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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Aufweiten von Rohren.
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Stand der Technik
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Aufgrund ihrer Wärme- und Druckbeständigkeit sowie ihrer optimalen Leitfähigkeit finden Metallrohre eine breite Anwendung beim Anlegen von Tieffrier-, Klimaanlagen- oder Warmwasserleitungen. Beim Anlegen der Rohre kommt es häufig vor, dass die Länge eines Rohrs nicht ausreicht oder die Rohrleitung an einer Stelle gebogen werden muss, wobei der Benutzer üblicherweise mit einer Aufweitvorrichtung ein Ende des Metallrohrs schalltrichterförmig aufweitet, damit das Metall mit einem weiteren Metallrohr zusammengefügt werden kann. Herkömmliche Aufweitvorrichtungen für Rohre der genannten Art sind generell manuell, wobei die Handhabung zeit- und kraftaufwendig ist. Außerdem werden Metallrohre aus ästhetischen Gründen an unauffälligen Stellen versteckt, was die Arbeit der Zusammenfügung von Rohren erschwert. Vor allem wird der Benutzer bei Zusammenfügen einer großen Menge von Rohren von einem erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand stark belastet.
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Aus der
DE 691 02 175 T2 ist eine Vorrichtung zum automatischen Aufweiten von Rohren bekannt, bei der im Betrieb ein drehbarer exzentrischer Konus mit einer Spitze, die einen festen Drehmittelpunkt definiert, im rotierenden Zustand gegen ein Ende eines aufzuweitenden Rohres gedrückt wird. Dazu ist eine drehbare Ausgangswelle an ihrem vorderen Ende mit dem exzentrischen Konus versehen, der nach außen über einen Grundkörper der Vorrichtung vorsteht. Der exzentrische Konus hat eine Drehachse, die schräg bzw. exzentrisch zu der Achse der drehbaren Ausgangswelle verläuft. Die Drehachse des exzentrischen Konus beschreibt daher bei Drehung des exzentrischen Konus eine konische Erzeugende.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum automatischen Aufweiten von Rohren zu schaffen, die ein Ende eines Rohr auf einfachere Weise automatisch aufweitet, um den Benutzer beim Zusammenfügen von Rohren zu entlasten.
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Technische Lösung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum automatischen Aufweiten von Rohren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Explosionsdarstellung und
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2 im Schnitt;
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3 eine Explosionsdarstellung der zweiten Getriebeeinheit der Erfindung;
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4 eine Explosionsdarstellung eines Teils des Ausführungsbeispiels der Erfindung in vergrößerter Ansicht;
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5 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels der Erfindung im Gebrauch;
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6 eine schematische Darstellung der Betätigung der Rohrklemmeinheit;
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7 eine schematische Darstellung der Betätigung der Schnellspanneinheit;
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8 eine schematische Darstellung der Betätigung der zweiten Getriebeeinheit, wobei der Zustand des Übertragungselements vor dem Rutschen veranschaulicht wird;
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9 eine schematische Darstellung der Betätigung der zweiten Getriebeeinheit, wobei das Übertragungselement zu rutschen beginnt;
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10 eine schematische Darstellung der zweiten Getriebeeinheit aus einem weiteren Sichtwinkel; und
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11 eine Explosionsdarstellung eines Teils eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in vergrößerter Ansicht.
