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Die Erfindung betrifft ein Presswerkzeug zur Verbindung von Rohren und Fittings mit Schwenkelementen und mit mindestens einem Kraftelement, wobei die Schwenkelemente jeweils einen Pressabschnitt aufweisen, wobei die Pressabschnitte einen Pressbereich bilden, wobei die Schwenkelemente zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position des Pressbereichs gegeneinander verschwenkbar sind, wobei durch die Bewegungsrichtung der jeweiligen Pressabschnitte bei einem Schließen des Pressbereichs eine Pressbewegungsrichtung definiert ist und wobei das Kraftelement bei Aktivierung eine Kraft entlang einer Kraftachse ausübt. Weiter betrifft die Erfindung ein System zur Verbindung von Werkstücken mit einem erfindungsgemäßen Presswerkzeug und mit einem Pressring, wobei der Pressring zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschwenkbar ist und wobei der Pressring einen Ansatzbereich für den Pressbereich des Presswerkzeugs aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden von Werkstücken.
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Presswerkzeuge zum Verbinden von Werkstücken in der Rohrverbindungstechnik, insbesondere für Gas- und Fluidleitungen, sowie in der Kabeltechnik sind aus dem Stand der Technik wohl bekannt. In diesen Anwendungsbereichen werden unter anderem Presswerkzeuge verwendet, welche Werkstücke wie Fittings, Rohre oder Muffen radial verpressen. Beispielsweise soll dabei mit den gattungsgemäßen Presswerkzeugen eine gas- und/oder fluiddichte Verbindung der Werkstücke geschaffen werden. Eine weitere Anforderung an die herzustellende Verbindung kann darin bestehen, dass diese nach dem Verpressen unlösbar sein soll.
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Eine radiale Verpressung kann durch eine Aufformung mindestens zweier Werkstücke erfolgen. So wird beispielsweise ein Rohr in einen Fitting eingeführt und anschließend das Fitting durch eine radial einwärts wirkende, vom Presswerkzeug ausgeübte Kraft so verformt, dass eine Verbindung zwischen Rohr und Fitting erfolgt. Eine Abdichtung der Verbindung kann dabei durch einen direkten Kontakt des Materials der Werkstücke, etwa einen Kraft- oder Formschluss der Kontaktflächen, bewirkt werden. Insbesondere bei aus Metall hergestellten Werkstücken werden für die radiale Umformung hohe Presskräfte benötigt, um eine sichere Verbindung herzustellen.
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Die
DE 197 34 355 C1 beschreibt ein Presswerkzeug, welches Schwenkhebel und eine Pressbackenkette aufweist. Die Pressbackenkette kann um ein Werkstück geschlossen und an den Schwenkhebeln eingehakt werden. Eine Verpressung erfolgt über rollenförmige Antriebselemente, welche in radialer Richtung verfahren werden und auf Antriebsflächen der Schwenkelemente wirken.
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In der
DE 198 03 536 A1 wird ein Presswerkzeug zum Verpressen von Rohrenden beschrieben. Eine als Kette ausgebildete Pressmatrize wird um ein Rohrende gelegt. Gemäß einer Ausgestaltung kann die Pressmatrize mit einer Spannvorrichtung aufweisend einen Hydraulikzylinder verpresst werden, wobei die Spannvorrichtung direkt an einem Lager und einem Widerlager der Pressmatrize angreift. In einer weiteren Ausgestaltung kommen zangenartige Backen zum Einsatz, welche über eine Antriebsmaschine mit Kurvenrollen geschlossen werden.
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Eine radial einwärts gerichtete Bewegung kann durch ein Presswerkzeug ausgeführt werden, wobei die radial einwärts gerichtete Bewegung insbesondere durch die Verwendung von geneigten Flächen in eine teilweise axiale Presskraft umgewandelt wird. Dabei können Werkstücke teilweise axial verpresst bzw. axial aufeinander geschoben werden und somit eine sichere Verbindung erfolgen. Bei einer solchen teilweise axialen Verpressung entstehen unter anderem durch den Reibungswiderstand der Werkstücke und der geneigten Flächen hohe Presskräfte.
