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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Zange, die Einsatz findet für die
Erstellung einer Verbindung für eine Leitung, wie beispielsweise
eine Rohrleitung, bei der ein Rohr mit einem geeigneten Fitting
mit einem weiteren Rohr oder einem Anschlussstutzen verbunden wird. Weiterhin
betrifft die Erfindung eine neue Verwendung einer Zange.
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STAND DER TECHNIK
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Bekannt
sind Verbindungen für Leitungen, bei denen zur Herstellung
der Verbindung zwei Betätigungsflächen von Bauelementen
der Verbindung aufeinander zu gepresst werden. Über konus-
oder keilartige Wirkflächen der Verbindung kann die so
erzeugte axiale Bewegung der Bauelemente aufeinander zu umgewandelt
werden in eine plastische Verformung mindestens eines Bauelements
der Verbindung. Die genannte plastische Verformung kann genutzt
werden, um ein radiales Verpressen der Bauelemente der Verbindung
herbeizuführen, womit in der Regel eine feste und dichte
Verbindung geschaffen werden soll.
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Eine
derartige Verbindung ist in
DE
36 17 529 A1 beschrieben. Das hier als Stand der Technik beschriebene
System dient zum unlösbaren Verbinden von metallischen
Rohren. Hierbei werden zwei Rohrenden entweder unmittelbar durch
Einschieben eines Rohrendes in einen aufgeweiteten Abschnitt des
anderen Rohrendes miteinander verbunden oder durch Zuhilfenahme
eines Kupplungsstückes, beispielsweise einer Hülse,
in welches die Enden der zu verbindenden Rohre eingeschoben werden.
In beiden Fällen wird der Verbindungsprozess, der auf einer
elastischen und ggf. auch plastischen Verformung der ineinander
geschobenen Rohrteile beruht, durch einen Klemmring bewirkt, der
durch axiales Verschieben in eine vorge sehene Endstellung die gewünschte
Verformung der vom Klemmring umschlossenen Rohrabschnitte bewirkt.
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EP 1 055 488 B1 beschreibt
als Stand der Technik eine axiale Presstechnik, bei der ein Pressfitting
verwendet wird, der zweiteilig ausgebildet ist mit einer Stützhülse
und einer Druckhülse. Um Rohrenden miteinander zu verbinden,
wird ein Rohrende zunächst aufgeweitet, bevor der Pressfitting
in das aufgeweitete Rohrende gesteckt werden kann. Dieser Aufweitvorgang
wird als aufwändig angesehen, da dieser Vorgang einen zusätzlichen
Arbeitsschritt bedeutet. Die Druckhülse wird mit Hilfe
der Vorrichtung axial bis zu einem Anschlag des Pressfittings gepresst.
Bei einer anderen beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten
axialen Presstechnik werden ein Pressring und ein Quetschring über
das Rohr geschoben. Eine Stützhülse wird in das
Rohr gesteckt. Der Pressring wird mit Hilfe der Vorrichtung axial über
den Quetschring bis zum Anschlag an der Stützhülse
gepresst. Bei dieser Technik ist ein vorheriges Aufweiten des Rohres
nicht notwendig.
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Aus
DE 28 51 282 C2 ist
eine Verbindung bekannt mit zwei aufeinander zu gepressten Verriegelungsringen,
die gleitend auf einer Hülse der Verbindung angeordnet
sind. Mit der durch Pressen auf Betätigungsflächen
der Hülse erzeugten axialen Bewegung der Hülsen
aufeinander zu erfolgt infolge einer doppelkonischen Formgebung
der Rohrenden und der Hülse ein radiales Verpressen von
Hülse, Rohrenden und Verriegelungsringen.
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Gemäß
DE 93 07 957 U1 erfolgt
eine Verbindung von zwei Rohrenden durch Aufschieben der Rohrenden
von entgegengesetzten Seiten auf eine metallische Hülse,
bis die Rohrenden zur Anlage an einen Flansch kommen. In einem nachfolgenden
Arbeitsgang werden metallische Schiebehülsen
26 nacheinander
in Richtung der Flansche aufgepresst, wobei konische Innenflächen
der Schiebehülsen die Rohrenden radial nach innen auf die
Hülse pressen.
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Eine
aktuelle Verbindung ist der Internet-Seite www.schell-armaturen.de/deutsch/downloads/pex_bosch.pdf zu
entnehmen. Eine derartige Verbindung dient beispielsweise für
Installationen im Sanitär- und Heizungsbereich. Bei dem
eingesetzten Sanitärrohr kann es sich um Rohr aus hochmolekularem
Polyethylen handeln. Für die Herstellung der Verbindung
wird zunächst ein Rohr gratfrei und rechtwinklig mittels
einer Ablängschere gekürzt. Auf das abgelängte
Rohr wird eine Schiebehülse aufgesteckt. Mit einem besonderen
Aufweitwerkzeug, welches in die Mündung des Rohres eingesteckt
wird, wird ein kreisrunder aufgeweiteter Rohrquerschnitt erzeugt.
In den aufgeweiteten Rohrquerschnitt wird ein Fitting eingesteckt,
bis eine Stirnseite des Rohrendes zur Anlage an einen Anschlag des
Fittings kommt. Schließlich wird die Schiebehülse
axial in Richtung des Anschlags gepresst, wozu ein elektrobetriebenes
Presswerkzeug Einsatz findet.
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Ein
weiteres Beispiel einer metallisch dichtenden Pressverbindung ist
der Internet-Seite www.mapress.de/geberit zu entnehmen
und wird unter der Kennzeichnung MapressMAM vertrieben. Eine derartige
Verbindung findet Einsatz für industrielle Anwendungen,
bei denen hohe Anforderungen bezüglich Druck, Druckwechsel,
Temperatur und Korrosion an die erstellte Verbindung gestellt werden.
