-
Die
Erfindung betrifft eine Verpressvorrichtung für rohrförmige Werkstücke mit
einer Pressschlinge, die einen Öffnungsbereich
aufweist, und mit einer zweifach doppelarmigen Übertragungszange für die Verbindung
der Pressschlinge mit einem Antriebsmittel, wobei zwischen der Pressschlinge
und der Übertragungszange
im Öffnungsbereich
der Presschlinge Kopplungselemente angeordnet sind, die sowohl ein
Schliessen als auch ein Umstecken der Pressschlinge in unterschiedliche
Winkelstellungen relativ zur Übertragungszange
ermöglichen,
wobei die Kopplungselemente sowohl Gleitflächen für die Schliessbewegung der
Pressschlinge als auch Sperrflächen
gegen eine Schwenkbewegung der Pressschlinge während des Pressvorgangs aufweisen.
-
Eine
solche Vorrichtung ist durch die
DE 10 2007 013 706 B3 bekannt. Diese bekannte
Lösung geht
von der Überlegung
aus, das eine zweiachsige Bewegung zwischen den Kopplungselementen
von Pressschlinge und und Übertragungszange
während des
Pressvorgangs zu vermeiden ist, weil diese Bewegung unter hohen Übertragungskräften für den Pressvorgang
stattfindet. Eine einachsige Bewegung wird durch Sperrelemente erzielt,
die eine Veränderung
der Winkelstellung zwischen Pressschlinge und Übertragungszange nur bei einer
Entkopplung von Pressschlinge und Übertragungszange ermöglichen. Diese
Sperrelemente sind bei einem der Ausführungsbeispiele als Zylinderflächen von
identischen und ringförmig
angeordneten halben Zylindersektoren ausgebildet, die die Oberfläche eines
der knaufförmigen
Kopplungselemente bilden und in eine taschen förmige Ausnehmung mit gegenüberliegenden parallelen
ebenen Wänden
des jeweils anderen Kopplungselements eingreifen. In der grössten Schnittebene
des Knaufs bildet das Kopplungselement also ein Polygon mit geradlinigen
Verbindungen der Ecken. Der Formschluss einer solchen Verbindung
gegen Kräfte
in Umfangsrichtung ist also begenzt und sehr stark von Reibungen
begleitet und von Toleranzen innerhalb der Kopplungselemente abhängig.
-
Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
der
DE 10 2007
013 706 B3 bestehen die Sperrelemente einerseits aus achsparallelen,
zinnenförmigen
und in einem Teilkreis angeordneten Vorsprüngen an der Pressschlinge,
und andererseits aus je einem Vorsprung, der radial an einem Nippel
der Übertragungszange
angeordnet ist und in die Zwischenräume der Zinnen eingreift. Diese
Ausführungsform
ist bruchempfindlich und kostenintensiv.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ausführungsbeispiel mit den sektorförmigen Zylinderflächen dahingehend
zu verbessern, dass eine Abhängigkeit
von der Einhaltung engster Toleranzen und ein Verschleiss der Sperrflächen verringert
und die Formschlüssigkeit
innerhalb der Kopplungselemente ohne Erhöhung der Fertigungskosten verbessert
werden.
-
Die
Lösung
der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs angegebenen Verpressvorrichtung
erfindungsgemäss
dadurch, dass die Sperrflächen
des ersten Kopplungselements Teile der Oberfläche eines knaufförmigen Körpers sind,
der an der Stelle seines grössten
Querschnitts auf dem Umfang wellen- oder zackenförmig ausgebildet ist, und dass
das zweite Kopplungselement für
die Aufnahme des ersten Kopplungselements eine Ausnehmung besitzt, deren
Innenfläche
mit Vorsprüngen
für einen
radialen Eingriff in die Oberfläche
des ersten Kopplungselements versehen ist.
-
Damit
wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfange und zufriedenstellend
gelöst.