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Besonders bei speziellen Anforderungen an die Haltbarkeit und Dichtheit der Verbindung kommen auch zusätzliche Dichtelemente zwischen den Werkstücken, beispielsweise O-Ringe, zum Einsatz. Bei Dichtelementen aus elastischen Materialien werden diese durch die Verpressung der Werkstücke elastisch deformiert und unterstützen über ihre Rückstellkräfte die Dichtheit der hergestellten Verbindung. Um eine zuverlässige Dichtheit zu gewährleisten, müssen die elastischen Dichtelemente über ausreichend lange Presswege verpresst werden.
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Folglich ergeben sich für die Auslegung der Presswerkzeuge Anforderungen wie hohe Presskräfte und/oder lange Presswege. Insbesondere bei der Verpressung von Rohren mit großem Durchmesser, etwa bei Rohrdurchmessern über 5 cm, sowie Rohren mit größeren Wandstärken können hohe Presskräfte und/oder lange Presswege zur Herstellung einer Verbindung erforderlich sein. Dabei ist es vorteilhaft, entsprechend diesen Anforderungen geeignete Kraftelemente direkt am Presswerkzeug vorzusehen.
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Solche Kraftelemente sind beispielsweise Druckzylinder wie Hydraulikzylinder mit geeignetem Pressdruck und Hub. Der direkt am Presswerkzeug vorgesehene Druckzylinder wird über einen Schlauch mit einem separaten Druckaggregat verbunden und dadurch mit Druck versorgt. Eine Verpressung erfolgt dann durch einen Ansetzen das Presswerkzeugs an die Werkstücke und einem anschließenden Aktivieren des Druckzylinders über ein Einschalten des Druckaggregats.
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Zudem werden im Rohrleitungsbau Pressringe verwendet, welche um die zu verpressenden Rohre gelegt werden. Ein im Presswerkzeug vorgesehenes Kraftelement wird dann in einer im Wesentlichen tangentialen Richtung an den Pressring angesetzt, d. h. senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Rohres und näherungsweise entlang oder parallel zu einer Tangente des Rohrquerschnitts. Damit wirkt das Kraftelement direkt, für den Fall eines Hydraulikzylinders unmittelbar mit dem Kolben auf den Ansatzbereich des Pressrings.
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Durch eine solche Anordnung des Kraftelements wird dem Bediener allerdings die Sicht auf die zu verpressenden Werkstücke behindert. Ferner ist insbesondere bei beengten Raumbedingungen die Handhabung eines solchen Presswerkzeugs problematisch, beispielsweise bei eng nebeneinander verlaufenden Rohrleitungen, da das Kraftelement in tangentialer Richtung an den Pressring angesetzt werden muss. Presswerkzeuge mit einem solchen Aufbau sind zudem oft schwierig in der Handhabung, da die Verwendung eine Vielzahl von Handgriffen beinhaltet, wenig intuitiv ist und auch das Presswerkzeug während und nach der Verpressung vom Bediener mit der Hand gehalten muss. Ebenso besteht die Gefahr, dass sich das Presswerkzeug nach einer Deaktivierung des Kraftelements von den Werkstücken löst und herunterfällt.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Presswerkzeug, ein System und ein Verfahren zum Verpressung von Werkstücken anzugeben, bei welchen das Presswerkzeug einen für beengte Raumverhältnisse vorteilhaften Aufbau aufweist, gleichzeitig einfach zu handhaben und die Sicherheit bei der Verwendung erhöht ist.
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Diese Aufgabe betreffend ein Presswerkzeug wird dadurch gelöst, dass sich die Kraftachse im Wesentlichen entlang der, insbesondere parallel zur Pressbewegungsrichtung erstreckt.
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Das Kraftelement übt durch eine Aktivierung eine Kraft entlang der Kraftachse aus. Die Schwenkelemente verschwenken dadurch gegeneinander, womit der Pressbereich zwischen den Pressabschnitten verkleinert und der Pressbereich geschlossen wird. Die Bewegung der Pressabschnitte während des Schließens definiert dabei eine Pressbewegungsrichtung. Erfindungsgemäß erstreckt sich die Kraftachse der von dem Kraftelement ausgeübten Kraft dabei im Wesentlichen entlang der Pressbewegungsrichtung. Somit ist bei einer Zerlegung der Kraft in Komponenten parallel und senkrecht zu der Bewegungsrichtung die parallele bzw. antiparallele Komponente größer als die senkrechte Komponente.