Zur unlösbaren Verbindung wird ein Edelstahlring auf ein
außenkonisches Ende eines Fittings geschoben. Rohr, Fitting
und Ring werden axial miteinander verpresst. Die hergestellte Verbindung
kommt ohne zusätzliches Dichtelement aus. Die eingesetzten
Bauelemente können aus hochlegiertem Edelstahl bestehen.
Hierbei können im Inneren des Fittings fünf definierte
Presszonen zur Herstellung einer dauerhaft dichten Verbindung Einsatz
finden.
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Zur
axialen Bewegung von Bauelementen einer Verbindung aufeinander zu
schlägt
DE
44 46 503 C1 ein druckmittelbetätigtes Presswerkzeug
vor.
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Der
apparative Aufwand zur Erzeugung der axialen Bewegung kann reduziert
werden durch Einsatz eines handbetätigten Werkzeugs.
DE 93 07 957 U1 offenbart
eine Presszange, bei der Handhebel um einen gemeinsamen Gelenkbolzen
zueinander verschwenkt werden können. Die über
den Gelenkbolzen überstehenden Enden der Handhebel sind
jeweils gelenkig mit Backengrundkörpern verbunden, in denen
quer zur Pressrichtung Nuten angeordnet sind, in die mit T-förmigen
Nutensteinen ausgestattete unterschiedliche Pressbacken eingeschoben
und hier arretiert werden können. Die Pressbacken sind U-förmig
ausgebildet mit einer Öffnung, deren Breite ungefähr
dem Durchmesser der zu verbindenden Rohrenden, der Hülse
oder der Schiebehülse entspricht. Die Pressbacken umgreifen
von außen Betätigungsflächen, die einem
Flansch der Hülse und einer außen liegenden Stirnseite
der Schiebehülse zugeordnet sind. Mit einer Verschwenkung
der Handhebel aufeinander zu werden auch die Pressbackengrundkörper
mit den Pressbacken aufeinander zu verschwenkt, womit eine Relativbewegung
zwischen dem an der Pressbacken anliegenden Flansch und der an der
anderen Pressbacke anliegenden Schiebehülse einhergeht.
Infolge der gelenkigen Verbindung des Endbereichs der Handhebel
mit den Pressbackengrundkörpern werden im Zuge der axialen
Bewegung aufeinander zu die Pressbacken parallel zueinander gehalten,
so dass ein flächiger Kontakt zwischen den Pressbacken
und den Betätigungsflächen, hier des Flanschs
und der Schiebehülse, gewährleistet ist. Ein im
Wesentlichen der Ausführungsform gemäß
DE 93 07 957 U1 entsprechende
Ausführungsform ist
DE
28 51 282 zu entnehmen.
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DE 196 21 877 C2 offenbart
eine Handpresszange zum Aufpressen von Schiebehülsen auf
Rohrverbindungsarmaturen. Die Handpresszange kann in erster Näherung
als "pistolenartig" bezeichnet werden, wobei ein Gabelkopf mit einer
Betätigungsfläche für die Verbindung
fest im Mündungsbereich des "Laufs der Pistole" angeordnet
ist, während ein zweiter Gabelkopf mit einer zweiten Betätigungsfläche axial
verschieblich zu dem "Lauf der Pistole" gelagert ist. Der zweite
Gabelkopf kann über einen beweglichen Handhebel, welcher
ungefähr dem "Abzug der Pistole" entspricht, auf den anderen
Gabelkopf zu bewegt werden, wobei der bewegliche Handhebel einen
Exzenter mit einer Vorschubklinke betätigt, die in eine
den Gabelkopf tragende, gegenüber dem "Lauf" verschieblich
gelagerte Führungshülse eingreift. Mit mehreren
Teilpresshüben kann durch wiederholtes Betätigen
der Handhebel und ratschenartige Antriebsverbindung zwischen Vorschubklinke
und Führungshülse der Presshub bewerkstelligt
werden, für den die Verbindung zwischen den Betätigungsflächen
verpresst wird. Die Gabelköpfe können auswechselbar
sein, um das Verpressen unterschiedlicher Verbindungen mit unterschiedlichen
Geometrien oder Durchmessern zu ermöglichen.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Zange und eine neue
Verwendung einer Zange vorzuschlagen, die eine veränderte
Betätigungsmechanik und Betätigungskinematik für
die Herstellung einer Verbindung für eine Leitung, insbesondere
unter Einsatz eines veränderten Fittings, besitzt.
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LÖSUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst
mit einer Zange mit den Merkmalen mit des unabhängigen
Patentanspruchs 1. Weitere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Zange
ergeben sich entsprechend den Merkmalen der abhängigen
Patentansprüche 2 bis 13. Eine weitere Lösung der
der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist gegeben durch die Verwendung
einer derartigen Zange gemäß Patentanspruch 14.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß ist
die Zange nicht mit Pressbacken ausgestattet, die
- – radial
nach innen auf ein Bauelement der Verbindung einwirken und dieses
radial komprimieren oder
- – eine axiale Bewegung der zwei Betätigungsflächen
der Verbindung herbeiführen.
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Vielmehr
besitzt die erfindungsgemäße Zange zwei Spreizbacken,
mittels welchen in einem Arbeitshub der Zange eine Spreizbewegung
herbeigeführt wird. Dies bedeutet, dass mit einer Schließbewegung
der Handhebel der Zange die Veränderung des Abstands der
Spreizbacken und von Betätigungsflächen derselben
eine Vergrößerung des Abstandes ist. Mit dieser
Vergrößerung kann erfindungsgemäß eine
plastische Verformung mindestens eines Bauelements der Verbindung
herbeigeführt werden, die mit einem radialen Verpressen
der Verbindung einhergeht.