Es werden nämlich
die Abhängigkeit
von der Einhaltung engster Toleranzen und ein Verschleiss der Sperrflächen verringert
und die Formschlüssigkeit
innerhalb der Kopplungselemente ohne Erhöhung der Fertigungskosten verbessert.
Es wurde nämlich
gefunden, dass beim obigen Stande der Technik wegen der sehr spitzwinkligen
Berührungen
zwischen den Sperrflächen
der Kopplungselemente sehr hohe Kantenpressungen auftreten, die
durch die erfindungsgemässe erhebliche
Verbesserung der Formschlüssigkeit
stark abgebaut werden und damit auch der Verschleiss an den Kanten.
Vor allem aber wird auch die starke Abhängigkeit von engen Toleranzen
beseitigt, wobei zu beachten ist, dass zu grosse Toleranzen wiederum die
Kantenpressungen erhöhen.
Dabei ist ferner zu beachten, dass die Bedienungsperson für unterschiedliche
Verpress-Geometrien
stets eine grosse Zahl von Pressschlingen mit unterschliedlich grossen und
unterschiedlich geformten Pressflächen mit sich führen muss,
die abwechselnd in die gleiche Übertragungszange
eingesetzt werden müssen.
Hierdurch verschärft
sich wiederum das Toleranzproblem. Schliesslich kann wegen des wesentlich
verbesserten Formschlusses die Zahl der Sperrflächen auf dem Umfang und damit
die Zahl der Winkelstellungen der Pressschlinge gegenüber der Übertragungszange
deutlich vergrössert
werden.
-
Es
ist im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Erfindung besonders vorteilhaft,
wenn – entweder einzeln
oder in Kombination –:
- · die
Sperrflächen
des einen Kopplungselements auf einem Teil ihres Umfangs zwischen
den Verschneidungslinien bogenförmig
und vertieft ausgebildet sind, und dass in diese Sperrflächen komplementäre Vorsprünge am jeweils
anderen Kopplungselement gleitfähig
eingreifen,
- · die
Sperrflächen
des einen Kopplungselements auf dessen Umfang periodisch bogenförmig und erhöht ausgebildet
sind, und dass komplementäre Vorsprünge am jeweils
anderen Kopplungselement gleitfähig
in die Zwischenräume
eingreifen,
- · die
Sperrflächen
des einen Kopplungselements auf dessen Umfang sternförmig ausgebildet
sind, und dass komplementäre
Vorsprünge
am jeweils anderen Kopplungselement gleitfähig in die Zwischenräume eingreifen,
- · die
Sperrflächen
des ersten Kopplungselements Teile der Oberfläche eines knaufförmigen Körpers sind,
der an der Stelle seines grössten
Querschnitts auf dem Umfang wellen- oder zackenförmig ausgebildet ist, und wenn
das zweite Kopplungselement für
die Aufnahme des ersten Kopplungselements eine Ausnehmung besitzt,
deren Innenfläche
mit paarweise hintereinander auf dem Umfang angeordneten Vorsprüngen für ein Übergreifen
von Vorsprüngen
des ersten Kopplungselements versehen ist.
