Kraftübertragung auf einen Zugring, in den verschiedene Einsätze eingesetzt werden können, Kraft auf die zu verpressenden Fittinge ausüben. Derartige Konstruktionen bestehen ebenfalls aus zwei Werkzeughälften, die gelenkig miteinander verbunden sind. Bedingt durch die grosse Anzahl von Einzelteilen sind diese Werkzeuge relativ schwer und unhandlich. Auch bei diesen Werkzeugen bewirken die exzentrischen Kräfte grosse Momente, die zu hohem Werkzeugverschleiss führen. Bedingt dadurch ist die Anzahl der möglichen verpressbaren Dimensionen eingeschränkt, so dass verschiedene Werkzeuggrössen nötig sind um die, bei der beschriebenen Anwendung zum Einsatz kommenden, Fittinggrössen verarbeiten zu können.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum axialen Verpressen von Fittingen zu entwickeln, das die Kräfte so in den zu verpressenden Fitting einleitet, dass keine Momente entstehen, die das System belasten. Gleichzeitig soll das Werkzeug sehr kompakt, sehr leicht und so variabel sein, dass mit einem Werkzeug Fittinge in einem grossen Dimensionsbereich, vorzugsweise zwischen 12 mm und 60 mm verpresst werden können.

[0006] Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

[0007] Vorgeschlagen wird ein Presswerkzeug, das geeignet ist, zylindrische Fittinge, die aus einer Hülse und einem Pressring bestehen zu verpressen.

[0008] Dazu wird, durch eine axiale Verschiebung des Pressrings über die Hülse, durch eine entsprechende Konturierung der beiden Teile, eine radiale Verformung der Hülsen nach innen bewirkt und so die innere Kontur der Hülse auf ein zuvor in die Hülse eingestecktes Rohr gepresst. Dadurch wird ein Kraft- und Formschluss mit dem Rohr erzeugt und eine unlösbare Verbindung geschaffen.

[0009] Die von hydraulischen Kolben erzeugte Kraft wird so auf Pressplatten übertragen, dass sie in einer Linie nahezu durch die Flächenschwerpunkte der grössten Einsätze koaxial zum Fitting wirkt, damit kein Moment entstehen kann, das auf die Gehäusehälften wirkt. Möglich ist dies dadurch, dass die Kolben nicht kreisförmig um den Fitting herum, sondern symmetrisch zu einer Linie, die parallel zur Werkzeugtrennung und annähernd durch den Flächenschwerpunkt der Einsätze verläuft, angeordnet sind. Bedingt durch diese Anordnung kann das Werkzeug sehr schmal aufgebaut sein, womit die Anforderung an eine möglichst kompakte Baugrösse erfüllt werden kann.

[0010] Da sowohl die Kolben als auch die Einsätze, die die Kraft am anderen Ende der Fittinge aufnehmen im gleichen Gehäuse gelagert sind, kann das Werkzeug sehr kompakt aufgebaut sein.

[0011] Das die beiden Werkzeughälften verbindende Gelenk ist zweckmässig entweder über die gesamte Höhe des Werkzeugs oder zumindest am unteren und oberen Ende des Werkzeugs ausgebildet, so dass die beiden kraftbeaufschlagten Bereiche des Werkzeugs miteinander verbunden sind und damit eine exakte Aufnahme des Fittings gewährleistet ist. Die beiden Innenseiten der Werkzeughälften weisen eine zylindrische Aussparung auf, die es ermöglicht eine vormontierte Baugruppe, bestehend aus einem Fitting mit einem eingesteckten Rohr aufzunehmen und radial zu umschliessen. Dazu wird das Werkzeug aufgeklappt, über die Rohr-Fitting Baugruppe geführt und wieder zugeklappt. Dabei wird das Werkzeug automatisch arretiert und kann erst nach Betätigung eines Auslösemechanismus wieder geöffnet werden. So ist sichergestellt, dass bei der Verpressung des Fittings für den Bediener keinerlei Einklemm- oder eine anderweitige Verletzungsgefahr besteht. Um den Verlauf der Verpressung, die innerhalb des eingeschlossenen Raums erfolgt beobachten zu können, ist bevorzugt eine Anzeige integriert, mit der der Weg der Pressplatte aussen sichtbar gemacht wird. In das Werkzeug sind Griffe integriert, die so angeordnet sind, dass das Werkzeug im geöffneten Zustand symmetrisch zum Schwerpunkt des Werkzeugs gehalten werden kann. Der Auslösemechanismus ist so angeordnet, dass er von der haltenden Hand mit den Fingerspitzen bedient werden kann.