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Zur
Erzeugung der erforderlichen Spreizkräfte ist die Zange
mit einem Übertragungsmechanismus ausgestattet. Der Übertragungsmechanismus überträgt
Betätigungskräfte eines Benutzers, die dieser
auf die Handhebel aufbringt, auf die Spreizbacken, wobei eine Übersetzung
der Betätigungskräfte erfolgt, so dass einerseits
die an den Spreizbacken wirkenden Spreizkräfte größer
sind als die Betätigungskräfte und andererseits
ein Weg, den die Handhebel zurücklegen, größer
ist als der Spreizweg der Spreizbacken. Beispielsweise können
durch Einsatz des Übertragungsmechanismus mit üblichen
Kräften einer Hand (oder von zwei Händen) des
Benutzers Spreizkräfte erzeugt werden, die im Bereich von 10.000,
20.000, 30.000, 40.000, 50.000, 60.000 oder sogar 70.000 Newton
oder mehr liegen.
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Für
die Zange sind beliebige der vielfältigen unterschiedlichen,
aus dem Stand der Technik bekannten Übertragungsmechanismen
einsetzbar, von denen einige mögliche Übertragungsmechanismen in
Druckschriften der Anmelderin offenbart sind, die in der vorliegenden
Patentanmeldung genannt sind. Als besonders wirkungsvoller Übertragungsmechanismus
hat sich der Einsatz eines Kniehebelmechanismus herausgestellt,
für welchen unter geringem Bauteilaufwand die erforderlichen
Spreizkräfte mit einer komfortablen Betätigungskinematik
herbeiführbar sind. Möglich ist auch der Einsatz
mehrerer Kniehebelmechanismen in der Zange.
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Entsprechend
einem weiteren Vorschlag der Erfindung erfolgt die konstruktive
Gestaltung des genannten Kniehebelmechanismus derart, dass ein Knie
des Kniehebelmechanismus für geöffnete Handhebel
und geschlossene Spreizbacken einen ersten Kniewinkel bildet, der
mit zunehmender Schließbewegung der Handhebel größer
wird, bis dieser einen zweiten Kniewinkel erreicht. Dieser Ausgestaltung
liegt die Erkenntnis zugrunde, dass während des Spreizvorgangs
die zunehmende Spreizbewegung der Spreizbacken mit steigenden Spreizkräften
einhergeht. Beispielsweise erfolgt zu Beginn der Spreizbewegung
ein reines axiales Auseinanderspreizen der Bauelemente der Verbindung.
In einer anschließenden Spreizphase wird ein Bauelement derart
verformt, dass dieses radial zur Anlage an ein weiteres Bauelement
kommt. In einer weiteren Spreizphase erfolgt dann, verursacht durch
die Spreizbewegung, ein radiales Verpressen mehrerer Bauelemente.
Dieser Erkenntnis der Vergrößerung der erforderlichen
Spreizkräfte über den Spreizhub trägt
die Erfindung mit der genannten Vergrößerung des
Kniewinkels Rechnung, da mit der Vergrößerung des
Kniewinkels eine Vergrößerung der Übersetzung der
Betätigungskräfte an den Handhebeln zu den Spreizbacken
verbunden ist. Andererseits kann durch eine derart "automatisch
angepasste" Übersetzungsänderung eine verhältnismäßig
kleine Schließbewegung der Handhebel eingesetzt werden,
um eine verhältnismäßig große
Spreizbewegung in dem ersten Teilhub herbeizuführen, in
dem nur ein geringes oder kein radiales Verpressen erfolgt. Somit
kann dieser Teilhub schnell und einfach überwunden werden.
Umgekehrt werden in dem dritten Teilhub, in dem tatsächlich
eine radiales Verpressen erfolgt, über größere
Wege größere Spreizkräfte erzeugt, wobei
infolge der vergrößerten Übersetzung
eine feinfühlige Betätigung möglich ist.
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Für
eine besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Zange beträgt der zweite Kniewinkel zwischen 170° und
179°, so dass für das Erreichen des zweiten Kniewinkels,
also gegen Ende des Spreizhubes, optimale große Übersetzungsverhältnisse
des Kniehebelmechanismus genutzt werden können.
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Für
eine besondere konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Zange besitzt diese ein als "fest" bezeichnetes Zangenteil, bei
dem ein erster Handhebel starr mit einer ersten Spreizbacke verbunden
ist. Dieses feste Zangenteil dient einerseits zur Lagerung einer
Druckstange.
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Andererseits
ist gegenüber dem festen Zangenteil die zweite Spreizbacke
zwischen deren Endbereichen gelagert. Ein beweglicher Zangenteil
ist in einem Endbereich mit einem Gelenk verschwenkbar mit einem
Endbereich der zweiten Spreizbacke verbunden, während der
andere Endbereich des beweglichen Zangenteils den zweiten Handhebel
bildet. Zusätzlich ist das bewegliche Zangenteil zwischen
dem Handhebel und dem mit der zweiten Spreizbacke verbundenen Endbereich
verschwenkbar gegenüber der Druckstange gelagert. Auf diese
Weise ist eine besonders einfache, aber effiziente Zange gebildet, welche
mit einer Schließbewegung der Handhebel eine Spreizbewegung
von Betätigungsflächen herbeiführt.