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Wege der Ausführung der Erfindung
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Wie aus 1 bis 3 ersichtlich, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zum automatischen Aufweiten von Rohren folgendes:
einen Hauptkörper 10, der aus einem Ober- und einem Untergehäuse 11, 12 ausgebildet ist, wobei zwischen dem Ober- und dem Untergehäuse 11, 12 ein Aufnahmeraum 13 ausgebildet ist; des Weiteren ist am Vorderende des Hauptkörpers 10 eine mit dem Aufnahmeraum 13 kommunizierende Öffnung 14 ausgebildet; am Vorderende des Hauptkörpers 10 und zwar nahe der Öffnung 14 ist eine Beleuchtungseinheit 15 angeordnet, die eine Glühbirne oder eine Leuchtdiode (LED) sein kann;
eine Antriebseinheit 20, die im Aufnahmeraum 13 aufgenommen ist und Antriebskraft zur Verfügung stellt; die Antriebseinheit 20 umfasst einen Motor 21, mit dessen Vorderende eine Abbremseinrichtung 22 verbunden ist, um die vom Motor 12 ausgegebene Drehzahl zu reduzieren; mit dem Hinterende des Motors 21 ist eine Steuereinheit 23 verbunden, mit der das Ein- und Ausschalten des Motors 21 gesteuert wird; außerdem ist die Steuereinheit 23 mit einem Akku 24 verbunden, der den Motor 21 mit Strom versorgt;
eine erste Getriebeeinheit 30, die im Aufnahmeraum 13 aufgenommen und mit der Antriebseinheit 20 verbunden ist, um die von der Antriebseinheit 20 zur Verfügung gestellte Antriebskraft erhalten zu können; in diesem Ausführungsbeispiel weist die erste Getriebeeinheit 30 ein Getriebe 31 und ein anzutreibendes Zahnrad 32 auf, wobei das Getriebe 31 an einem Ende mit der Antriebseinheit 20 verbunden ist und am anderen Ende über ein Kugellager 311 im Aufnahmeraum 13 des Hauptkörpers 10 drehbar gelagert ist; die beiden Enden des anzutreibenden Zahnrads 32 tragen jeweils ein Kugellager 321 und ein Kupferrohrlager 322, mittels deren das anzutreibende Zahnrad 32 an einer Seite des Getriebes 31 drehbar befestigt ist und mit dem Getriebe 31 in Eingriff steht; gleichzeitig ist an der Seite des anzutreibenden Zahnrads 32, wo das Kupferrohrlager 322 angeordnet ist, eine Getriebewelle 323 vorstehend angeordnet; und
eine zweite Getriebeeinheit 40, die im Aufnahmeraum 13 angeordnet ist und ein Innengewinderohr 41, ein Außengewinderohr 42, eine betätigende Hülse 43, ein Übertragungselement 44 und ein schubhemmendes Aufsetzelement 45 umfasst, wobei gilt:
das Innengewinderohr 41 ist im Aufnahmeraum 13 befestigt und befindet sich nahe der Öffnung 14; in diesem Ausführungsbeispiel ist das Innengewinderohr 41 aus einem Außenrohr 411 und einem im Außenrohr 411 angeordneten inneren Gewindering 412 zusammengesetzt, wobei an der inneren Ringseite des inneren Gewinderings 412 ferner ein Innengewinde 413 angeordnet ist;
ein Ende des Außengewinderohrs 42 trägt ein Anschlagteil 421, an dessen Ringseite ein Außengewinde 422 ringförmig ausgebildet ist und mit dem inneren Gewindering 412 des Innengewinderohrs 41 in Eingriff steht; an der Endfläche des Anschlagteils 421 ist ferner ein rundförmiger Hohlraum 423 axial ausgebildet, um den herum eine erste Schräge 424 vorgesehen ist; das andere Ende des Außengewinderohrs 42 ragt aus dem Innengewinderohr 41 heraus und trägt ein sich radial erstreckendes Blockierteil 425, an dessen Endfläche und zwar nahe dem Außenrand ferner eine axial verlaufende Steckbuchse 426 ausgebildet ist;