[0012] Für jede Rohrdimension wird eine angepasste Fittingdimension benötigt, die je nach Durchmesser des zu verbindenden Rohrs einen entsprechenden Durchmesser und eine spezifische Länge aufweist. Mit dem erfindungsgemässen Werkzeug ist es möglich, eine grosse Anzahl verschiedener Fittingdimensionen zu verpressen. Dazu kann das Werkzeug mit auswechselbaren Einsätzen bestückt werden, die auf die jeweilige Grösse der Fittinge abgestimmt sind. Diese Einsätze sind so gestaltet, dass alle die gleiche Aussenkontur, die zu der aufnehmenden Kontur der Pressplatte passt und eine auf den jeweiligen Fittingdurchmesser abgestimmte Innenkontur aufweisen. Die Dicke der Einsätze ist so abgestimmt, dass die individuelle Länge des jeweiligen Fittings zum Hub des Werkzeugs korreliert.

[0013] Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die <tb>Fig. 1 :<SEP>eine Ansicht des geschlossenen Werkzeugs <tb>Fig. 2 :<SEP>eine Ansicht des geöffneten Werkzeugs <tb>Fig. 3 :<SEP>eine Ansieht auf eine Werkzeughälfte von Innen, mit der Anordnung der Einsätze, sowie dem Wirkmechanismus Pressplatte – Einsatz – Fitting unverpresst; <tb>Fig. 4 :<SEP>eine Ansicht des Verriegelungsmechanismus (geöffnet); <tb>Fig. 5 :<SEP>eine Ansicht Verriegelungsmechanismus geschlossen; <tb>Fig. 6 :<SEP>eine Ansicht der Griffe, des Entriegelungsmechanismus und der Stellungsanzeige; <tb>Fig. 7 :<SEP>eine Ansicht Wirkmechanismus Pressplatte – Einsätze – Fitting verpresst; <tb>Fig. 8 :<SEP>eine Zylinderanordnung; <tb>Fig. 9 :<SEP>ein Längsschnitt; <tb>Fig. 10 :<SEP>eine Ansicht, die die Montage der Stopfen von unten zeigt; <tb>Fig. 11 :<SEP>eine Ansicht eines oberen Einsatzes; <tb>Fig. 12 :<SEP>eine Ansicht mit einer alternativen Ausführungsform bei der die Kolbenmontage in einer Unterbaugruppe von der Seite her erfolgt; <tb>Fig. 13 :<SEP>eine Ansicht mit einer alternativen Ausführungsform bei der die Kolbenmontage in einer Unterbaugruppe von der Seite erfolgt als Explosionsansicht.

[0014] In Fig. 1 ist das Werkzeug im geschlossenen Zustand von oben betrachtet dargestellt. Es besteht aus den Gehäuseteilen und 2 und den beiden Griffen 3 und 4. An der Stirnseite zwischen den Griffen ist eine Steckkupplung 5 zur Verbindung mit einer Hydraulikpumpe mittels eines Schlauchs mit einer Steckkupplung angebracht. Ebenfalls sichtbar sind die beiden oberen Einsätze 6 und 7.

[0015] In der Fig. 2 ist das Werkzeug im aufgeklappten (geöffneten) Zustand sichtbar. In dieser Position kann das Werkzeug über die Baugruppe 19 geführt und anschliessend wieder zugeklappt werden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird dabei die Baugruppe 19 bestehend aus dem Rohr 20, dem zu verpressenden Fitting 21 und dem Pressring 22 vollständig vom Werkzeug umschlossen. Es wird gezeigt, dass der Pressring 22 in der Startposition auf dem Einsatz 13 anliegt und der Fittingbody 21 nahezu am Einsatz 6 anliegt. Der Einsatz 13 wird von der Pressplatte 14 aufgenommen. Die Pressplatte 14 wird in dieser Position durch die Rückstellfedern 23 an das Gehäuseteil 1 angedrückt. Der Einsatz 6 wird vom Gehäuse 1 formschlüssig aufgenommen und nimmt die beim Verpressen auftretende Kraft auf. Diese wird durch den Einsatz 13, der in der Pressplatte 14 liegt, auf den Pressring 22 übertragen und auf den Fittingbody 21 abgeleitet. Die Kraft wird durch Kolben 16, die mit hydraulischem Druck durch eine externe Pumpe beaufschlagt werden, erzeugt (siehe Fig. 7 ) und auf die Druckplatte 14 übertragen.

