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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zum
Verbinden mehrerer Leitungen miteinander und/oder mit einem Anschluss.
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Unter
einem „Anschluss" im Sinne der vorliegenden
Anmeldung wird insbesondere eine Kupplung, ein Verbindungsstück, eine
Armatur oder ein Zwischenstück
verstanden. Unter einer Leitung soll insbesondere eine Rohrleitung
aus Kunststoff und/oder Metall beliebigen Querschnitts, vorzugsweise
ein Schlauch verstanden werden.
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Üblicherweise
werden mehrere Rohrleitungen miteinander oder zur gegenseitigen
Kopplung über
einen Anschluss mittels einer lösbaren
Verbindung wie beispielsweise durch Verschrauben oder mittels einer
unlösbaren
Verbindung wie beispielsweise durch Verpressen befestigt. Im Bereich
der Verbindungsstellen muss regelmäßig eine ausreichend dichte
Verbindung gewährleistet
werden, beispielsweise um den Transport von Flüssigkeiten oder Gasen durch
die Leitungen und/oder den Anschluss zu ermöglichen.
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Zur
Herstellung solcher Verbindungen zwischen Rohrleitungen und/oder
Anschlüssen
sind zahlreichen Maßnahmen
aus dem Stand der Technik bekannt. So betrifft die
DE 28 38 721 A1 eine Maschine
zum Pressen von Schlauchkupplungen auf die Enden von Druckschläuchen. Um
das Presswerkzeug für
Kupplungen und Schläuche
unterschiedlicher Abmessungen einsetzen zu können, ist eine um eine horizontale
Achse drehbare Revolverscheibe mit einer Vielzahl an Öffnungen
vorgesehen. In jeder der Öffnungen
ist ein Presswerkzeug angebracht, das zur Befestigung von Schlauchkupplungen
unterschiedlichen Durchmessers und unterschiedlicher Art auf entsprechenden
Schläuchen
bestimmt ist. Die Backen des Presswerkzeugs können mit unterschiedlichen
Arbeitsbacken ausgestattet werden.
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Ferner
offenbart die
DE 103
39 291 D3 eine Radialpresse zum Verpressen von hohlen Werkstücken, insbesondere
von Schlaucharmaturen, mit einem Pressengestell mit relativ zueinander
beweglichen Pressenjochen und einem ein Presswerkzeug bildenden
Pressbackensatz mit mindestens vier Pressflächen, die einschließlich ihrer
Tragkörper
relativ zu einer Werkstückachse
beweglich angeordnet sind. Diese Radialpresse ermöglicht das
Verpressen von Armaturen mit komplizierten Geometrien und Biegewinkeln
von über
90°.
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Schließlich betrifft
die
DE 36 11 253 A1 eine Radialpresse
für Werkstücke mit
rotationssymmetrischer Außenfläche mit
mehreren Pressbacken, die radial zu einer Achse der Werkstückaußenfläche beweglich
sind. Diese Radialpresse wird bevorzugt für die Verbindung von Schlaucharmaturen
mit flexiblen Schlauchleitungen verwendet. Die Pressbacken sind mit
ebenen Steuerflächen
versehen, um einerseits eine gleichmäßige Pressung bis zum Ende
des Pressvorgangs zu ermöglichen
und um andererseits hohe lokale Flächenbelastungen und ein Abreißen des
Schmierfilms zu verhindern.
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Es
hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, dass herkömmliche
Presswerkzeuge vergleichsweise große Baugrößen und einen komplizierten
Aufbau haben. Dadurch gestalten sich auch die Verfahren zur Herstellung
der Verbindungen aufwändig.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes Werkzeug
und ein wenige Verfahrensschritte erforderndes Verfahren zum Verbinden
mehrerer Leitungen miteinander und/oder mit einem Anschluss anzugeben.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß des Patentanspruchs
1 vorgeschlagen. Ein Werkzeug zur Durchführung eines solchen Verfahrens
wird in dem nebengeordneten Patentanspruch 10 angegeben. Vorteilhafte
Ausgestaltungen des Verfahrens sowie des Werkzeuges sind in den
zugehörigen
Unteransprüchen
angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
beruht auf der Erkenntnis, mehrere Leitungen gleichzeitig miteinander
und/oder gleichzeitig mit wenigstens einem Anschluss, insbesondere
einer T-förmigen
Kupplung, zu verpressen. Mit anderen Worten wird an mehreren Verbindungsstellen
gleichzeitig ein Pressvorgang vorzugsweise mit einem Presswerkzeug
durchgeführt.