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Für
einen weiteren Vorschlag der Erfindung sind Spreizelemente vorgesehen,
die mit den Bauelementen der Verbindung in Wirkverbindung treten. Diese
sind über einen zweiten Übertragungsmechanismus
mit den Spreizbacken verbunden. Hierbei wandelt der zweite Übertragungsmechanismus
die Schwenkbewegung der Spreizbacken um in eine (weitestgehend)
translatorische Bewegung der Spreizelemente in Richtung einer Spreizachse.
Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verschwenkung
von Spreizbacken mit einer kurvenförmigen Bewegung von
Referenzpunkten der Spreizbacken verbunden ist. Eine starre Kopplung von
Betätigungsflächen mit den Spreizbacken hätte zur
Folge, dass sich entsprechend der kurvenförmigen Bewegung
der Angriffspunkt der Betätigungsflächen und/oder
deren Ausrichtung während der Spreizbewegung ändern
würde.
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Für
den zweiten Übertragungsmechanismus können beliebige
Gelenkverbindungen, Gelenktriebe, oder Kinematiken eingesetzt werden.
Für eine besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung
ist der Übertragungsmechanismus (jeweils für eine Spreizbacke)
als ein Gelenk ausgebildet.
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Weiterhin
schlägt die Erfindung vor, dass die Spreizelemente mindestens
eine Aufnahme für ein Werkstück aufweisen. Sind
die Spreizelemente auswechselbar, beispielsweise mit den Spreizbacken, verbunden,
können zur Herstellung unterschiedlicher Verbindungen unterschiedliche
Spreizelemente mit derselben Zange verwendet werden. Somit kann
ein von einem Handwerker eingesetztes Set eine Zange mit mehreren
unterschiedlichen Spreizelementen aufweisen. Möglich ist
auch, dass ein Spreizelement mehrere unterschiedliche Aufnahmen
beinhaltet. Auch in diesem Fall können mehrere austauschbare Spreizelemente,
jeweils mit mehreren Aufnahmen, Einsatz finden.
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Eine
multifunktionale Zange ergibt sich gemäß einem
weiteren Vorschlag der Erfindung, für den die Spreizelemente
mehrere über den Umfang verteilte Aufnahmen besitzen. In
diesem Fall können die Spreizelemente verdrehbar um die
Spreizachse gelagert sein. Durch diesen Drehfreiheitsgrad der Spreizelemente,
beispielsweise gegenüber den Spreizbacken, kann eine zum
Einsatz kommende Aufnahme durch Verdrehung des Spreizelements in eine
Betriebsstellung gebracht werden, so dass sämtliche unterschiedlichen, über
den Umfang verteilten Aufnahmen in eine einzige Betriebsstellung gebracht
werden können. Andererseits kann durch eine Verdrehung
der Spreizelemente der Ort der Aufnahme relativ zu weiteren Bestandteilen
der Zange verändert werden, wodurch veränderten
Umgebungsbedingungen und beengten Montageverhältnissen
Rechnung getragen werden kann.
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Von
Vorteil kann eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Zange sein, bei der eine Fixiereinrichtung vorgesehen ist. Mittels
der Fixiereinrichtung können die Spreizelemente für
definierte Drehwinkel um die Spreizachse fixiert werden, so dass
definierte Betriebswinkel für die Spreizelemente vorgegeben
sind.
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In
besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist die vorgenannte Fixiereinrichtung
mit einer federbelasteten Rasteinrichtung, einer magnetischen Rasteinrichtung
oder einer Sperreinrichtung gebildet. Unter einer Rasteinrichtung
im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung verstanden,
die eine stabile Lage vorgibt, die für Auslenkkräfte
aus dieser Lage unterhalb eines definierten Kraftniveaus korrespondierende
Rückstellkräfte in die definierte Lage erzeugt,
während mit Überschreiten des definierten Kraftniveaus
die definierte Lage verlassen werden kann. Lediglich beispielhaft
wird auf eine Ausgestaltung mittels einer federbelasteten Rastkugel,
die in einer Rastnut Aufnahme findet, hingewiesen. Hierbei kann über
die Wahl des Durchmessers der Rastkugel und die Querschnittsgeometrie
der Rastnut das Rastverhalten und das definierte Kraftniveau vorgegeben
werden. Als beispielhafte Alternative wird die Ausgestaltung der
Fixiereinrichtung mit einer magnetischen Rasteinrichtung angeführt,
bei der die Rückstellkräfte über magnetische
Kräfte der Rasteinrichtung herbeigeführt werden
und das definierte Kraftniveau über die Dimensionierung
des Permanentmagneten vorgegeben ist.
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Im
Sinne der Erfindung wird unter einer Sperreinrichtung eine Einrichtung
verstanden, welche formschlüssig ist und – ohne
manuelle Betätigung durch den Benutzer – nur die
definierte Lage verlassen kann durch plastische Verformung oder
Zerstörung mindestens eines Bauelements der Sperreinrichtung.
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Grundsätzlich
können die Spreizelemente lediglich durch den zweiten Übertragungsmechanismus
mit den Spreizbacken gekoppelt sein. Eine verbesserte Führung
und Ausrichtung der Spreizelemente ergibt sich, wenn die Spreizelemente
in Richtung der Spreizachse verschieblich zueinander geführt
sind, wobei sich die Spreizelemente unmittelbar oder mittelbar gegeneinander
abstützen können.
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Eine
besonders einfache, aber effektive derartige Führung ergibt
sich, wenn ein Spreizelement eine Ausnehmung oder eine Hülse
besitzt, in der ein Fortsatz des anderen Spreizelements aufgenommen ist.
