DE102005059388A1 - Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden - Google Patents

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Horst Hofmann
Edgar Wilhelm
Georg Holland-Moritz
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Rennsteig Werkzeuge GmbH
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Rennsteig Werkzeuge GmbH
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    • 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
    • B21D41/00Application of procedures in order to alter the diameter of tube ends
    • B21D41/02Enlarging

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (01) zum Aufweiten von Rohrenden. Die Vorrichtung umfasst einen Aufweitbolzen (02), der zur Querschnittsaufweitung des Rohrendes in dieses einführbar ist; ein querschnittserweiterbares Klemmelement (06), welches axial beabstandet vom Aufweitbolzen (02) angeordnet und im nicht querschnittserweiterten Zustand in das Rohr einführbar ist; ein Mittel zur Einleitung einer Kraft auf das Klemmelement (06), um dessen Querschnitt so weit zu erweitern, dass es im Rohr festgeklemmt wird und eine beim Aufweiten des Rohrendes auftretende Zugkraft im Wesentlichen ohne axiale Positionsänderung in das Rohr einleiten kann; und ein Mittel zur Verschiebung des Aufweitbolzens (02) gegenüber dem im Rohr festgeklemmten Klemmelement (06), um den Aufweitbolzen (02) in das Rohrende zu pressen und dessen Querschnitt aufzuweiten. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Zugstange (03) und eine auf dieser geführte Druckhülse (04), die jeweils axial durch den Aufweitbolzen (02) geführt sind, wobei das Klemmelement (06) mit der Zugstange verbunden ist, und wobei eine Relativverschiebung zwischen der Zugstange (03) und der Druckhülse (04) zur reversiblen Querschnittserweiterung des Klemmelementes (06) führt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufweiten eines Endes eines Rohres, insbesondere zur Vorbereitung des Rohrendes für Rohrverbindungen, beispielsweise mit Fittings.
  • Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 1 831 618 U ist ein Werkzeug zum Aufweiten von Rohren bekannt, welches vielfach Anwendung findet. Der Werkzeugkopf dieses Werkzeuges umfasst eine Reihe von Spreizbacken, die einen Zylinder bilden. Auf das untere Ende des Werkzeugkopfes ist eine Gewindemuffe aufgeschraubt, welche die Spreizbacken radial verschiebbar aufnimmt, sodass diese von einem kleinsten Hüllkreis nach einem größten Hüllkreis verstellt werden können. Der Werkzeugkopf hat eine radiale Bohrung, in der ein kegelförmiger Steuerdorn verschiebbar geführt ist. Jeder der Spreizbacken ist an der Innenseite mit einer Kegelmantelkeilfläche versehen, die der Form des Steuerdorns entspricht. Der Steuerdorn ist durch einen Griffhebel verschiebbar, während ein zweiter fester Griffhebel vom Werkzeugkopf ausgeht. Für die Handhabung des Werkzeuges wird der Steuerdorn durch den Griffhebel zwischen die Spreizbacken geschoben, sodass sich diese konzentrisch auseinander bewegen und das Rohrende auf weiten. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass das Rohrende auf Grund der Zwischenräume zwischen den Spreizbacken nicht vollständig kreisförmig aufgeweitet wird. Die dadurch resultierende unebene Formung des Rohrendes, insbesondere an der Innenwandung, beeinträchtigt die Funktion der späteren Rohrverbindung und kann zu Undichtigkeiten führen. Durch ein zweites winkelversetztes Ansetzen des Werkzeuges können die Unebenheiten gemindert, aber nicht vollständig ausgeglichen werden. Außerdem wir damit ein zweiter Arbeitsschritt erforderlich.