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Durch eine derartige Anordnung eines Kraftelements kann ein besonders einfach zu handhabender Aufbau des Presswerkzeuges erreicht werden. So kann das Presswerkzeug ähnlich einer Zange ausgestaltet werden, womit es vom Bediener einfach und intuitiv zu handhaben ist. Am Presswerkzeug können dafür Halteabschnitte vorgesehen werden, mit welchen das Presswerkzeug gehalten und für ein Ansetzen mit der Hand geöffnet und geschlossen werden kann.
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Auch wird durch die Vermeidung einer tangentialen Anordnung des Kraftelements das Arbeiten bei beengten Raumverhältnissen möglich, beispielsweise bei einer Anordnung von eng nebeneinander verlaufenden Rohren. Das Presswerkzeug kann in einer Radialrichtung des Rohrquerschnitts angesetzt und zur Verpressung genutzt werden.
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Ebenso ist dem Bediener die Sicht auf die zu verpressenden Werkstücke nicht durch das Kraftelement verdeckt. Der Bediener kann während der Verpressung den zu verpressenden Bereich der Werkstücke überwachen und den Pressvorgang verfolgen.
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Durch das erfindungsgemäße Presswerkzeug können Werkstücke aus verschiedenen Materialien, insbesondere Rohre und Fittings aus Metall, beispielsweise Kupfer, Rotguss, Stahl, und Edelstahl mit oder ohne Dichtelemente verpresst werden. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Presswerkzeug für Rohre mit großen Durchmessern und hohen Wandstärken verwendet werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Presswerkzeuges umfasst das Kraftelement mindestens einen Druckzylinder, insbesondere einen Hydraulikzylinder. Druckzylinder bewirken bei ihrer Aktivierung eine Kraft entlang der Zylinderachse. Durch die Verwendung eines Druckzylinders können hohe Presskräfte sowie lange Presswege bereitgestellt werden. Druckzylinder haben zudem den Vorteil, dass diese durch ein separates Druckaggregat betrieben werden können, womit sich die Handhabung des Presswerkzeuges erleichtert. Auch können ggf. bereits vorhandene Druckaggregate für das Presswerkzeug verwendet werden, was die Wirtschaftlichkeit des Presswerkzeuges erhöht.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Presswerkzeuges sind die Schwenkelemente durch mindestens eine Schwenkachse miteinander verbunden. Dadurch kann auf einfache Weise ein Verschwenken der Schwenkelemente zueinander erreicht werden. Besonders bei hohen Anforderungen an die zu erreichenden Presskräfte kann auch durch die Verwendung von Schwenkachsen dem Presswerkzeug die erforderliche Stabilität und Haltbarkeit verliehen werden. Die Bereitstellung einer Schwenkachse zur Verbindung der Schwenkelemente kann beispielsweise durch entsprechend den Anforderungen an die Presskräfte dimensionierte Bolzen und Bolzenlöcher oder auch Kugellager geschehen.
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Insbesondere können die Schwenkelemente gegeneinander über eine synchrone Anlenkung geführt werden, welche die Stellung der Schwenkelemente während der Pressbewegung eindeutig zueinander definiert. Damit ist gemeint, dass zwischen den Schwenkelementen im Wesentlichen nur ein einziger Freiheitsgrad besteht. Die Schwenkelemente sind so gegeneinander geführt, dass bei einer bestimmten Stellung eines ersten Schwenkelements sich die Stellung eines zweiten Schwenkelements eindeutig ergibt. Ein solcher Freiheitsgrad kann beispielsweise durch einen einzigen Rotationswinkel oder eine kombinierte Translation und Rotation zwischen den Schwenkelementen gebildet werden. Durch die synchrone Anlenkung ergibt sich eine vereinfachte Handhabung das Presswerkzeugs, da nur eines der Schwenkelemente bewegt werden muss, um die Stellung des gesamten Presswerkzeugs festzulegen. Eine solche synchrone Anlenkung kann beispielsweise über eine einzige Schwenkachse zwischen den Schwenkelementen gebildet werden.
