CN110538932B - 用于压机的工具头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于压机(1)的工具头(10)以及一种用于使管形的工件、尤其是接头塑性变形的压机，其中，所述工具头包括基体(12)、固定不动的压钳(14)以及可线性运动的压钳(16)。弹簧元件(18)被设置用于将可运动的压钳相对于工件预紧，而不使工件塑性变形。

Description

用于压机的工具头

技术领域

本发明涉及一种用于压机、尤其是用于管压机的工具头，用于使管形的工件、尤其是接头塑性变形。此外，本发明涉及一种压机以及一种用于运行这种压机的方法。

背景技术

在现有技术中已知用于连接管形的工件的多种方法。例如可以将管彼此熔焊或焊接。此外已知的是，较小的管的端部被插入到较大的管的管端部中并接下来将两个管端部彼此挤压。

在另外的情况下，借助于(挤压)接头来执行挤压。为此，压机、例如管压机可以被用于使管与挤压接头连接。这种接头例如可以被设计为管道接头，其可以被用作管道的连接件。待连接的管端部被插入到接头中并且接头接下来与管端部一起被挤压。接头可以由不同的材料制成，例如由铜、铝、塑料、复合物和/或(不锈)钢制成。

(管)压机可以包括由金属、例如铝、钛或钢制成的压钳，压钳可以是可更换的。同样地，压钳可以由复合材料制成。此外，压机可以包括可更换的工具头、例如挤压夹具，该工具头具有压钳。借助于压钳或挤压夹具可以施加力到接头上，以便使其塑性变形，使得接头尽可能锁合地、密封地且固定地贴靠在管(或管端部)上。在使用这种压机时，压钳相对彼此摆动并在此被按压到一起，以便使布置在其间的接头在管上被挤压。压机可以被手动引导，并由驱动器驱动。典型地使用电驱动器和/或液压驱动器。

压钳的摆动造成接头上不希望地形成毛刺。此外，该摆动造成不均匀地施加挤压力。因此，通过使压钳在邻近摆动轴的区域中摆动比在远离摆动轴的区域中摆动施加了较高的挤压力。这点导致不均匀的挤压。在此，尤其在挤压敏感的接头、例如非常薄壁的接头时可以区域地(例如相邻于摆动轴)超过最大允许的挤压力，而例如在远离摆动轴的区域中没有达到所需的挤压力。

此外，已知的工具头体积巨大且仅可以受限制地被使用在局促的区域中。尤其通过压钳相对彼此的相对摆动，已知工具头的周围容积在压钳打开时改变得非常强，使得已知的工具头不适用于或仅受限制地适用于在局促的区域中使用(例如在装配空调设施或暖气时、尤其是在加装空调或暖气模块时)。

此外，已知的工具头经常很难足够精确地定位，使得待挤压的工件(接头)在挤压之前不能被理想夹持。这点可以导致工件在如下部位上的变形，该部位没有设置用于变形，使得最终不能确保管形的工件的连接部的密封性。

由此，本发明的任务是，提供一种工具头，该工具头很小且简单地定位并可以施加均匀的挤压力。这些任务和另外的、对本领域技术人员而言从下面的说明显而易见的任务，通过根据本发明的用于压机的工具头、根据本发明的压机以及根据本发明的用于运行压机的方法来解决。

发明内容

本发明涉及一种用于压机、尤其是用于管压机的工具头，用于使管形的工件、尤其是接头塑性变形。管形的工件例如可以是接头，并能够被挤压用以使两个管与该接头连接。在此，接头例如可以至少部分地由铜、铝、塑料、复合物和/或不锈(钢)制成。工具头或压机又可以被设置用于，使这种管形的工件、例如接头被塑性变形，使得其与布置在接头中的管道件连接。尤其地可以借助于压机或工具头来执行挤压，以便接头形状配合和/或力配合地不可松脱地与管连接。接头例如可以根据DIN EN 1254-7被规定。