- · die
konkaven Sperrflächen
des einen Kopplungselements einen Querschnitt aufweisen, der einem
Kreissegment entspricht und dass die Vorsprünge des anderen Kopplungselements
durch konvexe Flächen
begrenzt sind,
- · die
Vorsprünge
des anderen Kopplungselements durch Zylinderflächen begrenzt sind,
- · sich
die im Querschnitt konkaven Sperrflächen und die Vorsprünge entlang
einer kreisförmigen Linie
berühren,
- · die
Kopplungselemente mit den Sperrflächen aufeinander zu gerichtet
und verdrehfest an den Enden der Übertragungszange und die Kopplungselemente
mit den Vorsprüngen
voneinander weg gerichtet und einstückig verbunden an den Enden
der Pressschlinge angeordnet sind,
- · die
bogenförmigen
Sperrflächen
jeweils äquidistant
um eine Achse verteilt innerhalb des Umfang einer imaginären kugelförmigen Hüllfläche des Kopplungselemente
angeordnet und in eine koaxiale Kugelfläche übergehen, die koaxial zur gleichen
Achse verläuft,
- · die
Kopplungselemente der Pressschlinge aus je einer Ausnehmung bestehen,
auf deren Innenwand die Vorsprünge
für den
Eingriff in die Sperrflächen
des jeweiligen Kopplungselements angeordnet sind und wenn der Boden
der Ausnehmung eine gleitfähige
Gegenfläche
für die
Abstützung
der Kugelfläche
des anderen Kopplungselements aufweist,
- · die
einen Kopplungselemente eine knaufförmige imaginäre Hüllfläche besitzen,
in der die Verschneidungslinien der Sperrflächen angeordnet sind, und/oder,
wenn
- · die
Kopplungselemente jeweils einstückig
mit den Zangenhebeln der Übertragungszange
verbunden sind.
-
Der
Kern der Erfindung besteht also darin, dass zwei Kopplungselemente
entlang einer Achse A-A, die die Einsteckrichtung bestimmt, zusammengeschoben
oder -gesteckt werden können,
wobei in der Endstellung auf dem Umfang dieser Achse A-A sowohl
in dem Querschnitt des ersten als auch in dem des zweiten Kopplungselements
Vorsprünge und
Rücksprünge vorhanden
sind, die sich auf dem Umfang eines knaufförmigen Körpers zu einer hoch belastbaren
formschlüssigen
Verbindung ergänzen.
-
Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes und deren Wirkungsweisen und weitere
Vorteile werden nachfolgend anhand der 1 bis 9 näher erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
Draufsicht auf eine Übertragungszange
mit einer eingesetzten Pressschlinge in einer Blickrichtung gemäss dem Pfeil
in 2,
-
2 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht des Gegenstandes von 1,
-
3 einen
Schnitt durch eine der Kopplungsstellen zwischen Übertragungszange
und Pressschlinge an der Stelle des grössten Querschnitts des Kopplungselements
der Übertragungszange,
-
4 eine
perspektivische Explosionsdarstellung einer Kopplungsstelle,
-
5 eine
perspektivische Darstellung eines der Kopplungselemente der Übertragungszange,
-
6 eine
Variante des Gegenstandes von 3 mit einem
auf dem Umfang wellenförmig
begrenzten Querschnitt des Kopplungselements,
-
7 eine
weitere Variante des Gegenstanden von 3 mit einem
auf dem Umfang sternförmig
begrenzten Querschnitt des Kopplungselements,
-
8 eine
weitere Variante des Gegenstanden von 3 mit einem
auf dem Umfang wellenförmig
erhaben begrenzten Querschnitt des ersten Kopplungselements und
paarweise Vorsprünge
des ersten Kopplungselements übergreifenden
Vorsprüngen
am zweiten Kopplungselement, und
-
9 eine
Variante des Gegenstanden von 8 mit einem
auf dem Umfang wellenförmig
vertieft begrenzten Querschnitt des ersten Kopplungselements und
paarweise Vorsprünge
des ersten Kopplungselements übergreifenden
Vorsprüngen
am zweiten Kopplungselement.
-
In
den 1 und 2 ist eine Übertragungszange 1 gezeigt,
die aus zwei spiegelsymmetrisch ausgebildeten und angeordneten doppelarmigen
Zangenhebeln 1a und 1b besteht. Diese besitzen
je eine Bohrung 2 für
hier nicht gezeigte Lagerbolzen und umschliessen teilweise ein Zangenmaul 3.