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Die synchrone Anlenkung wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Presswerkzeuges auch über jeweils zwei an den Schwenkelemente angeordneten Schwenkachsen gebildet, welche durch mindestens zwei Verbindungselemente gekreuzt miteinander verbunden sind. Durch die Verteilung der bei einer Verpressung entstehenden Kräfte innerhalb des Presswerkzeuges auf mehrere Schwenkachsen ist diese Ausgestaltung der synchronen Anlenkung besonders stabil und robust. Ebenso wird dadurch der Verschleiß reduziert und eine Langlebigkeit des Presswerkzeuges gefördert. Die Verbindungselemente können beispielsweise durch laschenförmige Elemente ausgebildet sein, welche jeweils zwei Schwenkachsen in einem festen Abstand verbinden. Dadurch folgen die Schwenkelemente bei einem Schließen oder Öffnen des Pressbereichs einer kombinierten Rotations- und Translationsbewegung. Bevorzugt sind jeweils zwei Verbindungselemente auf beiden Seiten des Presswerkzeuges angeordnet, wodurch sich eine besonders stabile Führung der Schwenkelemente ergibt und das Presswerkzeug für hohe Presskräfte geeignet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs ist das Presswerkzeug selbsthaltend ausgebildet und verbleibt nach erfolgtem Schließen des Pressbereichs selbstständig in der geschlossenen Position. Selbsthaltend bedeutet, dass auch ohne eine Aktivierung des Kraftelements, beispielsweise wenn kein Druck an einem vorgesehenen Hydraulikzylinder anliegt, der Pressbereich selbstständig geschlossen bleibt und sich nicht selbstständig öffnet. Damit verbleibt das Presswerkzeug ohne eine Einwirkung von außen, beispielsweise ohne ein Halten durch den Bediener, an den Werkstücken. Folglich erhöht sich die Benutzerfreundlichkeit des Presswerkzeugs. Ebenso verbessert sich auch die Sicherheit des Pressvorgangs, da ein ungewolltes Herunterfallen des Presswerkzeugs nach einer Deaktivierung des Kraftelements vermieden wird. Ebenso ist es möglich, dass das Presswerkzeug bereits vor der Aktivierung des Kraftelements und vor dem Verpressen selbsthaltend an den Werkstücken verbleiben kann.
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Weiter kann ein Rückstellelement zwischen den Schwenkelementen angeordnet sein, welches eine Rückstellkraft zum Schließen des Pressbereichs bewirkt. Damit bewirkt das Rückstellelement eine Vorspannung des Pressbereichs auch ohne eine Aktivierung des Kraftelements, womit das Ansetzen des Presswerkzeugs an die Werkstücke vereinfacht wird. Das Rückstellelement kann beispielsweise eine Feder, insbesondere eine Zugfeder, Schenkelfeder oder Blattfeder, umfassen, welche zwischen den Schwenkelementen angeordnet ist. Dadurch kann auf einfache Weise die Vorspannung auf den Pressbereich bereitgestellt werden. Insbesondere unterstützt ein Rückstellelement eine selbsthaltende Eigenschaft des Presswerkzeuges.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Presswerkzeuges weist die Verbindung des Kraftelements mit mindestens einem der Schwenkelemente ein Spiel auf, welches ein teilweises Öffnen des Pressbereichs ohne Manipulation des Kraftelements ermöglicht. Insbesondere bei schwer mit der Hand zu öffnenden oder zu schließenden Kraftelementen wie beispielsweise Hydraulikzylindern erleichtert ein Spiel an der Verbindung zwischen Kraftelement und mindestens einem der Schwenkelemente die Handhabung. Das Presswerkzeug kann beispielsweise mit der Hand geöffnet werden ohne dass der Reibungswiderstand des Hydraulikzylinders überwunden werden muss. Die Verbindung des Kraftelements mit mindestens einem der Schwenkelemente kann dazu über ein Gelenk geschehen, so beispielsweise mit einer Aufhängung in einem Langloch. Ein Spiel ist insbesondere von Vorteil, wenn das Presswerkzeug zusätzlich ein Rückstellelement aufweist. Damit wird eine einfache Handhabung mit selbsthaltenden Eigenschaften des Presswerkzeuges kombiniert.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Presswerkzeuges verringert sich der Abstand zwischen den Pressabschnitten durch eine mittels Aktivierung des Kraftelements ausgelöste Verpressung auf weniger als 75%, vorzugsweise weniger als 50%. Als Abstand zwischen den Pressabschnitten kann die maximale Ausdehnung eines Werkstücks oder Pressrings in Pressbewegungsrichtung angesehen werden, welche in den Pressbereich zwischen den Pressabschnitten hineinpasst. Solche langen Presswege sind durch die erfindungsgemäße Anordnung des Kraftelements möglich und sind insbesondere bei der Verwendung von elastischen Dichtelementen und bei großen Rohrdurchmessern von Vorteil. Durch einen langen Pressweg lassen sich auch sehr elastische Materialien verpressen, wobei die Dichtheit der Pressverbindung gewährleistet werden kann.