  • Aus der deutschen Patentschrift DE 1 214 189 A ist ein anderes Werkzeug zum Aufweiten eines Rohrendes bekannt, dessen Grundprinzip ebenfalls häufig Anwendung findet. Die Aufweitung erfolgt über einen Aufweitkegel, der eine ebene Aufweitung ermöglicht. Die für den Aufweitvorgang erforderliche Gegenkraft wird über eine reibschlüssige Verbindung des Werkzeuges mit dem Rohr erzeugt. Hierzu spannen zwei Spannblöcke das Rohr an der Außenseite beabstandet zum aufzuweitenden Ende ein. Abgewandelte Lösungen sind als Zange ausgeführt und sehen eine Einspannung des Rohres zwischen zwei Klemmbacken vor. Da die Reibungskraft einer glatten Spannblockoberfläche bzw. einer glatten Klemmbackenoberfläche nicht ausreichen würde, sind diese Oberflächen geriffelt oder gezahnt. Der Nachteil solcher Lösungen besteht darin, dass die geriffelte oder gezahnte Spannblock- bzw. Klemmbackenoberfläche während des Aufweitvorganges die Oberfläche des Rohres schädigt. Die Kraft zum Aufweiten erfordert eine entsprechende Kraft zum Anpressen der Spannblöcke bzw. der Klemmbacken an das Rohr, welche die Riffelung oder Zahnung in die Oberfläche des Rohres prägt. Oft bewirkt die Kraft zum Aufweiten des Rohres eine Verschiebung des Rohres im Werkzeug, sodass die Oberfläche durch Zerspanung geschädigt wird. Besonders nachteilig an diesen Lösungen ist, dass die zum Einspannen bzw. Einklemmen erforderliche Kraft gegebenenfalls so groß sein muss, dass das Rohr an der Einspannstelle verformt wird.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden zur Verfügung zu stellen, welche weder die Form noch die Oberfläche des Rohres beschädigt und eine runde und gleichmäßige Aufweitung des Rohrendes ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 1, bei der mit Hilfe eines Klemmelementes im Inneren des Rohres, beabstandet zum aufzuweitenden Ende eine temporäre reibschlüssige Verbindung mit dem Rohr geschaffen wird, welche die Gegenkraft zur Einführung eines Aufweitbolzens in das Rohrende aufbringen kann.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass am Rohrende eine sehr gleichförmige Verformung während des Aufweitvorgangs erreicht wird und zwar mit nur einem einzigen Aufweitschritt. Der Aufweitbolzen kann an das gewünschte Innenmaß der Aufweitstelle angepasst sein und in besonderen Fällen auch eine von der Kreisfläche abweichende Querschnittsform aufweisen, wenn dies für eine herzustellende Verbindung gewünscht ist.
  • Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung nicht aufwändiger als bekannte Werkzeuge bzw. Vorrichtungen zu fertigen ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Klemmelement als Hohlzylinder ausgeführt, der auf einer Zugstange zwischen einem ersten und einem zweiten Haltering angeordnet ist, während der erste Haltering mit der Zugstange und der zweite Haltering mit einer Druckhülse verbunden ist. Durch eine Verschiebung der Druckhülse gegen die Zugstange wird das elastische Klemmelement zwischen den Halteringen eingequetscht und unter Querschnittserweiterung verformt. Durch diese Verformung wird das elastische Element gegen das Innere des Rohres gepresst, sodass es zu einer reibschlüssigen Verbindung mit dem Rohr kommt.
  • In einer abgewandelten Ausführungsform ist das elastische Klemmelement mehrstückig ausgeführt und zwischen weiteren Halteringen angeordnet. Dadurch wird die Stabilität des elastischen Klemmelementes erhöht und die mit dem Rohrinneren gebildete reibschlüssige Verbindung besteht aus mehreren Teilverbindungen, die insgesamt eine größere Anpressfläche mit der Rohrinnenwand eingehen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Klemmelement als Hohlzylinder ausgeführt, in das zur Verformung ein kegelstumpfförmiger Bolzen mit Hilfe der Zugstange eingeführt wird. Die Gegenkraft zu der Einführung des Bolzens in das elastische Element wird mit dem Haltering an der Druckhülse aufgenommen.
  • Bei einer nochmals abgewandelten Ausführungsform kann die Querschnittserweiterung am Klemmelement über Druckluft erfolgen, durch welche das Klemmelement in der Art eines Ballons aufgeblasen wird. In diesem Fall kann auf die relativ zueinander bewegliche Zugstange und Druckhülse verzichtet werden. Diese Bauform bietet sich insbesondere an, wenn auch der Antrieb während des Aufweitens pneumatisch erfolgt und somit an der Vorrichtung sowieso Druckluft bereitsteht.