Ein solches Verfahren lässt
sich vorzugsweise mit einer kompakt gehaltenen Vorrichtung durchführen, so
dass neben einer Reduzierung der Taktzeiten zur Herstellung der
Verbindungen auch ein geringerer Platzbedarf ermöglicht wird.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Leitungen jeweils über
wenigstens einen deformierbaren Presskörper verpresst. Die Verpressung
dient zur Befestigung jeweils einer Verbindungsstelle, d.h. zur
Befestigung beispielsweise zweier Leitungsenden oder einer Leitung
mit dem Anschluss. Es können
auch mehrere Presskörper
für eine
Verbindungsstelle verwendet werden. Vorzugsweise wird als Presskörper ein
die Leitung oder den entsprechenden Anschlussbereich des Anschlusses
umgebender Quetschring verwendet.
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Zur
weiteren Reduzierung der Taktzeiten bei der Herstellung einer Vielzahl
solcher Verbindungen werden die Leitungen und/oder Presskörper und/oder
der Anschluss vorab gleichzeitig positioniert.
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Um
rechtzeitig vor der Verpressung eine möglicherweise nicht exakte Positionierung
feststellen zu können,
wird die Positionierung der Leitungen und/oder Presskörper und/oder
des Anschlusses überwacht.
So kann über
eine entsprechende Überwachungseinrichtung
bei einer ungeeigneten gegenseitigen Ausrichtung der zu verbindenden
Teile ein Signal abgegeben werden und dadurch insbesondere eine üblicherweise
automatisch nachfolgende irreversible Verpressung verhindert werden.
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Von
Vorteil ist es ferner, wenn nach vollständiger Verpressung der jeweiligen
Verbindungsstelle in diesem Bereich die Dichtheit der Verbindung überprüft wird.
Diese Überprüfung kann
vorzugsweise mittels Druckluft erfolgen.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird jeder
Presskörper
mittels wenigstens einer Pressbacke, insbesondere mittels zweier
gegenüberliegend
angeordneten und relativ zueinander beweglichen Pressbacken, mit
der Leitung oder dem Anschluss verpresst. Beispielsweise können aber
auch drei, vier oder mehr Pressbacken zum Verpressen eines Presskörpers herangezogen werden.
Die geeignete Konfiguration ergibt sich im wesentlichen in Abhängigkeit
der Form und den Abmessungen des Presskörpers und der zu verbindenden
Abschnitte.
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Vorzugsweise
wird als Leitung eine Rohrleitung, insbesondere ein Schlauch, verwendet.
Als Anschluss wird vorzugsweise eine Kupplung, insbesondere eine
T-förmige
Kupplung, eingesetzt.
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Das
erfindungsgemäße Werkzeug
zeichnet sich im Wesentlichen durch eine Presseinrichtung aus, mit
der an mehreren Verbindungsstellen mehrere Leitungen gleichzeitig
miteinander und/oder gleichzeitig mit dem Anschluss verpressbar
sind. Vorteilhafterweise weist die Presseinrichtung mehrere Presseinheiten
auf, wobei jede Presseinheit eingerichtet ist, um wenigstens eines
deformierbaren Presskörper
zu verpressen. Vorteilhafterweise umfasst die Presseinheit wenigstens
eine Pressbacke, vorzugsweise jedoch zwei Pressbacken.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung umfasst das Werkzeug wenigstens eine Führungseinrichtung
zur Positionierung der Leitungen und/oder der Pesskörper und/oder
des Anschlusses beziehungsweise der Anschlüsse. Insbesondere erweist es
sich als vorteilhaft, mehrere Führungseinrichtungen
zur gleichzeitigen Positionierung mehrerer Leitungen und/oder Presskörper und/oder
Anschlüsse
vorzusehen. In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst jede Führungseinrichtung
wenigstens eine Führungsgabel.