工具头此外包括基体，在该基体上布置固定不动的压钳。此外，工具头包括可线性运动的压钳，其相对于固定不动的压钳线性运动。这意味着，可运动的压钳被可运动地设置用于相对于固定不动的压钳的直线运动。借助于机器耦合器可以使工具头与压机耦接，尤其是使得压机可以驱动压钳(尤其是可线性运动的压钳)。

例如，通过至少一个销栓来进行耦接。压钳系统的压钳相对彼此可运动地设置，尤其地可以使可线性运动的压钳从第一姿态运动到第二姿态中，其中，压钳在第一姿态中打开并在第二姿态中关闭。在第一姿态中(也就是在打开姿态中)可以例如将管形的工件、例如接头布置在压钳之间。

工具头的压钳此外可以是可更换的。由此，例如在材料和/或周围方面不同的不同工件可以利用该工具头被挤压。为此将适当的(对工件而言特殊的)压钳插入到工具头中。

此外，工具头包括弹簧元件，其被设置用于如果工件布置在压钳之间的话则使可运动的压钳相对工件预紧，而不使该工件塑性变形。通过借助于弹簧元件使可运动的压钳相对工件预紧而使得工具头的定位变得容易。由此可以实施工件的精确挤压或准确的变形。为了获得精确的挤压而首先将固定不动的压钳在工件上取向并接下来使可运动的压钳从打开的第一姿态中运动出来并相对工件预紧。借助于弹簧元件可以将足够的预紧力施加到工件上，该预紧力确保了工具头不再滑动并被精确定位。同样地，可以选择预紧力，使得工具头位置的较小补充调节还是可行的。在检查了工具头的准确位置之后，接下来可以施加挤压力并使管形的工件塑性变形。

借助于至少一个压钳的线性运动来进行变形。通过压钳的线性运动，可以使可运动的压钳线性地朝向固定不动的压钳运动。这点造成均匀地施加挤压力。此外可以通过压钳的线性运动和力的相应施加，很大程度上或甚至完全地阻止形成挤压毛刺，使得获得了紧密的挤压。此外能够实现可运动的压钳的线性运动、以很小的尺寸来设计工具头。尤其地，限定了工具头的容积在打开状态中和在关闭状态中非常小，使得工具头也可以在狭窄的空间中使用并例如可以运动经过已有的管道。尤其地，这种工具头适用于在装配空调设施时或在已有供热设施或空调设施中加装供热或空调模块时挤压工件。

机器耦合器可以被构造为，使得工具头的基体被保持在压机中，而可运动的压钳通过压机的驱动器来发生运动并因此施加挤压力到工件上。

此外，基体可以被构造为C形。这点简化了工具头在工件上的初步的取向或定位。例如，包括固定不动的压钳的基体可以在工件上钩住，并由此被简单地取向。尤其地，工具头可以被悬挂在工件上，使得在施加预紧力之前也已经进行了工具头在工件上的一定的固定。

此外，可运动的压钳可以通过弹簧元件从第一姿态运动到第二姿态中，其中，压钳在第一姿态中优选完全打开并在第二姿态中关闭、或贴靠在工件上或彼此贴靠。通过使压钳完全打开(也就是在第一姿态中)，使得接头或工件的放入以及工具头在工件上的取向变得简化，因为工件可以容易地被引入到压钳之间。

此外，工具头可以包括锁止装置，其被设置用于锁定可运动的压钳，其中，该锁定优选在第一、也就是打开的姿态中进行。通过该锁定，在工具头定位在所述工件上时工具头不必被手动地保持敞开。确切地说，可运动的压钳可以被带到第一姿态中并在该第一姿态中被锁定。接下来可以使工具头相对于工件取向。在松脱锁定之后，弹簧元件可以使可运动的压钳从第一姿态中运动出去，并将预紧力施加到工件上。由此，使得工具头相对于工件的取向被简化并可以使有错误的挤压的危险最小化。

尤其地，锁止装置也可以被设置用于释放可运动的压钳，使弹簧元件将压钳相对工件预紧。为此，锁止装置优选具有解锁装置、例如解锁杆。如果工具头或固定不动的压钳在工件上被取向，那么借助于锁止装置或解锁装置可以使可运动的压钳(自动地)从第一姿态中运动出来并相对工件进行预紧。由此确保了简单的操作。