  • In einer abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung wird die manuell oder motorisch erzeugte Kraft zur Verformung des elastischen Elementes über eine Zugschraube auf die Druckhülse übertragen, wobei die Gegenkraft von der Zugstange aufgenommen wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung als Zange ausgeführt. Dabei ist das Mittel zur Verschiebung des Aufweitbolzens gegenüber der Zugstange durch zwei Hebelarme gebildet, die manuell betätigt werden. Bevorzugt dienen diese beiden Hebelarme ebenfalls zur Verschiebung der Druckhülse zur Verformung des elastischen Elementes.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die Kraft zum Aufweiten des Rohrendes durch eine an das Werkzeug angesetzte Bohrmaschine, einen Akkuschrauber, eine Kurbel, einen pneumatische Drehantrieb o. ä. aufgebracht. Bevorzugt dient der verwendete Antrieb ebenfalls zur Verformung des elastischen Elementes.
  • Um nach erfolgtem Festspannen des Rohres durch Aufweiten des in das Rohr eingesetzten elastischen Elements die Aufweitung zu bewirken, muss eine Relativbewegung zwischen dem Rohrende und dem Aufweitbolzen erfolgen. Dazu wird der Aufweitbolzen relativ zum elastischen Element verschoben, um in das Rohrende einzudringen.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:
  • 1 eine vereinfachte Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eine handbetätigten Zange;
  • 2 eine vereinfachte Darstellung einer zweiten Ausführungsform, die sich für den Anschluss an einen Bohrschrauber o. ä. eignet;
  • 3 eine Detailansicht eines Kugelführungskopfes, der in der Ausführungsform gemäß 2 Anwendung findet;
  • 4 eine perspektivische Detailansicht eines Aufweitbolzens.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 01 zur Aufweitung eines Rohrendes in einer Ausführung als Handzange. Die Vorrichtung besitzt einen Aufweitbolzen 02, der einen konischen Ansetzabschnitt aufweist und vorzugsweise einstückig ausgebildet ist. Durch den Aufweitbolzen 02 sind axial eine Zugstange 03 sowie eine Druckhülse 04 hindurchgeführt. Die Druckhülse 04 ist auf der Zugstange 03 verschiebbar angeordnet. Der Aufweitbolzen 02 ist auf der Druckhülse verschiebbar angeordnet. Die Zugstange und die Druckhülse werden zum Ansetzen der Vorrichtung in das aufzuweitende Rohr (nicht dargestellt) hineingeführt. Am distalen Ende der Druckhülse 04 befindet sich beabstandet vom Aufweitbolzen 02 ein querschnittsveränderliches Klemmelement 06. Dieses Element besteht vorzugsweise aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material und weist einen hohen Haftreibungskoeffizienten auf. Es können aber auch abgewandelte Bauformen für das Klemmelement gewählt werden, die eine Querschnittserweiterung gestatten, beispielsweise Zylinderteilstücke, die auf Keilflächen zueinander verschieblich sind und dabei ihre radiale Position in Bezug auf die Achse der Zugstange verändern.
  • Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Klemmelement 06 als Hohlzylinder ausgeführt und so bemessen, dass es sich nahezu querschnittsfüllend in das aufzuweitende Rohr einführen lässt. Das elastische Klemmelement 06 ist zwischen einem ersten Haltering 07 und einem zweiten Halte ring 08 angeordnet. Die Halteringe sind ebenfalls so bemessen, dass sie sich nahezu querschnittsfüllend in das aufzuweitende Rohr einführen lassen. Dadurch ist gewährleistet, dass eine Verformung des elastischen Elementes durch die Halteringe weitestgehend in Richtung der Innenfläche des Rohres erfolgt und so die Verformungskraft weitgehend als Anpresskraft zwischen dem elastischen Klemmelement 06 und der Innenfläche des Rohres übertragen wird. Der erste Haltering 07 ist mit der Zugstange 03 verbunden, während der zweite Haltering 08 mit der Druckhülse 04 verbunden ist. Durch eine Verschiebung der Zugstange gegen die Druckhülse wird der Abstand zwischen den Halteringen verkleinert und die Kraft zur Verformung des Klemmelementes aufgebracht. Die Anpressung des elastischen Klemmelementes 06 an die Innenseite des Rohres führt zu einer reibschlüssigen Verbindung zwischen Rohr und Werkzeug. Diese Verbindung bringt die Gegenkraft zur Verschiebkraft auf, die beim Aufweiten des Rohrendes durch das Einführen des Aufweitbolzens in das Rohr erzeugt wird.