Eine derartige Ausgestaltung eignet sich insbesondere im Zusammenhang
mit den üblicherweise
kreisförmigen
Rohrleitungsquerschnitten. Wenigstens eine der Führungseinrichtungen kann vorteilhafterweise
drehbar, schwenkbar und/oder verschiebbar ausgebildet sein, um sich
an verschiedene Zusammenstellungen von Leitungen und/oder Anschlüssen anpassen
zu können.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung
und Kontrolle der Positionierung der Leitungen und/oder Presskörper und/oder
des Anschlusses vorgesehen. Ferner kann wenigstens eine Dichtprüfeinrichtung zur Überprüfung der
Dichtheit wenigstens einer Verbindungsstelle vorgesehen werden.
In bevorzugter Ausgestaltung entspricht die Anzahl der Presseinheiten
der Anzahl der Dichtprüfeinrichtungen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert. Dabei zeigen
schematisch:
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1 einen
Horizontalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug zur Verbindung
von drei Leitungen mit einem Anschluss;
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2 eine
Seitenansicht auf die Anordnung gemäß 1 in Richtung
des Pfeils A;
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3 eine
Draufsicht auf die Anordnung gemäß 1,
und
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4 eine
Draufsicht gemäß 3 auf
eine weitere Anordnung dreier Leitungen und eines Anschlusses.
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1 zeigt
eine Anordnung von drei Leitungen 10, 12, 14 unterschiedlichen
Durchmessers in Form von Schläuchen
und einen Anschluss 20 in Form einer T-förmigen Kupplung.
Es ist der Zustand vor der Verpressung der Verbindungsstellen 22, 24, 26 gezeigt.
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Zur
Verpressung ist eine Presseinrichtung 30 in Form eines
Presswerkzeuges mit drei Presseinheiten 32, 34, 36 vorgesehen,
die in den 1 und 2 mittels
gestrichelter Linien angedeutet sind. Die Presseinheiten 32, 34, 36 weisen
jeweils zwei Pressbacken 38, 39 auf und dienen
zur Verpressung der Presskörper 40, 42, 44.
Wie aus 1 zu entnehmen, liegen die Presskörper 40, 42, 44 in
den Endbereichen der Leitungen 10, 12, 14 an
deren Außenflächen an.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind
die Presskörper 40, 42, 44 durch
Quetschringe gebildet, die sich im Querschnitt betrachtet entlang der
Außenfläche der
Leitungen 10, 12, 14 erstrecken, wie
in 2 gezeigt ist.
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Zur
lagegenauen Positionierung der Presskörper 40, 42, 44 in
den Endbereichen der Leitungen 10, 12, 14 sind
drei Führungseinrichtungen 50, 52, 54 mit
jeweils einer Führungsgabel 56 vorgesehen.
Wie 2 zeigt, liegt die Führungsgabel 56 mit
ihrer Innenfläche
an der Außenfläche des
Presskörpers 40 an,
um die exakte Positionierung zu ermöglichen. Dies gilt gleichermaßen für die weiteren
Presskörper 42, 44.
Die Führungseinrichtungen 50, 52, 54 sind entlang
einer ersten Horizontalrichtung X und einer zweiten Horizontalrichtung
Y verstellbar.
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Um
eine entsprechende Kraft zur irreversiblen Verformung der Presskörper 40, 42, 44 bereitzustellen,
sind die Pressbacken 38, 39, die in den 1 und 2 lediglich
schematisch und zur Verdeutlichung deren Funktion dargestellt sind,
in einer Vertikalrichtung Z von einer Offenstellung (siehe 2)
in eine Schließstellung
bewegbar. Alternativ können auch
mehr als zwei Pressbacken 38, 39 vorgesehen sein.