弹簧元件可以被设置用于，借助于可运动的压钳将可预调的预紧力施加到工具上，其中，弹簧元件优选包括螺旋弹簧。另外的弹簧形式同样是可行的。例如可以使用气动、液压或其他的弹簧或不同弹簧的组合。可预调的预紧力是有利的，因为因此可以使预紧力与不同的工件或接头适配。例如，可以用与例如塑料接头不同的预紧力来预紧钢接头。同样地，预紧力可以关于接头的材料厚度被调整。由此可以确保，接头不会通过施加预紧力被损坏或已经塑性变形。

尤其地，可预调的预紧力能够在5至50N的范围内、优选7至40N的范围内并最优选在10至30N的范围内调整。该调整可以无级地或分级地进行。在预紧力的所提到的范围内可以确保：工具头安全地定位在工件上并相对工件被预紧，使得在工件和工具头之间不发生进一步的不希望的相对运动。此外，在施加实际的挤压力之前，在预紧力的所提到的范围内不出现典型工件的塑性变形。

此外，工具头可以具有定位辅助装置，其优选与待挤压的工件适配，其中，定位辅助装置尤其可以被构造为呈回弹件(Rücksprung)形式。定位辅助装置允许了工具头在工件上的形状配合的定位。例如，工件可以具有凸出部并且定位辅助装置被构造为呈回弹件的形式。例如，定位辅助装置可以被构造在至少一个优选固定不动的压钳上。同样地，定位辅助装置可以被构造在基体上。工具头在工件上定位时定位辅助装置与工件的相应的凸出部接合并因此简化了工具头的取向。尤其地，定位辅助装置可以被设置为，使得工具头被转向到希望的取向上。这点例如通过梯形的回弹件是可行的，该回弹件能够实现工件容易地引入到定位辅助装置中并接下来导致工件在定位辅助装置中的希望的取向。

此外，工具头的压钳中的至少一个可以是可更换的压钳。通过更换压钳可以使工具头与不同的工件适配。例如，工件可以由不同的材料、例如塑料、铜、铝、复合物、钢或不锈钢来加工。压钳于是由相应的材料来提供，这些压钳可以实现工件的塑性变形。同样地，可更换的压钳可以实现将具有不同直径的工件塑性变形。例如，工件可以具有5mm至50mm范围内的直径。通过提供具有相应的工具容纳部的至少一个相应的压钳，具有不同直径的工件可以利用相同的工具头来挤压。

尤其地，压钳可以在所述第一姿态中被布置得彼此间隔开至少6mm、优选至少10mm、还优选至少12mm、还优选至少15mm并最优选至少20mm。压钳相对彼此的间距在此设有净宽“D”，使得可以相应地将大的工件引入到压钳之间。

压钳之间的净宽优选被选择为至少这样大，使得未被挤压的工件(也就是未挤压的接头)可以被引入到压钳之间。通过提供相应大的间距而可行的是，工件容易引入到压钳之间。此外，足够小地选择间距，以便能够实现快速的挤压并避免可运动的压钳的不需要的运动。由此可以实现有效的挤压。

尤其地可以将压钳设置用于，将至少2kN、优选至少8kN、优选至少10kN、还优选至少18kN并最优选至少24kN的挤压力施加到所述工件上。由此可以使不同材料的工件被塑性变形。此外，压机或工具头可以被设置为，以便对挤压力进行适配，使得不同的工件可以在不被损坏的情况被挤压。由此可以确保管件的紧密连接。

优选地，工具头的机器耦合器被设置为，工具头可以与压机可转动地耦接。在此，工具头优选被设置为可绕纵向轴转动。这点能够实现工具头在不同定向上的转动，而不必使得实际的压机伴随转动。由此也可以将工具头插入到狭窄的区域或安装空间中。如果压机例如被设计有把手，那么压钳的开口可以被定向至对应的工件。如果应当例如在空间的顶部上挤压管连接部，那么压机的把手可以向下指向，而压钳的开口被向上定向。相应地，在加工壁上的管连接部时可以将开口相对把手侧向地定向。由此，可以选择工具头的或开口的针对各安装情况理想的定向并可以实现优化的挤压。