die betätigende Hülse 43 ist nahe dem Außengewinderohr 42 angeordnet, wobei ein Ende der betätigenden Hülse 43 ein Verbindungsteil 431 trägt, an dem ein axial verlaufender Verbindungshohlraum 432 ausgebildet ist, wobei das Verbindungsteil 431 in der Getriebewelle 322 der ersten Getriebeeinheit 30 steckend verbunden ist; am anderen Ende der betätigenden Hülse 43 ist ein sich radial ausbreitendes Kopfteil 433 ausgebildet, an dessen Endfläche eine Aufnahme 434 vorgesehen ist, die der Steckbuchse 426 des Außengewinderohrs 42 entspricht;
das Übertragungselement 44 ist zwischen dem Blockierteil 425 des Außengewinderohrs 42 und dem Kopfteil 433 der betätigenden Hülse 43 angeordnet, so dass die betätigende Hülse 43 eine Antriebskraft auf das Außengewinderohr 42 übertragen kann, um das Außengewinderohr 42 dazu zu bringen, sich im Innengewinderohr 41 schraubend zu verschieben; gleichzeitig trägt ein Ende des Übertragungselements 44 eine rutschige Schräge 441, und das andere Ende trägt ein Pressteil 442, das ein axial angeordnetes Federelement 443 federnd vorspannt, so dass das Übertragungselement 44 beim Stillstand des Außengewinderohrs 42 mittels der rutschigen Schräge 441 sich entfernen und rutschen kann; in diesem Ausführungsbeispiel sind das Federelement 443 und das Pressteil 442 des Übertragungselements 44 der Reihe nach in der Aufnahme 434 der betätigenden Hülse 43 aufgenommen, wobei das Ende des Übertragungselements 44, an dem die rutschige Schräge 441 angeordnet ist, aus der Aufnahme 434 herausragt und federnd in der Steckbuchse 426 des Außengewinderohrs 42 angeordnet ist; und
das schubhemmende Aufsetzelement 45 ist zwischen dem Innengewinderohr 41 und dem Blockierteil 425 des Außengewinderohrs 42 angeordnet und aus einer Mehrzahl von Stahlkugeln 451 und einer ringförmigen Unterlegscheibe 452 zusammengesetzt; in diesem Ausführungsbeispiel ist an der dem Blockierteil 425 zugewandten Endfläche des Innengewinderohrs 41 eine Mehrzahl von Aussparungen 414 ausgebildet, in denen die Stahlkugeln 451 aufgenommen sind, wobei die ringförmige Unterlegscheibe 452 die Außenseite der Aussparungen 414 zudeckt.
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Weiter ist aus 2 und 3 ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 eine Rohraufweiteinheit 50 umfasst, die eine Mittelachse 51 aufweist, deren eines Ende ein Befestigungsteil 511 trägt, das direkt durch das Innengewinderohr 41 verläuft und mit der betätigenden Hülse 43 verbunden ist; am anderen Ende der Mittelachse 51 sitzt ein sich ausweitendes Zusammenfügungsteil 512, auf dem ein Kugellager 52 aufgesetzt ist, wobei am Vorderende des Zusammenfügungsteils 512 ferner ein Spitzsatz 53 montiert ist; an der Fügestelle zwischen der Mittelachse 51 und ihrem Zusammenfügungsteil 512 ist eine zweite Schräge 513 ringförmig angeordnet, die für die Minderung der Reibungskraft zwischen dem Zusammenfügungsteil 512 und dem inneren Gewindering 412 sorgt; des Weiteren sind an der Mittelachse 51 ein Kugelunterlegring 54, eine Unterlegscheibe 55 und eine Feder 56 angeordnet, die alle im rundförmigen Hohlraum 423 des Außengewinderohrs 42 aufgenommen sind; durch die Federbelastung der Feder 56 drückt der Kugelunterlegring 54 gegen das Zusammenfügungsteil 512 der Mittelachse 51.