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Die oben genannte Aufgabe wird gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung betreffend ein System zur Verbindung von Werkstücken mit einem erfindungsgemäßen Presswerkzeug und einem Pressring gelöst, wobei der Pressring zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschwenkbar ist und wobei der Pressring einen Ansatzbereich für den Pressbereich des Presswerkzeuges aufweist.
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Durch das erfindungsgemäße System kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Werkstücken mit einem einzigen Presswerkzeug verpresst werden, wobei im Hinblick auf die unterschiedliche Ausbildung der Werkstücke auf verschiedene Pressringe zurückgegriffen werden kann. Dadurch ist das erfindungsgemäße System sehr flexibel einsetzbar. Die Pressringe können dabei an die unterschiedlichen Werkstücke bezüglich deren Form und Größe sowie der Art der Verpressung angepasst sein.
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Insbesondere in der Rohrverbindungstechnik kann so für jeden Rohrdurchmesser ein entsprechender Pressring verfügbar sein. Auch können die verschiedenen Pressringe für ein radiales Verpressen oder ein zumindest teilweise axiales Verpressen ausgelegt sein, ohne dass für die unterschiedlichen Verpressungstechniken verschiedene Presswerkzeuge verwendet werden müssen. Insbesondere weisen alle Pressringe einen identischen Ansatzbereich für den Pressbereich des Presswerkzeugs auf. Ebenso ist es vorteilhaft, dass im Falle eines Verschleißes lediglich der Pressring ersetzt werden muss und das Presswerkzeug weiterhin benutzt werden kann. Auch dadurch erhöht sich die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Systems.
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Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems verläuft bei dem Ansetzen des Pressbereichs des Presswerkzeuges an den Ansatzbereich des Pressrings die Kraftachse des Kraftelements im Wesentlichen in der Ebene des Pressrings. Dadurch kann die durch das Kraftelement erzeugte Kraft sowie der Hub des Kraftelements zu einem wesentlichen Teil für die Verpressung genutzt werden. Eine solche Anordnung aus Presswerkzeug und Pressring erlaubt insbesondere ein Verpressen von Rohren, wobei das Presswerkzeug sich in einer Radialrichtung des Rohrquerschnitts befindet. Dadurch wird das Verpressen auch bei beengten Raumverhältnissen möglich, etwa bei eng benachbarten Rohrleitungen.
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Insbesondere weisen die Pressabschnitte des Presswerkzeuges eine Presskontur auf, welche an den Ansatzbereich des Pressrings angepasst ist. Dadurch wird eine optimale Interaktion von Presswerkzeug und Pressring gewährleistet und bessere Pressergebnisse erzielt. Auch die Lebensdauer des Systems erhöht sich dadurch. Der Ansatzbereich des Pressrings kann beispielsweise durch zylinderförmige Bolzen gebildet werden, wobei die Presskontur des Presswerkzeugs eine Rundung aufweist, welche den Radius des Bolzens aufweist.
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Schließlich wird die oben genannte Aufgabe gemäß einer dritten Lehre der vorliegenden Erfindung betreffend ein Verfahren zur Verbindung von Werkstücken gelöst, bei welchem ein erfindungsgemäßes Presswerkzeug mit geöffnetem Pressbereich an die zu verbindenden Werkstücke angesetzt wird, bei welchem durch eine Aktivierung des Kraftelements ein Schließen des Pressbereichs bewirkt wird und bei welchem durch das Schließen des Pressbereichs die Werkstücke miteinander verpresst werden.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein erfindungsgemäßes System verwendet und das Ansetzen des Presswerkzeugs erfolgt über einen an die Werkstücke angelegten Pressring. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens verbleibt zudem das Presswerkzeug nach dem Verpressen selbsthaltend an den Werkstücken.