  • Die in 1 dargestellt Vorrichtung 01 ist als Handzange mit einem starren Hebelarm 09 und einem beweglichen Hebelarm 11 ausgeführt, an deren nicht dargestellten Enden Handgriffe angeordnet sind. Der starre Hebelarm ist mit einem Grundkörper 13 starr verbunden. Im Grundkörper wird die Druckhülse 04 einschließlich der Zugstange 03 geführt. Der Aufweitbolzen 02 ist auf den Grundkörper aufgesteckt. Der Aufweitbolzen ist vorzugsweise leicht lösbar am Grundkörper befestigt, um einen Austausch gegen andere Aufweitbolzen mit abweichendem Außendurchmesser zu gestatten. Das zum Rohr gerichtete konische Ende des Aufweitbolzens ist an den Rohrinnendurchmesser so angepasst, dass der Aufweitbolzen leicht eingeführt werden kann. Das maximale Außenmaß des Aufweitbolzens ist an den gewünschten Querschnitt des Rohres, der durch das Aufweiten erzielt werden soll, angepasst.
  • Der bewegliche Hebelarm 11 ist mit einem Schwenkhebel 12 verbunden. Der Schwenkhebel ist über einem ersten Bolzen 14 an der Zugstange 03 drehbar gelagert. Weiterhin ist der Schwenkhebel über einen Kurvenantrieb 16 an die Druckhülse 04 gekoppelt. Um die Vorrichtung 01 in die Ausgangsposition zu bringen, werden die Hebelarme voneinander weggeschwenkt. Der Kurvenantrieb 16 bewirkt in dieser Stellung noch keine Verschiebung der Zugstange 03 gegenüber der Druckhülse 04. In dieser Position wirkt über die an der Zugstange und an der Druckhülse befestigten Halteringe 07, 08 keine Kraft zur Verformung des elastischen Klemmelementes 06. Das Klemmelement wird in diesem Zustand in das aufzuweitende Rohr eingeführt, bis der Aufweitbolzen 02 am Rohrende anliegt.
  • Wird der bewegliche Hebelarm in Richtung des starren Hebelarmes geschwenkt, vergrößert sich zunächst der Abstand von der Drehachse des Schwenkhebels 12 im ersten Bolzen 14 zur Druckhülse 04, sodass die Zugstange 03 in der Druckhülse verschoben wird. Die auftretende Hebelkraft wird über die Zugstange 03 und die Druckhülse 04 sowie den Halteringen auf das elastische Element 06 übertragen, sodass sich das elastische Element verformt und mit dem Rohr eine reibschlüssige Verbindung eingeht. Der Kurvenantrieb 16 ist so gestaltet, dass die Schwenkbewegung der Hebelarme nur während eines ersten Teiles der gesamten Schwenkbewegung eine Verschiebung der Druckhülse 04 gegenüber Zugstange 03 bewirkt. Ist der erste Teil der Schwenkbewegung abgeschlossen, wirkt ein kreisförmiger Abschnitt 17 des Schwenkhebels 12 gegenüber der Druckhülse 04. Gleichzeitig schlägt ein zweiter Bolzen 18 an einer Anschlagkante 19 eines Gelenkhebels 21 an. Werden die Hebelarme weiter aufeinander zu geschwenkt, dreht sich der Schwenkhebel 12 in einer Drehachse im zweiten Bolzen 18. Da der Gelenkhebel 21 mit einem dritten Bolzen 22 drehbar im Grundkörper 12 gelagert ist, bewirkt die Hebelkraft zwischen den Hebelarmen nun eine Zugkraft auf die Zugstange 03 gegen den Grundkörper 12. Da die Zugstange mit dem Rohr reibschlüssig verbunden ist, wird. der Aufweitbolzen 02 in das Rohrende hinein gepresst. Durch die Hebelverhältnisse am Schwenkhebel 11 und am Grundkörper 12 kann durch ein Schenken des beweglichen Hebelarmes 11 auf den starren Hebelarm 09 eine hohe Kraft auf den Aufweitbolzen ausgeübt werden, sodass auch schwer verformbare Rohre aufgeweitet werden können. Zur Erzeugung noch höherer Kräfte können an sich bekannte Ratschenantriebe, Kniehebeltriebe oder andere Übersetzungen verwendet werden.