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Dabei ist bemerkenswert, dass an der Ringseite des Übertragungselements 44 eine begrenzende Ringnut 444 ringförmig angeordnet ist; an der mittleren Stelle des Vorderendes des Kopfteils 433 der betätigenden Hülse 43 ist ein Montagehohlraum 435 ausgebildet, in den das Befestigungsteil 511 der Mittelachse 51 durchgeführt und sodann darin befestigt ist; an der Innenwandung des Montagehohlraums 435 der betätigenden Hülse 43 ist ferner eine mit der Aufnahme 434 kommunizierende Begrenzungsnut 436 angeordnet, die der begrenzenden Ringnut 444 entspricht. Gleichzeitig ist am Befestigungsteil 511 der Mittelachse 51 ein Begrenzungsloch 514 der Begrenzungsnut 436 entsprechend angeordnet, wobei im Begrenzungsloch 514 ein Begrenzungsstift 57 aufgenommen ist, dessen eines Ende aus dem Begrenzungsloch 514 herausragt, durch die Begrenzungsnut 436 hindurch verläuft und sich sodann in der begrenzenden Ringnut 444 befindet. Dadurch wird das Übertragungselement 44 in der Aufnahme 434 begrenzt.
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4 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Teils des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in vergrößerter Ansicht, wobei die Vorrichtung 100 ferner eine Schnellspanneinheit 60 umfasst, die an dem der betätigenden Hülse 43 gegenüberstehenden Ende des Innengewinderohrs 41 angeordnet ist, wobei an die Schnellspanneinheit 60 weiter eine Rohrklemmeinheit 70 angeschlossen ist; die Schnellspanneinheit 60 weist einen ringförmigen Schnellspannsockel 61 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Innengewinderohr 41 einstückig ausgebildet ist; an der Ringseite des Schnellspannsockels 61 sind mehrere Durchgangslöcher 611 und eine Befestigungsringnut 612 vorgesehen. An der Innenseite des Schnellspannsockels 61 sind mehrere Positionierstücke 613 hervorragend angeordnet. Am Schnellspannsockel 61 sind der Reihe nach eine Feder 62, mehrere in den Durchgangslöchern 611 aufgenommene Stahlkugeln 63, ein Dichtring 64 und ein in der Befestigungsnut 612 aufgenommener C-Ring 65 auf- bzw. eingesetzt. Die Rohrklemmeinheit 70 weist einen oberen und einen unteren Klemmsockel 71, 72 auf, die an einem ihrer Enden miteinander schwenkbar verbunden und an ihrem anderen Ende mittels eines Festspannelements 73 miteinander befestigt sind. Das Festspannelement 73 ist im Wesentlichen aus einem Presshebel 731 und einem Rastring 732 ausgebildet. An einer Seite der Rohrklemmeinheit 70 ist dem Schnellspannsockel 61 entsprechend ein Positionierflansch 74 angeordnet, an dessen Rinseite eine ringförmige Positioniernut 741 ausgebildet ist, die den Stahlkugeln 63 der Schnellspanneinheit 60 entspricht, wobei am Distalende des Positionierflansches 74 eine Mehrzahl von Einkerbungen 742 angeordnet ist, die den Positionierstücken 613 entsprechen, so dass der Positionierflansch 74 mit dem Schnellspannsockel 61 in Verrastung kommen und sich daran positionieren kann. Weiter wird auf 6 verwiesen. Zwischen dem oberen und dem unteren Klemmsockel 71, 72 verläuft ferner ein Rohrklemmteil 75, wobei zwischen dem Rohrklemmteil 75 und der ringförmigen Positioniernut 741 ferner eine Blockierscheibe 76 radial angeordnet ist.
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Für die Handhabung der Erfindung wird auf 5 verwiesen. Zum Aufweiten eines Rohrs 200 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 wird das Rohr 200 zunächst in der Rohrklemmeinheit 70 festgeklemmt und dann mittels der Schnellspanneinheit 60 an die Vorrichtung 100 zum automatischen Aufweiten von Rohren montiert. Für die Handhabung der Rohrklemmeinheit 70 wird auf 7 verwiesen, wobei zunächst der Presshebel 731 gemäß 6 gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden muss, damit sich der obere und der untere Klemmsockel 71, 72 voneinander trennen, wodurch ein Raum entsteht, so dass das Rohr 200 im Rohrklemmteil 75 abgelegt werden kann, wobei das Vorderende des Rohrs 200 von der Blockierscheibe 76 blockiert wird. Auf diese Weise wird die Tiefe positioniert, in die das Rohr 200 eingeschoben wird. Danach wird die Betätigung in Gegenrichtung vorgenommen, nämlich dass der Presshebel 731 derart gepresst wird, dass er sich zur ursprünglichen Stelle stellt, damit der obere und der untere Klemmsockel 71, 72 mittels des Rastrings 732 festgespannt werden. Auf diese Weise wird das Rohr 200 an der Rohrklemmeinheit 70 festgeklemmt.