Zudem können
die Presskörper 40, 42, 44 auch mehrteilig
ausgeführt
sein und beispielsweise in der Offenstellung in die Halbschalen
der Führungseinrichtungen 50, 52, 54 eingelegt
werden.
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Hinsichtlich
der lagemäßigen Anordnung
der Führungseinrichtungen 50, 52, 54 in
den Endbereichen der Presskörper 40, 42, 44,
wie in 1 dargestellt, können die Führungseinrichtungen 50, 52, 54 auch
an einer anderen Position entlang der Presskörper 40, 42, 44 positioniert
werden. Zusätzlich
oder alternativ können
auch jeweils mehrere Führungseinrichtungen 50, 52, 54 zur
Positionierung des Presskörpers 40, 42, 44 vorgesehen
werden. So kann beispielsweise die Führungseinrichtung 50 zwei
Führungsgabeln 56 aufweisen,
die derart in Axialrichtung der Leitung 10 beabstandet
sind, dass die Presseinheit 32 zum Verpressen zwischen
den beiden Führungseinrichtungen 50 in
Vertikalrichtung Z verfahrbar angeordnet werden kann.
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3 zeigt
eine Draufsicht auf die 1 dargestellte Situation und
zeigt somit die Führungsgabeln 56 der
Führungseinrichtungen 50, 52, 54 sowie die
noch nicht verpressten Presskörper 40, 42, 44 von
oben. Die Führungseinrichtungen 50, 52, 54 sind
derart ausgebildet und eingerichtet, dass sie entlang der ersten
Horizontalrichtung X und/oder der zweiten Horizontalrichtung Y verstellbar
sind, wie durch die entsprechenden Pfeile angedeutet. Somit kann
der jeweilige Überlappungsbereich
zwischen Leitung 10, 12, 14 und dem Anschluss 20 festgelegt und
auch auf unterschiedliche Erfordernisse hinsichtlich verschiedenartiger
Anschlüsse 20 und/oder
Leitungen 10, 12, 14 und/oder Presskörper 40, 42, 44 beispielsweise
mit anderen Abmessungen eingegangen werden. Weiterhin können die
Führungseinrichtungen 50, 52, 54 mit
unterschiedlich ausgebildeten Führungsgabeln 56 ausgestattet
werden.
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Wie
aus 4 zu entnehmen, kann wenigstens die Führungseinrichtung 54 drehbar
beziehungsweise schwenkbar um die Vertikalrichtung Z ausgebildet
sein, um auch nicht rechtwinklige Ausrichtungen von Anschlüssen und/oder
Leitungen miteinander zu ermöglichen.
In dem in 4 gezeigten Beispiel ist die
Führungseinrichtung 54 um
einen Winkel α zur
zweiten Horizontalrichtung Y geneigt. Eine derartige Dreh- oder
Schwenkbarkeit kann auch für
die weiteren Führungseinrichtungen 50, 52 und auch
bezüglich
der weiteren Richtungen X, Z vorgesehen werden.
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Auf
Grundlage vorstehender Erläuterungen soll
im Folgenden ein Verfahren zum Verbinden der Leitungen 10, 12, 14 mit
dem Anschluss 20 näher
erläutert
werden:
In einem ersten Schritt werden die in einer vorbestimmten
Länge zugeschnittenen
Leitungen 10, 12, 14 in den Bereich des
Werkzeuges befördert
und zugleich oder vorab der Anschluss 20 mittels wenigstens
einer Halteeinrichtung des Werkzeuges (nicht gezeigt) lagemäßig fixiert.
Die Leitungen 10, 12, 14 können beispielsweise
mit einer Zuführeinrichtung voll
automatisch zugestellt werden, derart, dass die Leitungen 10, 12, 14 mit einer
vorbestimmten Überlappung
auf die Anschlussbereiche des Anschlusses 20 aufgeschoben
oder eingeschoben werden. Bei Verwendung eines kreisförmigen,
einteiligen Quetschringes als Presskörper 40, 42, 44 wird
dieser vorzugsweise vor dem Aufschieben des Leitungsendes auf das
Anschlussende auf das Leitungsende aufgeschoben, so dass dieser
etwa in die in 1 gezeigte Stellung gelangt.