进一步优选地，可线性运动的压钳被设置为，使得其不能执行相对于固定不动的压钳的旋转运动。

此外，本发明的任务通过压机来解决，尤其是通过用于使管形的工件塑性变形的管压机来解决，其包括把手并包括工具头容纳部。工具头容纳部容纳上述工具头中的一个。

尤其地，压机可以包括驱动器，该驱动器被设置用于驱动压钳。尤其地，驱动器被设置用于使可线性运动的压钳运动，以便将力施加到工件上。驱动器可以包括电动马达、气动和/或液压驱动单元以及传动装置。借助于驱动器可以使压钳或者说可线性运动的压钳相对于固定不动的压钳运动。尤其地，至少一个压钳可以从第一姿态运动到第二姿态中(并返回)。驱动器在此可以施加力，需要该力来使得管形的工件塑性变形。由此例如可以使接头与管道件紧密连接。

驱动器可以直接或通过传感装置与可运动的压钳耦接，以便将驱动力传递到压钳上。作用到压钳上的力在此可以优选被可变地调整。这点例如通过适配至少一个马达参数或另外的参数(例如调整传动装置)来进行。

工具头容纳部典型地包括耦接装置(例如销栓)，其与工具头的基体耦接。工具头容纳部的可运动的部件将驱动力从驱动器传递到可运动的压钳上。

此外，压机可以是可手动操纵的和/或具有电驱动器和/或液压驱动器，该驱动器例如附加地具有传动装置。手动运行的压机具有小的几何尺寸，但是被限界可最大施加的挤压力。电或液压运行的压机可以施加较高的挤压力，但是典型方式地具有较大的结构形式。在电运行的驱动器的情况下，压机可以是电池运行的和/或与电网连接地运行的。

此外，本发明的任务通过用于运行上述工具头的方法来解决，其中，该方法包括：提供压机、尤其是管压机，用以使管形工件塑性变形；以及提供相应的工具头。接下来，借助于工具头的固定不动的压钳夹持工件。可运动的压钳借助于弹簧元件被相对工件预紧，以便将工具头相对于工件精细取向。接下来，借助于压机来产生挤压力，使得压钳将力施加到被夹持的工件的表面上，以使工件塑性变形。

通过可运动的压钳的线性运动来避免挤压毛刺的产生并确保了均匀的力施加。此外，可运动的压钳的预紧能够实现工具头或压机相对于工件的精细取向，使得可以执行精确的挤压。

附图说明

下面参考附图来详细描述本发明。在此，相同的元件设有相同的附图标记。其中：

图1示出了压机的示意图；

图2A示出了根据本发明一实施方式的工具头的示意图；

图2B示出了图2A的工具头的示意截面图；

图3A示出了图2A的工具头在打开姿态中的示意图；以及

图3B示出了图3A的工具头的示意截面图。

附图标记列表

1 压机

2 把手

3 工具头容纳部

5 驱动器

10 工具头

12 基体

14 固定不动的压钳

16 可线性运动的压钳

17 锁止装置

18 弹簧元件

19 定位辅助装置

20 机器耦合器

D 压钳的净开口

具体实施方式

图1中示出了压机1，该压机包括把手2，把手可以由操作者或使用者手动引导。借助于工具头容纳部3可以将工具头10可松脱地耦接到压机1上。

压机1此外包括驱动器5。驱动器5可以是具有传动装置的电动马达，该电动马达通过工具头容纳部3来驱动工具头10并由此可以使得可线性运动的压钳16运动，以便使工件塑性变形。为了使接头变形，操作者可以操纵相应的操纵杆。通过操纵操纵杆使得工具头10的可线性运动的压钳16首先从固定不动的压钳14(参见图2A)运动离开。接下来可以夹持工件或接头。接下来可以使可运动的压钳16相对于被夹持的接头预紧，并通过(重新)操纵操纵杆可以借助于驱动器5通过压钳14、16将力施加到接头上，以便使接头塑性变形。