  • Nach dem erfolgten Aufweitvorgang sind die Hebelarme 09, 11 wieder voneinander weg zu schwenken. Das elastische Element wird dadurch entspannt und die reibschlüssige Verbindung mit dem Rohr wird gelöst, sodass die Vorrichtung 01 wieder vom Rohr entfernt werden kann.
  • Die Gegenkraft zur Aufweitung wird ausschließlich durch die reibschlüssige Verbindung zwischen dem elastischen Element 06 und dem Rohr aufgenommen. Das großflächig im Rohr anliegende Klemmelement vermeidet eine Schädigung der Innenfläche des Rohres durch das Anpressen. Selbst wenn es während des Aufweitvorganges zu einer geringfügigen Verschiebung des elastischen Klemmelementes 06 innerhalb des Rohres kommen sollte, wird die Oberfläche des Rohrinneren nicht geschädigt. Da die Anpresskraft des Klemmelementes konzentrisch auf das Rohrinnere wirkt, ist eine Verformung des Rohres durch ein Einklemmen oder Einengen ausgeschlossen. Das Klemmelement befindet sich ausreichend beabstandet vom Aufweitbolzen 02 im Rohr, sodass die Verformung durch das Aufweiten des Rohres sich nicht auf die reibschlüssige Verbindung zwischen dem elastischen Element 06 und dem Rohr auswirkt.
  • Bei der Aufweitung eines bereits montierten Rohres ist häufig wenig Raum zum Ansetzen eines Werkzeuges im Außenbereich des Rohrendes gegeben. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung im Rohrinneren angesetzt wird, ist ein solcher Raum hier nicht erforderlich.
  • Ein besondere Vorteil der zuvor erläuterten Ausführungsform besteht darin, dass sowohl die Kraft zum Festhalten des Rohres als auch die Kraft zur Aufweitung des Rohrendes mit denselben Hebelarmen 09, 11 manuell erzeugt wird. Insbesondere bedarf es nur einer einzigen Schwenkbewegung der Hebelarme, durch die das Werkzeug 01 zunächst angesetzt wird und anschließend der Aufweitvorgang bewirkt wird. Die Erzeugung der Kraft zur Verformung des querschnittsveränderlichen Klemmelementes 06 kann in anderen Ausführungsformen durch ein manuelles Ziehen an der Zugstange oder durch ein weiteres Mittel, z. B. eine Zugschraube aufgebracht werden. Mit einer Zugschraube kann die Kraft zur Verformung des Klemmelementes dosiert werden.
  • Die Vorrichtung 01 kann durch einen Austausch weniger Werkzeugteile für die Aufweitung anderer Rohrgrößen, Rohrtypen oder an andere Aufweitformen angepasst werden. Dazu ist zunächst der erste Haltering 07 von der Zugstange 03 abzuschrauben. Anschließend können das elastische Element 06 und der zweite Haltering 08 von der Zugstange herunter geschoben werden. Da der Aufweitbolzen 02 auf den Grundkörper 13 aufgesteckt ist, kann er durch ein einfaches Abziehen vom Grundkörper über die Druckhülse 04 und die Zugstange 03 herunter geschoben werden. Nun sind in umgekehrter Reihenfolge der für die gewünschte Aufweitung geeignete Aufweitbolzen sowie die zugehörigen Halteringe und das zugehörige elastische Klemmelement an der Vorrichtung zu montieren.