[0016] In Fig. 7 ist der verpresste Fitting im Werkzeug dargestellt. Der Pressring 22 ist vollständig auf den Fittingbody 21 aufgeschoben und hat das innen liegende Rohr 20 mit dem Fitting verbunden. Die Pressplatte 14 ist in der obersten Position angelangt und die Rückstellfedern 23 sind maximal gespannt. Nach der Reduktion des hydraulischen Drucks bewirken die Rückstellfedern das Zurückfahren der Pressplatte 14 in die Ausgangsposition.

[0017] In Fig. 5 ist der geschlossene Verriegelungsmechanismus gezeigt. Dieser besteht aus einem Stift 12, der durch eine Feder 11 so vorgespannt ist, dass er in eine Lasche 10 eingreift. Durch den Knopf 9 kann der Stift 12 gezogen werden und das Werkzeug ist entriegelt und kann dann aufgeklappt werden, in dem das Gehäuseteil 1 um die Achse 17 gedreht wird. Der Stift 12 ist vollständig im Gehäuseteil 2 axial verschieblich gelagert. Die Lasche 10 ist im Gehäuse 1 fixiert. In Fig. 4 ist das Werkzeug im aufgeklappten Zustand gezeigt. Durch die Schliessbewegung wird das Gehäuse 1 um die Achse 17 gedreht. Bei dieser Bewegung wird der Stift 12 durch die Lasche 10 verschoben und gegen die Feder 11 gespannt. In der geschlossenen Position kann der Stift 12 durch die Federkraft in die Lasche 10 einfahren und das Werkzeug so automatisch verriegeln. Im Gebrauch wird das Werkzeug vom Monteur an den beiden integrierten Griffen 3 und 4 gehalten.

[0018] In Fig. 6 ist gezeigt, dass die Griffe mittels Laschen 24 und 25 mit den Gehäuseteilen 1 und 2 verbunden sind. Ein Zugknopf 9 ist dabei so angeordnet, dass er aus der Halteposition heraus mit den Fingerspitzen betätigt werden kann.

[0019] In Fig. 8 ist die Anordnung der Kolben 16 ersichtlich. Diese sind so angeordnet, dass die resultierende Kraft nahezu auf dem Flächenschwerpunkt der Einsätze 6 und 13 verläuft. Die Kräfte können so in das Gehäuse abgeleitet werden, ohne dass ein Moment entsteht. Das Drehgelenk in Gehäuseteil 1 wird durch die Achse 17 gebildet und ist ausserhalb der Mitte angeordnet. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 können so spiegelbildlich ausgeführt werden. Das Gehäuseteil 2 weist ebenfalls eine Achse 18 auf. Um diese kann das Gehäuseteil 2 geschwenkt werden. Mit Vorteil ist dieses Gelenk blockiert, damit eine einfache Bedienung möglich ist. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 sind durch zwei Laschen 27 und 29, sowie über den Hydraulikverteiler 26 miteinander verbunden. Dies ist in Fig. 6 ersichtlich. Die obere Lasche 27 dient zugleich als Führung für den Stift 12 der Verriegelung und als Gegenlager für die Druckfeder 11, die den Verriegelungsstift in die verriegelte Position drückt. Im Hydraulikverteiler 26 wird das Hydraulikmedium durch die Steckkupplung 5 eingeleitet und anschliessend durch Bohrungen so weitergeleitet, dass es axial über korrespondierende Bohrungen in den Gehäuseteilen 1 und 2 an die Zylinder weitergeleitet wird. Der Hydraulikverteiler 26 funktioniert dabei als Gelenk. Die beiden Achsen 17 und 18 sind so gelagert, dass beide Gelenke über die ganze Höhe des Werkzeugs ausgebildet sind. Die Achsen werden durch die Laschen 24 und 25 in den Gehäuseteilen 1 und 2 gehalten. Da der Pressvorgang im komplett gekapselten Innenraum des Werkzeugs abläuft, kann der Fortschritt der Verpressung mittels Indikatorstiften 8 z.B. an den Seiten des Werkzeugs mitverfolgt werden. Die Einsätze 13 können mittels der Schrauben 28 mit den Pressplatten verbunden werden.

[0020] In Fig. 11 ist ein Einsatz 6 gezeigt. Bei diesem ist die kraftaufnehmende Fläche 31 so ausgebildet, dass durch die Grösse einer Aussparung 30 z.B. als Fase, die Position des Kraftangriffspunkts gesteuert wird.