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Zu weiteren Ausgestaltungen und Vorteilen des Verfahrens und des Systems zur Verbindung von Werkstücken wird weiter auf die Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Presswerkzeug verweisen sowie auf die Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges in der geöffneten Position in einer Seitenansicht,
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2 das erste Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges in der geschlossenen Position in einer Seitenansicht,
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges in der geöffneten Position in einer Seitenansicht,
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4 das zweite Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges in der geöffneten Position in einer Seitenansicht in Schnittdarstellung,
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5 das zweite Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges in der geschlossenen Position in einer Seitenansicht,
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6 das zweite Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges in der geöffneten Position in einer perspektivischen Ansicht und
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7 ein Ausführungsbeispiel eines Systems mit einem Presswerkzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und einem Pressring in einer Seitenansicht.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges 2 in der geöffneten Position in einer Seitenansicht. Das Presswerkzeug 2 weist zwei Schwenkelemente 4a, 4b auf, welche über eine Schwenkachse 6 miteinander drehbar verbunden sind und womit die Schwenkelemente 4a, 4b gegeneinander verschwenkbar sind. Über die Schwenkachse 6 ist die Stellung der Schwenkelemente 4a, 4b während einer Pressbewegung eindeutig zueinander definiert, womit eine synchrone Anlenkung der Schwenkelemente 4a, 4b erreicht wird. Die Schwenkelemente 4a, 4b weisen somit nur einen Freiheitsgrad zueinander auf, welcher in diesem Fall über den Rotationswinkel der Schwenkelemente entlang der Schwenkachse 6 beschrieben werden kann.
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Die Schwenkelemente 4a, 4b weisen jeweils einen Pressabschnitt 8a, 8b mit Presskonturen 10a, 10b auf. Die Pressabschnitte 8a, 8b bilden einen zwischenliegenden Pressbereich 12, in welchen zu verpressende Werkstücke oder Pressringe (hier nicht gezeigt) eingeführt werden können. Die Schwenkelemente 4a, 4b weisen weiter jeweils einen Halteabschnitt 14a, 14b auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel als Handgriffe ausgebildet sind. Je nach Größe des Presswerkzeugs 2 kann die Handhabung über die Halteabschnitte 14a, 14b mittels einer oder zwei Händen auf einfache und intuitive Weise erfolgen. Das Presswerkzeug 2 kann bedienerfreundlich angesetzt und durch die Halteabschnitte 14a, 14b auch ohne Aktivierung des Kraftelements 16 geöffnet oder geschlossen werden.
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Das Kraftelement 16 ist zwischen den Schwenkelementen 4a, 4b angeordnet und umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Hydraulikzylinder. Das Kraftelement 16 ist über zwei Schwenkachsen 18a, 18b mit den Schwenkelementen 4a, 4b verbunden. Eine Verbindung des Kraftelements 16 mit den Schwenkelementen 4a, 4b ist aber auch beispielsweise über Gelenke möglich.
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Das hier als Hydraulikzylinder dargestellte Kraftelement 16 weist eine Kraftachse 20 und einen Druckanschluss 22 auf. An dem Druckanschluss 22 kann ein Druckaggregat zur Betreibung bzw. Aktivierung des Kraftelements 16 mittels eines Schlauches (nicht gezeigt) angeschlossen werden. Durch die Anordnung des Druckanschlusses 22 zwischen den Halteabschnitten 14a, 14b wird der Schlauch von den zu verpressenden Werkstücken weggeführt. Dadurch befindet sich der Schlauch in einer für den Bediener leicht handzuhabenden Position, welche gleichzeitig nicht die Sicht auf den zu verpressenden Abschnitt der Werkstücke verdeckt.
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Zwischen den Schwenkelementen 4a, 4b ist ein Rückstellelement 26 angeordnet, welches eine Rückstellkraft ausübt. Das Rückstellelement 26 kann, wie hier gezeigt, durch eine Zugfeder ausgebildet werden und eine Rückstellkraft zum Schließen des Pressbereichs 12 bewirken. Damit bewirkt das Rückstellelement 26 eine Vorspannung des Pressbereichs 12 auch ohne eine Aktivierung des Kraftelements 16, womit das Ansetzen des Presswerkzeugs 2 an die Werkstücke vereinfacht wird.
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Das Presswerkzeug 2 kann nun über die Handhabung an den Haltebereichen 4a, 4b bedienerfreundlich an die zu verpressenden Werkstücke angesetzt werden. Anschließend kann eine Aktivierung des Kraftelements 16, beispielsweise über ein Aktivieren eines zugehörigen Druckaggregats bewirkt und die Verpressung vollzogen werden.