  • 2 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nun für den Antrieb durch einen Bohrschrauber, eine Bohrmaschine o. ä. konfiguriert ist. Die Gestaltung des Aufweitbolzens 02, des querschnittsveränderlichen Klemmelementes 06, der Zugstange 03, der Druckhülse 04 und der Halteringe 07, 08 entspricht der in 1 gezeigten Ausführungsform. Im Inneren eines Gehäuses 31 befinden sich Mittel zur Übertragung von Kräften zur Verformung des Klemmelementes 06 und zum Aufweiten des Rohrendes. Auf der Hinterseite des Gehäuses ist ein Anschlussstück 32 einer Welle 33 aus dem Gehäuse heraus geführt. Das Anschlussstück 32 weist einen vier- oder sechsseitigen oder auch einen sternförmigen Querschnitt auf, um einwirkende Drehmomente sicher übertragen zu können. Zum Antrieb der Welle 33 über deren Anschlussstück 32 kann ein akkumulatorbetriebener Bohrschrauber, eine Bohrmaschine, ein Pressluftschrauber oder ein ähnliches Werkzeug benutzt werden. Gegebenfalls kann hierfür auch eine Kurbel benutzt werden.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Welle 33 im Inneren des Gehäuses 31 in Kugellagern 34 gelagert. Die Welle weist einen umlaufenden Kranz 36 auf, der zwischen den Kugellagern 34 geführt ist und die Welle 33 gegen ein axiales Verschieben sichert. Die Welle besitzt weiterhin ein Außengewinde, welches in einem Innengewinde einer Gewindespindel 37 geführt ist. Die Gewindespindel ist durch eine Nut gegen Verdrehung im Gehäuse 31 gesichert. An der Gewindespindel ist ein Kugelführungskopf 38 aufgeschraubt, der weiter unten detaillierter beschrieben wird. Der Kugelführungskopf ist innerhalb einer Kugelführungshülse 39 angeordnet, die eine umlaufende schräge Kugelführungskante 41 aufweist. Zwischen dem Kugelführungskopf 38, der Kugelführungskante 41 und einer Stirnseite 42 der Druckhülse 04 werden mehrere Kugeln 43 geführt. Die Zugstange 03 ist am Kugelführungskopf 38 befestigt.
  • Zum Ansetzen der in 2 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung wird die Zugstange 03 mit dem elastischen bzw. querschnittsvariablen Klemmelement 06 in das aufzuweitende Rohr eingeführt, bis der Aufweitbolzen 02 sich am Rohrende befindet. Anschließend wird die Welle 33 über deren Anschlussstück 32 angetrieben, sodass sich die Gewindespindel 37 in Richtung des Anschlussstückes 32 bewegt. Zu Beginn sind die Kugeln 43 so angeordnet, dass die Druckhülse 04 gegenüber der Zugstange 03 nicht verschoben ist. Durch die Verschiebung der Gewindespindel wird ebenso der Kugelführungskopf 38 gegenüber der Kugelführungshülse 39 verschoben. Die Kugeln 43 werden auf Grund der schrägen Kugelführung zunehmend zwischen den Kugelführungskopf 38 und die Stirnseite 42 der Druckhülse geführt, sodass die Druckhülse 04 gegenüber der Zugstange 03 verschoben wird. Durch diese Verschiebung der Druckhülse gegen die Zugstange wird das Klemmelement 06 verformt und eine reibschlüssige Verbindung mit dem Rohrinneren geschaffen. Bei einem nachfolgenden Vorschub der Gewindespindel 37 wird die Zugstange 03 über den Kugelführungskopf 38, über die Gewindespindel, über die Welle 33 und das Gehäuse 31 gegen den Aufweitbolzen 02 bewegt. Da das Werkzeug bereits mit dem Rohr reibschlüssig verbunden ist, wird der Aufweitbolzens 02 in das Rohrende eingepresst. Nach erfolgtem Aufweitvorgang ist die Welle 33 über das Anschlussstück 32 im umgekehrten Drehsinn anzutreiben. Dadurch bewegt sich die Gewindespindel 37 zurück und alle weiteren Teile wieder in ihre Ausgangspositionen. Die reibschlüssige Verbindung mit dem Rohr wird gelöst und das Werkzeug kann entfernt werden.