[0021] In Fig. 10 ist eine mögliche Ausführungsform der Montage der Kolben 16 in die Gehäuseteile 1 und 2 gezeigt. Bei dieser Ausführung werden die Kolben von unten in die Gehäuse eingesetzt und die Gehäusebohrung mittels Stopfen 15 verschlossen. Die Stopfen bilden gleichzeitig die Führung für die Kolben 16. Der Vorteil dieser Ausführung ist, dass die in den Stopfen 15 integrierte Führungshülse aus einem harten Werkstoff, vorzugsweise aus Stahl, ausgeführt sein kann und die Gehäuseteile 1, 2 aus einem leichteren Material, vorzugsweise Aluminium. Dadurch kann das Gesamtgewicht des Werkzeugs gegenüber bisherigen Konstruktionen signifikant reduziert werden. Eine alternative Ausführungsform ist in den Fig. 12 und 13 gezeigt. Hier sind die Führungen für die Kolben in einem Bauteil 33, das vorzugsweise aus Stahl gefertigt ist, zusammengefasst. In diesem Bauteil werden die Kolben 34 vormontiert. Diese Baugruppe 35 kann in ein vorzugsweise aus Aluminium gefertigten Gehäuseteil 32 eingesetzt werden, das die Kräfte, die bei der Verpressung der Fittinge entstehen aufnehmen kann.

Liste der Bezugszeichen

[0022] <tb>1<SEP>Gehäuseteil <tb>2<SEP>Gehäuseteil <tb>3<SEP>Griff <tb>4<SEP>Griff <tb>5<SEP>Steckkupplung <tb>6<SEP>Einsatz <tb>7<SEP>Einsatz <tb>8<SEP>Indikatorstift <tb>9<SEP>Zugknopf <tb>10<SEP>Lasche <tb>11<SEP>Druckfeder <tb>12<SEP>Stift <tb>13<SEP>Einsatz <tb>14<SEP>Pressplatte <tb>15<SEP>Stopfen <tb>16<SEP>Kolben <tb>17<SEP>Achse <tb>18<SEP>Achse <tb>19<SEP>Baugruppe Fitting – Pressring – Rohr <tb>20<SEP>Rohr <tb>21<SEP>Fittingbody <tb>22<SEP>Pressring <tb>23<SEP>Rückstellfeder <tb>24<SEP>Lasche <tb>25<SEP>Lasche <tb>26<SEP>Hydraulikverteiler <tb>27<SEP>Schraube <tb>28<SEP>Schraube <tb>29<SEP>Lasche <tb>30<SEP>Fase <tb>31<SEP>Fläche <tb>32<SEP>Gehäuse <tb>33<SEP>Bauteil <tb>34<SEP>Kolben <tb>35<SEP>Baugruppe aus Bauteil und Kolben

Claims (10)

1. Werkzeug zum axialen Verpressen von Fittingen, die aus einer vorwiegend zylindrischen Hülse und einem ebenfalls zylindrischen Pressring bestehen, der durch das zweiteilige Presswerkzeug, dessen Gehäuseteile miteinander verbunden sind axial über die Hülse geschoben wird, wobei eine radiale Verformung der Hülse hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse befindliche Kolben (16, 34) so angeordnet sind, dass die resultierende Kraft annähernd durch den Flächenschwerpunkt der kraftübertragenden Flächen wirkt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei spiegelbildliche Gehäuseteile (1, 2) umfasst, die durch ein über die ganze Höhe verlaufendes Gelenk drehbar miteinander verbunden sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei spiegelbildliche Gehäuseteile (1, 2) umfasst, die durch zwei über die ganze Höhe verlaufende Gelenke mit einander drehbar verbunden sind.

4. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei spiegelbildliche Gehäuseteile (1, 2) umfasst, die durch zwei über die ganze Höhe verlaufende Gelenke miteinander drehbar verbunden sind, wobei eines der Gelenke versteift ausgeführt ist.

5. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei spiegelbildlichen Gehäuseteile (1, 2) beim Schliessen derselben automatisch verriegelbar sind.

6. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressvorgang innerhalb eines von den Gehäuseteilen (1, 2) vollständig umschlossenen Raums erfolgt.

7. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuseteil (1, 2) auswechselbare Einsätze (6, 13) vorgesehen sind, die die Kräfte aufnehmen.

8. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gehäuseteil (1, 2) einteilig ist.

9. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche) 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräfte im einteiligen Gehäuseteil (1, 2) durch auswechselbare Stahleinsätze aufgenommen sind, wobei die Gehäuseteile (1, 2) selbst aus einem Leichtmetall bestehen und dass die Kolben (16, 34) in eingeschraubten Hülsen aus Stahl geführt und gelagert sind.

10. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräfte in einem einteiligen Gehäuseteil (1, 2) durch auswechselbare Stahleinsätze aufgenommen sind, wobei die Kolben (16, 34) in einem seitlich eingesetzten Bauteil (33) geführt und gelagert sind und dass die Gehäuseteile (1, 2) selbst aus einem Leichtmetall bestehen.