工具头10与压机1的耦接通过工具头容纳部3来进行，该工具头容纳部例如可以包括销栓，该销栓与工具头10的基体12耦接。此外，工具头容纳部3可以包括可运动的部件，该部件将驱动力从驱动器5传递到可线性运动的压钳16上。

图2A和2B示出了处在第二姿态中、也就是说在闭合姿态中的示例性工具头，而图3A和3B示出了处在完全打开姿态(也就是说第一姿态)中的工具头。在图2A至3B中，相同的部件分别用相同的附图标记表示。

图2A示出了工具头10，其可松脱地与压机(参见图1)可耦接。工具头10包括机器耦合器20，该机器耦合器可以被带至与压机1的工具头容纳部3接合。机器耦合器20尤其可以包括用于销栓的容纳部。用于销栓的容纳部优选被安置在工具头10的基体12上。机器耦合器20的可运动的部件优选被设置用于，与工具头容纳部3的可运动部件接合，以便因此将挤压力从压机1的驱动器5传递到工具头10的可运动的压钳16上。

尤其地，工具头10包括C形的基体12，在其上布置固定不动的压钳14。在可线性运动的压钳16相对于工件和固定不动的压钳14被预紧之前，该固定不动的压钳14首先可以被贴靠在工件、例如接头上。接下来，借助于可线性运动的压钳16可以施加用于使工件塑性变形的力。可线性运动的压钳16在工具头10中被线性地引导。尤其地，压钳14、16可以是单个或一起可更换的，以便利用工具头10使不同类型(例如材料、尺寸)的工件变形。

图2B示出了图2A的闭合工具头10的截面图。在此，压钳14和16至少部分地触碰。压钳14和16在闭合位置(第二姿态)中。

压钳可以具有回弹(rückspringende)的槽19，该槽可以用作定位辅助装置。如果工件具有相应的凸出部，那么该定位辅助装置19可以被用于使压钳14、16准确地在工件上取向。

此外，工具头10具有弹簧元件18，该弹簧元件在本发明中被构造为螺旋弹簧。借助于弹簧元件18，可运动的压钳16可以相对于处于压钳14、16之间的工件被预紧。由此可以使压机1或工具头10在工件上取向和固定。同样地，在施加预紧力之后可以实现工具头的精细取向。这点能够实现精确的挤压。在成功预紧之后，可以借助于驱动器5通过可线性运动的压钳16将相应的挤压力施加到工件上。

此外，工具头10包括锁止装置17，该锁止装置例如可以包括销栓，锁止装置17例如可以接合在基体12的相应容纳部中，以便将可线性运动的压钳16锁定在打开的第一姿态(参见图3A)中。该第一姿态优选是在其中压钳14、16被打开得最大的姿态。在此情况下，净宽D是最大的且例如为6mm、优选8mm、还优选12mm、大多优选15mm且最优选20mm。这点使得不同的接头放入压钳14、16中或之间简化。

图3B示出了处在打开姿态中的工具头的截面图。在此，锁定装置17处于锁定状态下，并确保可线性运动的压钳处于打开的第一姿态中。通过释放锁定装置可以使可线性运动的压钳16运动到固定不动的压钳14并相对于工件预紧。尤其地，线性运动能够实现挤压力的均匀施加并因此阻止了产生挤压毛边(Pressgrate)。

Claims (28)

1.一种用于压机(1)的工具头(10)，其用于使管形的工件塑性变形，所述工具头(10)具有：

基体(12)；

固定不动的压钳(14)，其被布置在所述基体上；

能线性运动的压钳(16)；

弹簧元件(18)，其被设置用于将能线性运动的压钳(16)相对于工件预紧，而不使所述工件塑性变形，

其中，所述弹簧元件(18)被设置用于借助于所述能线性运动的压钳将能预调的预紧力施加到所述工件上；

以及

机器耦合器(20)，用于将所述工具头(10)与压机(1)耦接。

2.根据权利要求1所述的工具头(10)，其中，所述压机(1)是管压机，和/或所述工件是接头。

3.根据权利要求1所述的工具头(10)，其中，所述基体(12)被构造为C形。

4.根据权利要求1所述的工具头(10)，其中，所述能线性运动的压钳(16)能够通过所述弹簧元件(18)从第一姿态运动到第二姿态中，并且其中，所述压钳(14，16)在所述第一姿态中完全被打开。