Die Verbindung zwischen Fortsatz und Ausnehmung oder Hülse
stellt die Führung für eine Relativbewegung in
Richtung der Spreizachse dar. Für den Fall, dass Fortsatz
und Ausnehmung oder Innenbohrung der Hülse mit einem Kreisquerschnitt
ausgebildet sind, stellt die Führung lediglich eine Führung
entlang der Spreizachse dar, während Verdrehungen der Spreizelemente
zueinander um die Spreizachse möglich sind. Für
den Fall, dass eine derartige Verdrehung vermieden werden soll,
ist es vorteilhaft, für die korrespondierenden Konturen
von Fortsatz und Ausnehmung bzw. Innenbohrung der Hülse
einen unrunden Querschnitt einzusetzen.
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Die
erfindungsgemäße Zange, mittels welcher eine Spreizbewegung
von Spreizbacken durch Schließen von Handhebeln herbeiführbar
ist, findet insbesondere Einsatz zum Herstellen einer Verbindung
für eine Leitung, wobei zwei Bauelemente der Verbindung
jeweils (unmittelbar oder mittelbar) an einer Spreizbacke oder einem
Spreizelement abgestützt sind. Mit einer Schließbewegung
der Handhebel der Zange und einer damit einhergehenden Spreizbewegung
der Spreizbacken wird unter radialer plastischer Verformung mindestens
eines Bauelements der Verbindung die Verbindung hergestellt.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen,
der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung
genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer
Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ
oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend
von erfindungsgemäßen Ausführungsformen
erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere
den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer
Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu
entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen
der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche
ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen
der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt.
Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen
dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese
Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche
kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen
aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen
der Erfindung entfallen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter
bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert
und beschrieben.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Zange für geöffnete
Handhebel in einer Draufsicht.
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2 zeigt
die erfindungsgemäße Zange gemäß 1 für
teilweise geschlossene Handhebel in einer Draufsicht.
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3 zeigt
die erfindungsgemäße Zange gemäß 1 und 2 für
geschlossene Handhebel in einer Draufsicht.
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4 zeigt
die erfindungsgemäße Zange in einer 1 entsprechenden
Draufsicht und Betriebsstellung, wobei zur Darstellung des Übertragungsmechanismus
der Zange eine Tragplatte eines festen Zangenteils entfernt ist.
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5 zeigt
die erfindungsgemäße Zange in einer 3 entsprechenden
Draufsicht und Betriebsstellung, wobei zur Darstellung des Übertragungsmechanismus
der Zange eine Tragplatte eines festen Zangenteils entfernt ist.
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6 zeigt
ein erstes Spreizelement, welches einer ersten Spreizbacke für
die dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zange zugeordnet ist, in räumlicher Darstellung.
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7 zeigt
ein zweites Spreizelement, welches einer zweiten Spreizbacke für
die dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zange zugeordnet ist, in räumlicher Darstellung.
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8 zeigt
einen Lagerkörper eines Übertragungsmechanismus
zwischen einer Spreizbacke und einem Spreizelement in räumlicher
Darstellung.
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9 zeigt
eine Teileinheit der erfindungsgemäßen Zange mit
zwei gegeneinander geführten Spreizelementen, welche in
Lagerkörpern gelagert sind, in räumlicher Darstellung.
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10 zeigt
eine Verbindung für eine Leitung, wobei die Verbindung über
ein Spreizen von Betätigungsflächen mittels einer
erfindungsgemäßen Zange radial verpresst werden
kann.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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In
den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Zange 1 dargestellt, bei der zwischen Handhebel 2, 3 und
Spreizbacken 4, 5 ein Übertragungsmechanismus 6 mit
einem Kniehebelmechanismus 7 zwischengeschaltet ist. Das
erfindungsgemäße Grundprinzip, insbesondere die
Erzeugung einer Spreizbewegung der Spreizbacken 4, 5 und/oder
die Ausstattung von Spreizelementen 8, 9 mit mehreren
Aufnahmen 10, 11, 12 und/oder die verdrehbare
oder revolverartige Kopplung der Spreizelemente 8, 9 mit
Spreizbacken 4, 5, ist nicht an den beispielhaften Übertragungsmechanismus 6 mit
einem Kniehebelmechanismus 7 gebunden. Vielmehr können
beliebige Übertragungsmechanismen 6 mit abweichenden
Kniehebelmechanismen, Nockentrieben, anderweitigen Gelenkverbindungen
und getrieblichen Übersetzungen Einsatz finden. Ebenfalls möglich
ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Grundprinzipien
für eine Zange, bei der mit einer Schwenkbewegung der Handhebel 2, 3 eine
translatorische Bewegung der Spreizbacken 4, 5 erzeugt wird.
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Bei
der in 1 dargestellten Zange 1 ist ein festes
Zangenteil 13 vorgesehen, welches mit dem Handhebel 2 ausgebildet
ist, an dem in einem dem Zangenkopf 14 zugewandten Endbereich
zwei parallele Tragplatten 15, 16 fest angeordnet
sind, beispielsweise mittels Schrauben oder Nietverbindungen. Die
Tragplatten 15, 16 sind einstückig mit
einer Verlängerung 17, die die Handhebel 2 in
Richtung des Zangenkopfes 14 fortsetzt, und einer in erster Näherung
C-förmigen Spreizbacke 5 gebildet, wobei sich
die C-förmige Spreizbacke 5 mit einem Endbereich
von dem dem Zangenkopf 14 zugewandten Endbereich der Verlängerung 17 erstreckt.
Eine gedachte Verbindungslinie der Endbereiche der C-förmigen Spreizbacke 5 mit
der Längsachse des Handhebels 2 und der Verlängerung 17 bildet
einen Winkel von ca. 135° +/–20°.