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Das Kraftelement 16 übt durch eine Aktivierung eine Kraft entlang der Kraftachse 20 aus. Durch die Aktivierung des Kraftelements 16 vergrößert sich, ausgehend von der in 1 gezeigten geöffneten Position, der Abstand zwischen den Verbindungsstellen von Kraftelement 16 und den Schwenkelementen 4a, 4b, welche hier durch die Schwenkachsen 18a, 18b gebildet werden. Die Schwenkelemente 4a, 4b schwenken dadurch wiederum um die Schwenkachse 6, womit der Pressbereich 12 zwischen den Pressabschnitten 8a, 8b verkleinert und der Pressbereich 12 geschlossen wird. Die Bewegung der Pressabschnitte 8a, 8b während des Schließens definiert dabei eine Pressbewegungsrichtung. Die Kraftachse 20 der von dem Kraftelement 16 ausgeübten Kraft erstreckt sich dabei im Wesentlichen entlang der Pressbewegungsrichtung. Durch die Aktivierung des Kraftelements 16 wird der Übergang von der geöffneten in die geschlossene Position erreicht. 2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges in der geschlossenen Position in einer Seitenansicht. Über die Vorspannung des Pressbereichs 12 aufgrund des Rückstellelements 26 und ggf. des Reibungswiderstands innerhalb des Kraftelements 16 verbleibt das Presswerkzeug 2 nach einer Deaktivierung des Kraftelements 16 selbsthaltend, d. h. ohne weitere vom Bediener ausgeübte Kraft an den Werkstücken.
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In dem in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen die Kraftachse 20 des Kraftelements 16 und die Pressbewegungsrichtung der Pressabschnitte 8a, 8b im Wesentlichen parallel, wodurch ein näherungsweise symmetrischer Aufbau des Presswerkzeugs 2 erreicht wird. Es ist aber auch ein asymmetrischer Aufbau des Presswerkzeugs 2 denkbar, insbesondere können die Presskonturen 10a, 10b zur Anpassung an die zu verpressenden Werkstücke oder die verwendeten Pressringe asymmetrisch ausgestaltet sein.
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3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges 2 in der geöffneten Position in einer Seitenansicht. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Schwenkelemente 4a, 4b jeweils zwei Schwenkachsen 28a, 28b, 30a, 30b auf, welche über die Verbindungselemente 32, 34 verbunden sind. Die Verbindungselemente 32, 34 sind dabei gekreuzt angeordnet. Senkrecht zur Zeichenebene liegt das Verbindungselement 32 über dem Verbindungselement 34, so dass diese gegeneinander beweglich sind. Auf der senkrecht zur Zeichenebene gegenüberliegenden Seite des Presswerkzeugs 2 sind auf gleiche Weise zwei Verbindungselemente 32, 34 angeordnet (hier nicht sichtbar). Durch die Kombination der jeweils zwei Schwenkachsen 28a, 28b, 30a, 30b mit den gekreuzten Verbindungselementen 32, 34 wird eine synchrone Anlenkung der Schwenkelemente 4a, 4b erreicht, welche die Stellung der Schwenkelemente 4a, 4b während der Pressbewegung eindeutig zueinander definiert. Die Schwenkelemente 4a, 4b weisen somit nur einen Freiheitsgrad zueinander auf. Durch die Verteilung der bei einer Verpressung entstehenden Kräfte auf jeweils zwei Schwenkachsen 28a, 28b, 30a, 30b ist diese Ausgestaltung der synchronen Anlenkung besonders stabil und robust. Ebenso wird dadurch der Verschleiß reduziert und eine bessere Langlebigkeit des Presswerkzeugs 2 erreicht.
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4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges 2 in der geöffneten Position in einer Seitenansicht in Schnittdarstellung. In der Schnittdarstellung ist der Aufbau der Verbindung zwischen Kraftelement 16 und Schwenkelement 4a zu erkennen. Der Bolzen der Schwenkachse 18a befindet sich in einem Langloch 36, so dass die Verbindung zwischen Kraftelement 16 und Schwenkelement 4a ein Spiel aufweist. Dadurch kann der Pressbereich 12 ohne eine Manipulation des Kraftelements 16 teilweise geöffnet werden, wobei sich der Bolzen der Rotationachse 18a innerhalb des Langlochs 36 bewegt. Es werden somit keine großen Kräfte benötigt, um den Pressbereich 12 beispielsweise mit der Hand teilweise zu öffnen und das Presswerkzeug 2 anzusetzen. In 4 ist das Presswerkzeug 2 in der geöffneten Position des Bolzens der Rotationachse 18a im Langloch 36 gezeigt, wobei eine Kraft F auf die Halteabschnitte 14a, 14b wirkt, welche den Pressbereich 12 entgegen der Vorspannung des Rückstellelements 26 teilweise öffnet. Insbesondere bei mit der Hand schwer zu öffnenden Kraftelementen 16, beispielsweise Hydraulikzylindern, vereinfacht das Spiel die Handhabung des Presswerkzeugs 2 deutlich. Trotz des Spiels kann das Presswerkzeug 2 jedoch durch das Rückstellelement 26 selbsthaltend ausgestaltet sein.