Falls beispielsweise ein zweiteiliger Presskörper 40, 42, 44 verwendet
wird, können
die beiden Presskörperteile
in die Pressbacken 38, 39 der zugehörigen Presseinheit 32, 34, 36 eingelegt werden.
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Als
nächstes
erfolgt die endgültige
Positionierung der Presskörper 40, 42, 44 mittels
der Führungsgabeln 56 der
Führungseinrichtungen 50, 52, 54.
In einer vorbestimmten Endstellung umgreift und fixiert die Führungsgabel 56 dann
den jeweiligen Presskörpers 40, 42, 44.
Im nächsten
Schritt erfolgt die Verpressung der Presskörper 40, 42, 44 mit
den Leitungen 10, 12, 14 und dem Anschluss 20.
Hierzu werden die Pressbacken 38, 39 der Presseinheiten 32, 34, 36 von
der Offenstellung in die Schließstellung
verfahren, so dass eine vorbestimmte Kraft auf die Presskörper 40, 42, 44 wirkt
und diese irreversibel verformt werden. Auf diese Weise wird eine
feste, dauerhafte Verbindung der Leitungen 10, 12, 14 mit dem
Anschluss 20 erzielt.
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Nach
Abschluss des Pressvorganges werden die Pressbacken 38, 39 sowie
die Führungsgabeln 56 in
die Offenstellung verstellt. Die Anordnung aus Anschluss 20 und
den daran angeschlossenen Leitungen 10, 12, 14 kann
aus dem Werkzeug entnommen werden.
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Die
obern erläuterten
Verfahrensschritte bezüglich
der Zuführung
und der Positionierung der Leitungen 10, 12, 14 sowie
der Presskörper 40, 42, 44, das
Positionieren der Presskörper 40, 42, 44 mittels der
Führungseinrichtungen 50, 52, 54 und/oder
das Verpressen der Presskörper 40, 42, 44 mittels
der Presseinheiten 32, 34, 36 erfolgen
gleichzeitig und vorzugsweise voll automatisiert.
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Vorteilhafterweise
umfasst das in den 1 bis 4 dargestellte
Werkzeug ferner eine Überwachungseinrichtung
(nicht dargestellt), die die Positionierung der Leitungen 10, 12, 14,
des Anschlusses 20, der Presskörper 40, 42, 44 und/oder
der Führungseinrichtungen 50, 52, 54 überwacht
und im Falle von Unregelmäßigkeiten
ein Signal zur Richtigstellung der Positionierung und zum Verhindern
des Pressvorganges abgibt.
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Weiterhin
ist bevorzugt wenigstens eine Dichtprüfeinheit vorgesehen, die wenigstens
eine Verbindungsstelle 22, 24, 26 auf
ihre Dichtheit überprüft. Vorzugsweise
ist eine solche Dichtprüfeinheit im
Bereich jeder Verbindungsstelle 22, 24, 26 vorgesehen.
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- 10
- Leitung
- 12
- Leitung
- 14
- Leitung
- 20
- Anschluss
- 22
- Verbindungsstelle
- 24
- Verbindungsstelle
- 26
- Verbindungsstelle
- 30
- Presseinrichtung
- 32
- Presseinheit
- 34
- Presseinheit
- 36
- Presseinheit
- 38
- Pressbacke
- 39
- Pressbacke
- 40
- Presskörper
- 42
- Presskörper
- 44
- Presskörper
- 50
- Führungseinrichtung
- 52
- Führungseinrichtung
- 54
- Führungseinrichtung
- 56
- Führungsgabel
- X
- erste
Horizontalrichtung
- Y
- zweite
Horizontalrichtung
- Z
- Vertikalrichtung
- α
- Winkel