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Ungefähr
mittig zwischen den Endbereichen der Verlängerung 17 tragen
die Tragplatten 15, 16 einen Schwenkbolzen 19,
welcher quer zur Haupterstreckungsebene der Tragplatten 15, 16 und
quer zu der Zeichenebene gemäß 1 bis 5 orientiert ist.
Gegenüber dem Schwenkbolzen 19 ist unter Bildung
eines Gelenks 20 ein Endbereich einer Druckstange 21 verschwenkbar
in der Zeichenebene gemäß 1 bis 5 gelagert.
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Ein
weiterer Schwenkbolzen 22, der in dem dem Zangenkopf 14 zugewandten
Endbereich der Verlängerung 17 angeordnet ist
und parallel zum Schwenkbolzen 19 orientiert ist, ist von
den Tragplatten 15, 16 gehalten. Der Schwenkbolzen 22 dient
der verschwenkbaren Lagerung einer Spreizbacke 4 in einem
Gelenk 24. Die Spreizbacke 4 ist in erster Näher
als C-förmig zu beschreiben oder als kreisringsegmentförmig
mit einem Umfangswinkel von 150° bis 180°. Die
Spreizbacke 4 ist in dem der Verlängerung 27 zugewandten
Endbereich über einen quer zur Zeichenebene gemäß 1 bis 5 orientierten
Schwenkbolzen 25, welcher gegenüber den Tragplatten 15, 16 frei
beweglich ist, verschwenkbar in einem Gelenk 26 gelagert.
Der Handhebel 3 bildet mit der fest hiermit verbundenen
Verlängerung 27 einen bewegten Zangenteil 28.
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1 und 4 zeigen
die Zange 1 für geöffnete Handhebel 2, 3,
für die die außen liegenden Endbereiche der Spreizbacken 4, 5 einen
minimalen Abstand besitzen. Der dem Gelenk 20 gegenüberliegende
Endbereich der Druckstange 21 ist über einen Schwenkbolzen 29,
der vertikal zur Zeichenebene gemäß 1 bis 5 orientiert
ist, verschwenkbar in der Zeichenebene in einem Gelenk 30 gegenüber dem
bewegten Zangenteil 28 gelagert, wobei das Gelenk 30 im
Bereich der Verlängerung 27 angeordnet ist, vorzugsweise
eng benachbart dem Gelenk 26. Beispielsweise beträgt
der Abstand der Gelenke 26, 30 1/10 bis 1/20 der
Länge des bewegten Zangenteils 28.
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Mit
dem bewegten Zangenteil 28 und der Druckstange 21 ist
der Kniehebelmechanismus 7 gebildet, bei dem das Gelenk 30 das
Knie 32 bildet. Für die in 1 und 4 dargestellte
geöffnete Betriebsstellung der Zange 1 bilden
die Druckstange 21 und der Teilbereich des bewegten Zangenteils 28 zwischen
den Gelenken 26, 30 einen ersten Kniewinkel 44,
der zwischen 90° und 140°, beispielsweise zwischen
100° und 120°, beträgt. Für
die in 2 dargestellte, teilweise geschlossene Betriebsstellung der
Zange 1 hat sich der Abstand der außen liegenden
Endbereiche der Spreizbacken 4, 5 vergrößert durch
Verschwenkung der Spreizbacke 4 um das Gelenk 24 im
Uhrzeigersinn. Für die in 3 und 5 dargestellte
Schließstellung der Zange 1 besitzen die Handhebel 2, 3 einen
minimalen Abstand und sind ungefähr parallel zueinander
orientiert. Dieses korreliert mit einem maximalen Abstand der außen
liegenden Endbereiche der Spreizbacken 4, 5, womit
ein zweiter Kniewinkel 62 erreicht ist.
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Möglich
ist, dass die Spreizbacken 4, 5 unmittelbar Betätigungsflächen
aufweisen, die vorzugsweise den außen liegenden Endbereichen
der Spreizbacken 4, 5 zugeordnet sind und auf
einander abgewandten Seiten der Spreizbacken 4, 5 angeordnet
sind. An den Betätigungsflächen des Spreizbacken 4, 5 kommen
in diesem Fall geeignete Betätigungsflächen der
Bauelemente der Verbindung zur Anlage zwecks Übertragung
von Spreizkräften. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel
sind allerdings die zusätzlichen Spreizelemente 8, 9 vorgesehen, die
jeweils über einen zweiten Übertragungsmechanismus 33, 34 mit
den Spreizbacken 4, 5 gekoppelt sind: Die Spreizelemente 8, 9 sind
in 6 bzw. 7 als Einzelteil räumlich
dargestellt. Das Spreizelement 9 ist mit einer dreieckförmigen
steifen Scheibe 35 gebildet. Die Scheibe 35 ist
mittig von einem Führungsbolzen 36 durchsetzt,
der auf der der Pressbacke 23 zugewandten Seite der Scheibe 35 einen Fortsatz 37 bildet
sowie auf der anderen Seite einen Fortsatz 38 bildet, der
in seinem Endbereich mit einem Bund 39 ausgestattet ist.
In ihren Ecken ist die Scheibe 35 mit Aufnahmen 10a bis 12a ausgestattet, die
ungefähr halbkreisförmig, U-förmig oder
gabelförmig ausgebildet sind und unterschiedliche Öffnungsweiten
besitzen.
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Das
Spreizelement 8 besitzt eine Scheibe 40 die entsprechend
der Scheibe 35 ausgebildet ist mit Aufnahmen 10b bis 12b.
Auf der der Spreizbacke 4 zugewandten Seite der Scheibe 40 trägt
die Scheibe 40 mittig eine hohlzylinderförmige
Hülse 41, die in einem außenliegenden
Endbereich mit einem Bund 42 ausgestattet ist.