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Das als Hydraulikzylinder dargestellte Kraftelement 16 weist weiter einen Zylinderkolben 38 und ein Zylindergehäuse 40 auf. Die Achse des Hydraulikzylinders stellt gleichzeitig die Kraftachse 20 dar. Bei einem Aktivieren des Kraftelements 16, beispielweise durch Einschalten eines Druckaggregats, wird über den Druckanschluss 22 ein Druck auf den Zylinderkolben 38 ausgeübt. Dadurch vergrößert sich, ausgehend von der in 3 und 4 gezeigten geöffneten Position, der Abstand zwischen den Schwenkachsen 18a, 18b. Die Schwenkelemente 4a, 4b verschwenken über die durch die Schwenkachsen 28a, 28b, 30a, 30b und gekreuzte Verbindungselemente 32, 34 gebildete synchrone Anlenkung gegeneinander bei einem gleichzeitigen Schließen des Pressbereichs 12. 5 zeigt schließlich das zweite Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges 2 in der geschlossenen Position in einer Seitenansicht.
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6 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeuges 2 in der geöffneten Position in einer perspektivischen Ansicht. Die gekreuzte und übereinanderliegende Anordnung der Verbindungselemente 32, 34 wird hier deutlich.
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7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems mit einem Presswerkzeug 2 entsprechend dem in den 3, 4 und 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel und einem Pressring 42 in einer Seitenansicht. Presswerkzeug 2 und Pressring 42 sind getrennte Werkzeugteile und sind hier zur Verdeutlichung im Eingriff miteinander dargestellt. Durch das erfindungsgemäße System kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Werkstücken mit einem einzigen Presswerkzeug 2 verpresst werden. Beispielsweise können verschiedene Pressringe 42 vorgesehen sein, die an die unterschiedlichen Werkstücke angepasst sind. Insbesondere in der Rohrverbindungstechnik kann für jeden Rohrdurchmesser ein Pressring 42 verfügbar sein, wobei alle Pressringe 42 einen identischen Ansatzbereich 44 für den Pressbereich 12 eines Presswerkzeugs 2 aufweisen. Mit dem erfindungsgemäßen System können eine Vielzahl von Rohrdurchmessern durch ein einziges Presswerkzeug 2 abgedeckt werden. Die Presskonturen 10a, 10b der Pressabschnitte 8a, 8b können dabei an den Ansatzbereich 44 angepasst sein. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die Presskonturen 10a, 10b eine Rundung mit einem Radius, welcher an am Pressring 42 befindliche Bolzen angepasst ist und so in einen stabilen Eingriff mit dem Ansatzabschnitt 44 gebracht werden können.
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Der Pressring 42 ist zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschwenkbar. In der offenen Position können die zu verpressenden Werkstücke eingelegt werden. Der Pressring 42 wird anschließend teilweise geschlossen, so dass das Presswerkzeug 2 mit dem Pressbereich 12 an den Ansatzbereich 44 des Pressrings 42 angesetzt werden kann. Durch eine Aktivierung des Kraftelements 16 wird ein Schließen des Pressbereichs 12 bewirkt und über den Pressring 42 die Verpressung der Werkstücke vollzogen. Nach der Verpressung verbleibt das Presswerkzeug 2 auch bei Deaktivieren des Kraftelements 16 selbsthaltend an dem Pressring 42 bzw. an den Werkstücken. Dadurch wird vermieden, dass das Presswerkzeug 2 von dem Benutzer am Pressring 42 bzw. an den Werkstücken gehalten werden muss. Somit erhöht sich die Benutzerfreundlichkeit des Presswerkzeuges 2 und auch die Sicherheit des Pressvorgangs, da ein ungewolltes Herunterfallen des Presswerkzeugs 2 vermieden wird.