  • 3 zeigt eine Detailansicht des Kugelführungskopfes 38 der in 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 01. Der Kugelführungskopf weist ein Außengewinde 46 auf, welches zur Befestigung der Gewindespindel 37 dient. Die Zugstange 03 wird an einem Ansatz 47 des Kugelführungskopfes befestigt. Hierzu dient ein durchlaufendes Innengewinde 48. Zur Führung der Kugeln 43 dienen Kugelführungsschalen 49.
  • 4 zeigt eine Detailansicht des Aufweitbolzens 02 der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 01. Der Aufweitbolzen 02 ist vorzugsweise einstückig ausgeführt und besitzt einen konischen Ansetzabschnitt 51. Zur Durchführung der Zugstange 03 und der Druckhülse 04 weist der Aufweitbolzen eine durchlaufende Öffnung 52 auf. Zum Aufstecken des Aufweitbolzens auf den Grundkörper 13 bzw. auf das Gehäuse 31 hat der Aufweitbolzen einen steckhülsenartigen Ansatz 53.
  • 01
    Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden
    02
    Aufweitbolzen
    03
    Zugstange
    04
    Druckhülse
    05
    06
    (elastisches) Klemmelement
    07
    erster Haltering
    08
    zweiter Haltering
    09
    starrer Hebelarm
    10
    11
    beweglicher Hebelarm
    12
    Schwenkhebel
    13
    Grundkörper
    14
    erster Bolzen
    15
    16
    Kurvenantrieb
    17
    kreisförmiger Abschnitt des Kurvenantriebes
    18
    zweiter Bolzen
    19
    Anschlagkante
    20
    21
    Gelenkhebel
    22
    dritter Bolzen
    30
    31
    Gehäuse
    32
    Anschlussstück
    33
    Welle
    34
    Kugellager
    35
    36
    Kranz
    37
    Gewindespindel
    38
    Kugelführungskopf
    39
    Kugelführungshülse
    40
    41
    Kugelführungskante
    42
    Stirnseite der Druckhülse
    43
    Kugeln
    44
    45
    46
    Außengewinde
    47
    Ansatz am Kugelführungskopf
    48
    Innengewinde
    49
    Kugelführungsschalen
    50
    51
    Ansetzabschnitt
    52
    Öffnung
    53
    Ansatz am Aufweitbolzen

Claims (15)

  1. Vorrichtung (01) zum Aufweiten von Rohrenden mit – einem Aufweitbolzen (02), der zur Querschnittsaufweitung des Rohrendes in dieses einführbar ist; – einem querschnittserweiterbaren Klemmelement (06), welches axial beabstandet vom Aufweitbolzen (02) angeordnet und im nicht querschnittserweiterten Zustand in das Rohr einführbar ist; – einem Mittel zur Einleitung einer Kraft auf das Klemmelement (06), um dessen Querschnitt soweit zu erweitern, dass es im Rohr festgeklemmt wird und eine beim Aufweiten des Rohrendes auftretende Zugkraft im wesentlichen ohne axiale Positionsänderung in das Rohr einleiten kann; und – einem Mittel zur Verschiebung des Aufweitbolzens (02) gegenüber dem im Rohr festgeklemmten Klemmelement (06), um den Aufweitbolzen (02) in das Rohrende zu pressen und dessen Querschnitt aufzuweiten.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin eine Zugstange (03) und eine auf dieser geführte Druckhülse (04) umfassend, die jeweils axial durch den Aufweitbolzen (02) geführt sind, wobei das Klemmelement (06) mit der Zugstange verbunden ist, und wobei eine Relativverschiebung zwischen der Zugstange (03) und der Druckhülse (04) zur reversiblen Querschnittserweiterung des Klemmelementes (06) führt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufweitbolzen (02) mindestens einen konischen vorderen Ansetzabschnitt (51) besitzt, dessen Außendurchmesser an der schmalsten Stelle kleiner als der Innendurchmesser des aufzuweitenden Rohrendes ist
  4. Vorrichtung (01) nach Anspruch 2 oder dem auf diesen rückbezogenen Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (06) als elastischer Hohlzylinder ausgeführt ist, der auf der Zugstange geführt ist, und dass an der Zugstange (03) ein erster Haltering (07) und an der Druckhülse (04) ein zweiter Haltering (08) befestigt sind, die an den Stirnseiten des Klemmelementes (06) angreifen und dieses durch ein Verschiebung zwischen Zugstange und Druckhülse zusammenpressen.