-
Bei
koaxialer Ausrichtung der Spreizelemente 8, 9 kann
das Spreizelement 8 mit der Hülse 41 mit durch
die Scheibe 40 durchgehender Innenbohrung passgenau unter
Gewährleistung eines Längsverschiebungs-Freiheitsgrades
in Richtung einer Spreizachse 43-43 auf den Fortsatz 37 des
Spreizelements 9 aufgeschoben werden. Für die
in 6 und 7 dargestellten kreisförmigen
Querschnitte des Fortsatzes 37 und der Innenbohrung der
Hülse 41 ist ein Drehfreiheitsgrad um die Spreizachse 43 gegeben.
Alternativ kann bei nicht-kreisförmiger Querschnittsgestaltung
ein Verdrehen um die Spreizachse 43-43 unterbunden
sein. Hierbei kann durch die Konturgestaltung der Querschnitte eine
Ausrichtung der Aufnahmen 10 bis 12 zueinander
vorgegeben werden.
-
Ein
Lagerkörper 45 besitzt eine in erster Näherung
kubische Geometrie, vgl. 8. Der Lagerkörper 45 besitzt
eine durchgehende Innenbohrung 46 sowie auf gegenüberliegenden
Seiten sich quer zu der Spreizachse 43-43 bzw.
der Längsachse der Innenbohrung 46 erstreckende
Lagerzapfen 47, 48.
-
9 zeigt
einen Schnitt durch die Zange 1 mit einer Schnittführung
durch eine Ebene, in welcher die Spreizachse 43-43 liegt.
In 9 ist zu erkennen, dass ein Lagerkörper 45b passgenau
zwischen der Scheibe 35 und dem Bund 39 aufgenommen
ist, wobei sich der Fortsatz 38 durch die Innenbohrung 46 hindurch
erstreckt. Ein weiterer entsprechender Lagerkörper 45a ist
zwischen der Scheibe 40 und dem Bund 42 des Spreizelements 8 passgenau
aufgenommen, wobei sich in diesem Fall der Fortsatz 41 durch
die Innenbohrung 46 hindurch erstreckt, so dass für
diesen Lagerkörper 45a der Durchmesser der Innenbohrung 46 größer
ausgebildet sein kann. Alternativ ist es möglich, dass
die Spreizelemente 8, 9 derart gefertigt werden,
dass der Außendurchmesser des Fortsatzes 38 dem
Außendurchmesser der Hülse 41 entspricht,
so dass die Innenbohrungen 46 für die beiden Lagerkörper 45a,
b mit gleichem Durchmesser ausgebildet sein können.
-
Die
Zapfen 47, 48 eines Lagerkörpers 45a sind
in einer Bohrung 49 der Spreizbacke 4 verschwenkbar
um eine Schwenkachse, die vertikal zu der Zeichenebene gemäß 1 bis 5 orientiert ist,
gelagert, wobei die Bohrung 49 im außen liegenden
Endbereich der Spreizbacke 4 angeordnet ist. Für
das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Spreizbacke 4 mit
zwei parallel zueinander orientierten gleichen Spreizbackenteilen
ausgebildet mit jeweils einer Bohrung 49, wobei der Lagerkörper 45a zwischen
den beiden Spreizbackenteilen aufgenommen ist. Entsprechend schützen
sich die Lagerzapfen 47, 48 des anderen Lagerkörpers 45b an
einer Bohrung 50 der Spreizbacke 5 ab, wobei eine
derartige Bohrung 50 in beiden Tragplatten 15, 16 vorgesehen
sein kann, zwischen denen der Lagerkörper 45b gehalten
ist. Die Lagerzapfen 47, 48 bilden mit den Bohrungen 49 bzw. 50 Gelenke 51, 52, über
die die Lagerkörper 45 und die Spreizelemente 8, 9 verschwenkbar
gegenüber den Spreizbacken 4, 5 gehalten
sind. Somit sind mit den Lagerkörpern 45a, 45b und
den Bohrungen 49, 50, d. h. mit den Gelenken 51, 52,
die zweiten Übertragungsmechanismen 33, 34 gebildet.
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Eine
in den Figuren nicht dargestellte Fixiereinrichtung, mittels welcher
die gemeinsame Verdrehung der Spreizelemente 8, 9 um
die Spreizachse 43, 44 arretiert werden kann,
kann beispielsweise als Rastkugel oder anderes Rastelement ausgebildet sein,
welches eine Rastierung zwischen einer Oberseite oder einer Unterseite
des Lagerkörpers 45 gegenüber einem Bund 39, 42 oder
einer Scheibe 35, 40 ermöglicht.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass sich im Zuge der Schwenkbewegung der
Handhebel 2, 3 die Spreizachse 43-43 geringfügig
in horizontaler Richtung in 1 verlagert,
da sich das Gelenk 51 gegenüber dem festen Zangenteil 13 und
gegenüber dem Gelenk 52 auf einer Kreisbahn bewegt.
Demgemäß ist das Merkmal eines Patentanspruchs,
dass der zweite Übertragungsmechanismus 33, 34 eine
translatorische Bewegung der Spreizelemente in Richtung einer Spreizachse
dahingehend auszulegen, dass im Wesentlichen eine gradlinige Bewegung
innerhalb eines tolerierbaren Winkelbereichs erfolgt. In jedem Fall
gewährleisten die Übertragungsmechanismen 33, 34,
dass die Spreizelemente 8, 9 während
der Schwenkbewegung der Handhebel 2, 3 eine parallele
Orientierung behalten können.