5.根据权利要求4所述的工具头(10)，其中，所述工具头(10)包括锁止装置(17)，所述锁止装置被设置用于将所述能线性运动的压钳(16)锁定在所述第一姿态中。

6.根据权利要求5所述的工具头(10)，其中，所述锁止装置(17)被设置用于释放所述能线性运动的压钳(16)，使得所述弹簧元件(18)将所述压钳(14，16)相对于所述工件预紧。

7.根据权利要求1所述的工具头(10)，其中，所述弹簧元件(18)包括螺旋弹簧。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的工具头(10)，其中，所述预紧力在5N至50N的范围内。

9.根据权利要求8所述的工具头(10)，其中，所述预紧力在7至40N的范围内。

10.根据权利要求9所述的工具头(10)，其中，所述预紧力在10至30N的范围内。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的工具头(10)，其中，所述工具头(10)具有定位辅助装置(19)，所述定位辅助装置适配待挤压的工件，并且其中，所述定位辅助装置(19)被构造为呈回弹件的形式。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的工具头(10)，其中，至少一个压钳(14，16)是能更换的压钳。

13.根据权利要求4或5所述的工具头(10)，其中，所述压钳(14，16)在所述第一姿态中被布置为彼此间隔开至少6mm。

14.根据权利要求13所述的工具头(10)，其中，所述压钳(14，16)在所述第一姿态中被布置为彼此间隔开至少10mm。

15.根据权利要求14所述的工具头(10)，其中，所述压钳(14，16)在所述第一姿态中被布置为彼此间隔开至少12mm。

16.根据权利要求15所述的工具头(10)，其中，所述压钳(14，16)在所述第一姿态中被布置为彼此间隔开至少15mm。

17.根据权利要求16所述的工具头(10)，其中，所述压钳(14，16)在所述第一姿态中被布置为彼此间隔开至少20mm。

18.根据权利要求1至7中任一项所述的工具头(10)，其中，所述压钳(14，16)被设置用于将至少2kN的挤压力施加到所述工件上。

19.根据权利要求18所述的工具头(10)，其中，所述压钳(14，16)被设置用于将至少8kN的挤压力施加到所述工件上。

20.根据权利要求19所述的工具头(10)，其中，所述压钳(14，16)被设置用于将至少10kN的挤压力施加到所述工件上。

21.根据权利要求20所述的工具头(10)，其中，所述压钳(14，16)被设置用于将至少18kN的挤压力施加到所述工件上。

22.根据权利要求21所述的工具头(10)，其中，所述压钳(14，16)被设置用于将至少24kN的挤压力施加到所述工件上。

23.根据权利要求1至7中任一项所述的工具头(10)，其中，所述机器耦合器(20)被设置为，使得所述工具头(10)能够转动地与所述压机(1)耦接。

24.一种压机(1)，用于使管形的工件塑性变形，该压机包括把手(2)和工具头容纳部(3)，所述工具头容纳部容纳根据权利要求1至23中任一项所述的工具头(10)。

25.根据权利要求24所述的压机(1)，其中，所述压机是管压机。

26.根据权利要求24或25所述的压机(1)，其中，所述压机(1)能够手动操纵和/或具有电驱动器和/或液压驱动器(5)。

27.一种用于运行根据权利要求1至23中任一项所述的工具头(10)的方法，用于使管形的工件塑性变形，所述方法包括：

提供用于使管形的工件塑性变形的压机(1)；

提供根据权利要求1至23中任一项所述的工具头(10)；

借助于所述工具头(10)的固定不动的压钳(14)来夹持所述工件；

借助于所述弹簧元件(18)使所述能线性运动的压钳(16)相对于所述工件预紧，以便使所述工具头(10)相对于所述工件精细取向；

通过所述压钳(14，16)产生的力作用到所夹持的工件的表面上，以使所述工件塑性变形。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述工件是接头。

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