Der gelenkige Zusammenhalt erfolgt zwischen zwei T-förmigen Lagerplatten 4,
von denen hier nur die vordere gestrichelt angedeutet ist und die
je eine Bohrung 4a für
das Befestigen an einer hier nicht gezeigten Antriebsvorrichtung
besitzen, die ein motorisches Gerät oder eine Handzange sein
kann. Dadurch werden Spreizkräfte
in Richtung der beiden Pfeile 4b und 4c erzeugt,
die die Übertragungszange 1 in
die dargestellte geschlossene Stellung bringen.
-
Von
besonderer Bedeutung sind hierbei die beiden knaufartigen Kopplungselemente
K1, die von gegenüber
liegenden Seiten in das Zangenmaul 3 hineinragen und eine
Pressschlinge 5 halten. Diese besteht aus zwei bogenförmigen Pressbacken 5a und 5b,
die ein Pressenmaul 6 mit einer Achse AP-AP umschliessen
und an einer Gelenkstelle 7 miteinander verbunden sind.
Diese ist durch eine U-förmige Schutzlasche 7a abgedeckt.
Zum Entfernen oder Umsetzen der Pressschlinge 5 oder zum
Herumlegen um ein Werkstück
werden die Zangenhebel 1a und 1b von Hand in Gegenrichtung
zu den Pfeilen 4b und 4c bewegt, wodurch die Kopplungselemente
K1 aus ihren Gegenelementen in der Pressschlinge 5 herausbewegt
werden. Für
das Herumlegen um ein Werkstück
besitzt die Presschlinge 5 einen Öffnungsbereich 5c.
Es sei hier betont, dass die Zahl der Pressbacken 5a und 5b auf
eine Vielzahl von Pressbacken mit einer Vielzahl von Gelenkstellen
vergrössert
werden kann, was für
sich aber Stand der Technik ist.
-
Die 3 zeigt
einen Schnitt durch eine der Kopplungsstellen zwischen der Übertragungszange 1 und
der Pressschlinge 5 an der Stelle des grössten Querschnitts
des Kopplungselements K1 der Übertragungszange 1.
Es ist hier zu erkennen, dass das Kopplungselement K1 zehn im Querschnitt
konkave Sperrflächen 8 besitzt,
die in äquidistanter
Verteilung zwischen Verschneidungslinien 9 angeordnet sind. Der
Ausdruck ”Verschneidungslinien” wurde
deshalb gewählt,
weil diese in einer fiktiven Kugelfläche liegen und weil die Sperrflächen 8 auf
dem Umfang durch die Verschneidungslinien 9 getrennt und
begrenzt sind, was anhand der 4 und 5 noch näher erläutert werden
wird.
-
Gemäss 3 greifen
in die Sperrflächen 8 an
zwei diametral gegenüber
liegenden Stellen hierzu angenähert
komplementäre
Vorsprünge 11 ein, wodurch
ein Verschwenken der Pressschlinge 5 gegenüber der Übertragungszange 1 bei
dem Montagezustand gemäss 1 in
der oder parallel zur Zeichenebene verhindert wird. Die Einheit
aus Presschlinge 5 mit den Vorsprüngen 11 bildet das
jeweils zweite Kopplungsdelemente K2.
-
Die 4 zeigt
eine perspektivische Explosionsdarstellung der Kopplungsstelle zwischen
zwei Kopplungselementen K1 und K2, wobei die Lage zur Achse A-A
von Bedeutung ist. Die Pressschlinge 5 besitzt in den Pressbacken 5a und 5b beiderseits
des Öffnungsbereichs 5c je
eine nach aussen offene Ausnehmung 10, in der auf gegenüberliegenden
Seiten die bereits beschriebenen konvexen Vorsprünge 11 in der Weise
angeordnet sind, dass das knaufartige Koppungselement K1 mit jeweils
zwei seiner Sperrflächen 8 unter
Herstellung eines Formschlusses in die Ausnehmung 10 einschiebbar
bzw. einsteckbar ist. Dadurch wird eine Veränderung der Winkelstellung
von Pressschlinge 5 zur Übertragungszange 1 unterbunden.