  5. Vorrichtung (01) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Klemmelement (06) mehrteilig ausgeführt ist und zwischen seinen Teilen weitere Halteringe angeordnet sind.
  6. Vorrichtung (01) nach Anspruch 2 oder dem auf diesen rückbezogenen Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (06) als elastischer Hohlzylinder ausgeführt ist, und dass an der Zugstange (03) ein kegelstumpfförmiger Bolzen und an der Druckhülse (04) ein Haltering (08) befestigt sind, wobei der kegelstumpfförmige Bolzen in den elastischen Hohlzylinder hineinragend angeordnet ist, und der größte Durchmesser des kegelstumpfförmigen Bolzens größer als der Innendurchmesser des Hohlzylinders ist.
  7. Vorrichtung (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, soweit sie auf Anspruch 2 rückbezogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (03) mit der Druckhülse (04) über eine Zugschraube verbunden ist.
  8. Vorrichtung (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskräfte für das Mittel zur Einleitung einer Kraft auf das Klemmelement (06) und für das Mittel zur Verschiebung des Aufweitbolzens (02) über zwei Hebelarme (09, 11) eingeleitet werden können.
  9. Vorrichtung (01) nach dem auf Anspruch 2 rückbezogenen Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhülse (04) mit einem der Hebelarme (09, 11) verbunden ist und in einem ersten Abschnitt einer Schenkbewegung der Hebelarme (09, 11) gegen die Zugstange verschoben wird.
  10. Vorrichtung (01) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhülse (04) mit der Zugstange (03) über einen Kurvenantrieb (16) verbunden ist, der durch die Hebelarme (09, 11) angetrieben wird.
  11. Vorrichtung (01) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelarme (09, 11) über einen Gelenkhebel (21) verbunden sind, der in einem zweiten Abschnitt der Schwenkbewegung der Hebelarme (09, 11) eine Drehachse für die Schwenkbewegung an einer Anschlagkante (19) ausbildet.
  12. Vorrichtung (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Verschiebung des Aufweitbolzens (02) über ein Anschlussstück (32) einer Welle (33) angetrieben wird, wobei das Anschlussstück (32) durch einen Bohrschrauber, eine Bohrmaschine, eine Kurbel oder ein gleichartiges Antriebsmittel angetrieben wird.
  13. Vorrichtung (01) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Verschiebung des Aufweitbolzens (02) weiterhin durch eine mit der Zugstange (03) verbundene Gewindespindel (37) gebildet ist, die auf einem Außengewinde der mit dem Aufweitbolzen (02) verbundenen Welle (33) läuft.
  14. Vorrichtung (01) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Verschiebung des Aufweitbolzens (02) in einem ersten Arbeitsschritt ebenfalls die Druckhülse (04) gegenüber der Zugstange (03) verschiebt.
  15. Vorrichtung (01) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Verschiebung des Aufweitbolzens (02) weiterhin einen mit der Gewindespindel (37) und der Zugstange (03) verbundenen Kugelführungskopf (38) mit schräg angeordneten Kugelführungsschalen (49), mehrere Kugeln (43) und eine Kugelführungshülse (39) mit einer umlaufenden schrägen Kugelführungskante (41) umfasst; wobei die Kugeln (43) zwischen der Kugelführungshülse (39), den Kugelführungsschalen (49) und einer Stirnseite (42) der Druckhülse (04) angeordnet sind; und dass in einer Ausgangsposition die Kugeln (43) so angeordnet sind, dass die Druckhülse (04) gegenüber der Zugstange (03) nicht verschoben ist; und dass bei einer Verschiebung des Kugelführungskopfes (38) gegenüber der Kugelführungshülse (39) die Kugeln (43) auf Grund der schrägen Kugelführung zunehmend zwischen den Kugelführungskopf (38) und die Stirnseite (42) der Druckhülse (04) geführt werden und so die Druckhülse (04) gegenüber der Zugstange (03) verschoben wird.
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