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Weiter wird auf 5 verwiesen. Sobald das Rohr 200 an der Rohrklemmeinheit 70 festgeklemmt worden ist, kann die Rohrklemmeinheit 70 weiter mittels der Schnellspanneinheit 60 an der Vorrichtung 100 zum automatischen Aufweiten von Rohren befestigt werden. Wie aus 7 ersichtlich, wird zuerst der Dichtring 64 in Richtung zur Vorrichtung 100 zum automatischen Aufweiten von Rohren so geschoben, dass die Stahlkugeln 63 über eine gewisse Freiheit verfügen, mit der sie sich etwas zur Außenseite der Durchgangslöcher 611 verschieben können. Anschließend wird der Positionierflansch 74 der Rohrklemmeinheit 70 auf den Schnellspannsockel 61 der Schnellspanneinheit 60 ausgerichtet und in den Schnellspannsockel eingesetzt, wobei die Einkerbungen 742 mit den Positionierstücken 613 in Verrastung kommen, wodurch die Drehrichtung begrenzt wird. Schließlich wird der Dichtring 64 so locker gelassen, dass sich der Dichtring 64 durch die Federbelastung der Feder 62 in Richtung zur Rohrklemmeinheit 70 verschiebt und vom C-Ring 65 blockiert wird, um die Stahlkugeln 63 so zu pressen, dass die Stahlkugeln 63 in der ringförmigen Positioniernut 741 der Rohrklemmeinheit 70 festgehalten werden, wie in 8 gezeigt. Somit ist die Rohrklemmeinheit 70 mit der Schnellspanneinheit 60 verbunden.
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In 8 und 9 ist die Betätigung der zweiten Getriebeeinheit 40 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Sobald das Rohr 200 an der Rohrklemmeinheit 70 festgeklemmt und die Rohrklemmeinheit 70 mittels der Schnellspanneinheit 60 an der Vorrichtung 100 zum automatischen Aufweiten von Rohren befestigt worden ist, kann die Vorrichtung 100 zum automatischen Aufweiten von Rohren eingeschaltet werden. Dadurch beginnt die betätigende Hülse 43 zu drehen, und das Außengewinderohr 42 verschiebt sich unter Antrieb des Übertragungselements 44 im Innengewinderohr 41 schraubend, so dass das Außengewinderohr 42 in Richtung zum Zusammenfügungsteil 512 der Mittelachse 51 fortschreitet; gleichzeitig wird weiter die Mittelachse 51 in Richtung zur Rohrklemmeinheit 70 so geschoben, dass sich der Spitzsatz 53 nach vorne verschiebt, die Blockierscheibe 76 durchbricht und sodann an das Vorderende des Rohrs 200 anschlägt. Dadurch kann das Vorderende des Rohrs 200 schalltrichterförmig aufgeweitet werden, wie in 9 gezeigt. Auf diese Weise kann der Benutzer mithilfe der Vorrichtung 100 das Aufweiten des Rohrs 200 schnell erledigen, so dass das Zusammenfügen von Rohren schneller erfolgt, um den Zeit- und Kraftaufwand der Leitungsanlegung zu verringern. Erwähnenswert ist, dass, wenn das Anschlagteil 421 des Außengewinderohrs 42 an das Zusammenfügungsteil 512 der Mittelachse 51 anschlägt, wie in 9 gezeigt, die erste und die zweite Schräge 424, 513 für wirksame Reduktion der Kontaktfläche sorgen, um die Reibungskraft und somit den Verschleiß zu eliminieren. Wenn die Rohraufweiteinheit 50 bis zum Distalende geschoben ist, und das Außengewinderohr 42 bis zum Ende verschraubt wird und daher zum Stillstand kommt, wie in 10 gezeigt, tritt das Übertragungselement 44 durch die Führung der an einem