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10 zeigt
eine Verbindung 53 für eine Leitung 54,
die durch axiales Spreizen von zwei Bauelementen 55, 56 in
axialer Richtung der Leitung 54 radial verpresst wird.
Die Bauelemente 55, 56 besitzen einander zugewandte
Betätigungsflächen 57, 58, welche
für das in 10 dargestellte Ausführungsbeispiel
kreisringförmig ausgebildet sind. Ein Verpressen der Verbindung 53 erfolgt über
axiales Spreizen und axiales Auseinanderdrücken der Betätigungsflächen 57, 58,
was durch Einsatz der Zange 1 ermöglicht ist.
Für ein derartiges Spreizen der Bauelemente 55, 56 wird
zunächst die Zange 1 in den in 1 dargestellten
Ausgangszustand mit geöffneten Handhebeln 2, 3 gebracht.
Die Spreizelemente 8, 9 werden derart verdreht,
dass für die Verbindung 53 geeignete Aufnahmen 10 bis 12 auf
der außenliegenden Seite oder Stirnseite der Zange 1 angeordnet sind.
Hierbei ist die Öffnung der gewählten Aufnahme 10 bis 12 vorzugsweise
derart gewählt, dass mittels dieser gerade ein zylinderförmiger
Abschnitt 59 der Verbindung 52 übergriffen
werden kann. Dann wird die Zange so in Richtung der Verbindung 53 bewegt, dass
die Scheiben 35, 40 zwischen die Betätigungsflächen 57, 58 geführt
werden, wobei der Abschnitt 59 in die gewählten
Aufnahmen 10 bis 12 eintritt. Dieses wird im Folgenden
beispielhaft anhand einer möglicherweise gewählten
Aufnahme 12 erläutert: Auf einander abgewandten
Seiten bilden die Scheiben 35, 40 Betätigungsflächen 60, 61 der
Spreizelemente 8, 9, wobei für das in
den 6 und 7 dargestellte Ausführungsbeispiel
die Betätigungsflächen 60, 61 U-förmig
ausgebildet sind. Mit einer Verschwenkung der Handhebel 2, 3 aufeinander
zu werden die Scheiben 35, 40 auseinander gespreizt,
so dass die Betätigungsflächen 60, 61 zur
Anlage kommen an die Betätigungsflächen 57, 58.
Mit weiterer Verschwenkung der Handhebel 2, 3 aufeinander
zu unter Aufbringung von Betätigungskräften entsteht zwischen
den Betätigungsflächen 60 und 57 sowie 61 und 58 eine
Spreizkraft, welche bewirkt, dass die Bauelemente 55, 56 auseinandergespreizt
werden, was mit einem radialen Verpressen und Erzeugung einer elastischen
und/oder plastischen Deformation verbunden ist.
-
Es
versteht sich, dass die Betätigungsflächen (57, 58),
auf die die Zange (1) einwirkt, Bauelementen (55, 56)
eines Fittings zugeordnet sein können. Ebenfalls möglich
ist, dass eine der Betätigungsflächen (57, 58)
oder beide Betätigungsflächen (57, 58)
einem Rohrende zugeordnet sind. Zur Herstellung der Verbindung (53)
kann eine elastische Verformung und/oder eine plastische Verformung von
Bauelementen des Fittings und/oder Rohrenden der Leitung erfolgen.
-
- 1
- Zange
- 2
- Handhebel
- 3
- Handhebel
- 4
- Spreizbacke
- 5
- Spreizbacke
- 6
- Übertragungsmechanismus
- 7
- Kniehebelmechanismus
- 8
- Spreizelement
- 9
- Spreizelement
- 10
- Aufnahme
- 11
- Aufnahme
- 12
- Aufnahme
- 13
- festes
Zangenteil
- 14
- Zangenkopf
- 15
- Tragplatte
- 16
- Tragplatte
- 17
- Verlängerung
- 19
- Schwenkbolzen
- 20
- Gelenk
- 21
- Druckstange
- 22
- Schwenkbolzen
- 24
- Gelenk
- 25
- Schwenkbolzen
- 26
- Gelenk
- 27
- Verlängerung
- 28
- bewegtes
Zangenteil
- 29
- Schwenkbolzen
- 30
- Gelenk
- 32
- Knie
- 33
- 2. Übertragungsmechanismus
- 34
- 2. Übertragungsmechanismus
- 35
- Scheibe
- 36
- Führungsbolzen
- 37
- Fortsatz
- 38
- Fortsatz
- 39
- Bund
- 40
- Scheibe
- 41
- Hülse
- 42
- Bund
- 43
- Spreizachse
- 44
- erster
Kniewinkel
- 45
- Lagerkörper
- 46
- Innenbohrung
- 47
- Lagerzapfen
- 48
- Lagerzapfen
- 49
- Bohrung
- 50
- Bohrung
- 51
- Gelenk
- 52
- Gelenk
- 53
- Verbindung
- 54
- Leitung
- 55
- Bauelement
- 56
- Bauelement
- 57
- Betätigungsfläche
- 58
- Betätigungsfläche
- 59
- Abschnitt
- 60
- Betätigungsfläche
- 61
- Betätigungsfläche
- 62
- zweiter
Kniewinkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3617529
A1 [0003, 0012]
- - EP 1055488 B1 [0004, 0012]
- - DE 2851282 C2 [0005]
- - DE 9307957 U1 [0006, 0010, 0010]
- - DE 4446503 C1 [0009]
- - DE 2851282 [0010]
- - DE 19621877 C2 [0011]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Internet-Seite
www.schell-armaturen.de/deutsch/downloads/pex_bosch.pdf [0007]
- - www.mapress.de/geberit [0008]