Da die Pressschlinge 5 jedoch um das Werkstück herum
unter Kraftaufwand geschlossen werden muss, enthält das Kopplungselement K1
an seinem freien Ende eine Kugelfläche 12, die über weitere
Verschneidungslinien 12a in die konkaven Sperrflächen 8 übergeht.
Das Kopplungselement K2 enthält
hierfür
in der Ausnehmung 10 eine komplementäre Gegenfläche 13, die als Kugelfläche oder
konkave Trichterfläche
ausgebildet sein kann, so dass die Schliessbewegung der Pressschlinge 5 in
allen ihren möglichen
Winkelstellungen zur Übertragungszange 1 unbehindert
ist.
-
Die 5 zeigt
eine perspektivische Darstellung des knaufartigen Kopplungselements
K1 der Übertragungszange 5.
Natürlich
muss das Kopplungselement K1 verdrehfest mit der Übertragungszange 5 verbunden
sein. Dies kann dadurch geschehen, dass das Kopplungselement K1
einen koaxialen Zapfen aufweist, der in einer Bohrung festgelegt
ist, oder in vorteilhafter Weise dadurch, dass das Kopplungselement
K1 einstückig
mit dem jeweiligen Zangenhebel 1a und 1b hergestellt
ist, beispielsweise durch Präzisions-Formguss.
-
In
den folgenden Figuren werden die bisherigen Bezugszeichen für Komponenten
mit gleicher oder vergleichbarer Funktion beibehalten.
-
Die 6 zeigt
eine Variante des Gegenstandes von 3 mit einem
auf dem Umfang wellenförmig
begrenzten Querschnitt des ersten Kopplungselements K1, das in seiner
grössten
Querschnittsebene gezeigt ist. Entsprechend komplementär hierzu
und auf die Querschnittsebene bezogen sind die Vorsprünge 11 in
dem zweiten Kopplungselement K2 der Pressbacken 5 ausgebildet.
-
Die 7 unterscheidet
sich von der 6 im wesentlichen dadurch, dass
der Querschnitt des Kopplungselements K1 in der gleichen Raumlage
auf dem Umfang sternförmig
begrenzt ist.
-
Die 8 zeigt
eine weitere Variante des Gegenstanden von 3 mit einem
auf dem Umfang wellenförmig
erhaben begrenzten Querschnitt des ersten Kopplungselements K1 und
paarweise Vorsprünge 11 des
zweiten Kopplungselements K2, die die wellenförmig erhabenen Vorsprünge am ersten Kopplungselement
K1 übergreifen.
-
Die 9 unter
scheidet sich dadurch von 8, dass
das Kopplungselement K1 auf dem Umfang einen wellenförmig vertieft
begrenzten Querschnitt aufweist und dass das zweite Kopplungselement
K2 wiederum paarweise angeordnete Vorsprünge 11 besitzt, die
die Verschneidungslinien 9 des ersten Kopplungselements
K1 übergreifen.
-
- 1
- Übertragungszange
- 1a
- Zangenhebel
- 1b
- Zangenhebel
- 2
- Bohrung
- 3
- Zangenmaul
- 4
- Lagerplatten
- 4a
- Bohrung
- 4b
- Pfeil
- 4c
- Pfeil
- 5
- Pressschlinge
- 5a
- Pressbacke
- 5b
- Pressbacke
- 5c
- Öffnungbereich
- 6
- Pressenmaul
- 7
- Gelenkstelle
- 7a
- Schutzlasche
- 8
- Sperrflächen
- 9
- Verschneidungslinien
- 10
- Ausnehmung
- 11
- Vorsprünge
- 12
- Kugelfläche
- 12a
- Verschneidungslinien
- 13
- Gegenfläche
- A-A
- Achse
- AP-AP
- Achse
- K1
- Kopplungselemente
- K2
- Kopplungselemente