Ende der Steckbuchse 426 angeordneten rutschigen Schräge 441 aus der Steckbuchse 426 aus und wird sodann gezwungen, sich in Richtung der Aufnahme 434 zu verschieben, wobei das Übertragungselement 44 rutscht. Das Rutschen des Übertragungselements 44 kann vorteilhafterweise einen übermäßigen Schub des Rohrs 200 verhindern. Beim Rutschen des Übertragungselements 44 wird die Mittelachse 51, die mittels des Befestigungsteils 511 mit der betätigenden Hülse 43 festverbunden ist, weiter den Spitzsatz 53 zum ununterbrochenen Drehen bringen, um die Schalltrichterform des Vorderendes des Rohrs 200 noch runder und glatter zu korrigieren und somit sie zu verschönen. Nachdem das Aufweiten des Rohres 200 vollendet ist, muss die betätigende Hülse 43 lediglich in Gegenrichtung gedreht werden, wobei die rutschige Schräge 441 des Übertragungselements 44 nun der Drehrichtung abgewandt ist, so dass das Übertragungselement 44 durch die Federbelastung des Federelements 443 erneut in die Steckbuchse 426 eingesteckt wird. Weiter wird das Außengewinderohr 42 in Gegenrichtung schraubartig gedreht, bis es aus dem Innengewinderohr 41 austritt. Dabei sorgt das zwischen dem Innengewinderohr 41 und dem Blockierteil 425 des Außengewinderohrs 42 angeordnete schubhemmende Aufsetzelement 45 für eine erhebliche Reduktion der Reibungskraft, so dass das Übertragungselement 44 leicht das Außengewinderohr 42 schraubend drehen kann, um die Rohraufweiteinheit 50 aus der Rohrklemmeinheit 70 zu lösen.
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11 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Teils eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in vergrößerter Ansicht. Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten dadurch, dass die Schnellspanneinheit 60 einen plattenförmigen Schnellspannsockel 66 aufweist, durch dessen Zentrum ein Rundloch 661 hindurch verläuft. Außerdem ist an einer Seite des Schnellspannsockels 66 ein Führungskanal 67 mit zwei Seitenwänden 671 ausgebildet, wobei durch die Seitenwände 671 jeweils eine Durchbrechung 672 vorgesehen ist. An einem Ende des Führungskanals 67 der Schnellspanneinheit 60 ist ein Verrastelement 68 querlaufend angeordnet, an dessen beiden Seiten jeweils ein Rastzahn 681 ausgebildet ist, wobei die Rastzähne 681 jeweils in die Durchbrechungen 672 eingreifen und ein weing aus den Durchbrechungen 672 herausragen. Am Umfangsrand des Rohrklemmteils 76 der Rohrklemmeinheit 70 ist dem Führungskanal entsprechend jeweils ein Gleitkörper 77 angeordnet, an dem eine bogenförmige Positioniernut 771 in Abstimmung auf die Durchbrechung 672 ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Rohrklemmeinheit 70 durch seitliches Gleiten von dem dem Verrastelement 68 gegenüberstehenden Ende des Führungskanals 67 in den Führungskanal 67 eingleiten und so mit dem Führungskanal 67 verbunden werden, wobei die Rastzähne 681 in den bogenförmigen Positioniernuten 771 festgehalten werden, wodurch die Rohrklemmeinheit 70 schnell an der Schnellspanneinheit 60 befestigt wird. Auf diese Weise ist ein schneller Zusammenbau der Erfindung wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel gleichfalls erzielbar.
