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Die Erfindung betrifft ein Presswerkzeug sowie ein Verfahren zum radialen Verpressen von Werkstücken, insbesondere von Rohren und/oder Pressfittingen auf Rohren.
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Aus der
WO 2011/067781 A1 ist ein Presswerkzeug bekannt, welches eine Pressschlinge aus untereinander in Scharniergelenken gekoppelten Presselementen aufweist, wobei an den Innenseiten der Presselemente Pressbacken verschiebebeweglich gelagert sind. Durch das Zusammenziehen der Pressschlinge werden die Pressbacken radial einwärts bewegt und bewirken so ein entsprechendes Verpressen eines vom Werkzeug umschlungenen Rohres.
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Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Presswerkzeug bereitzustellen, mit welchem ein besonders gleichmäßiges radiales Verpressen von Werkstücken wie beispielsweise Rohren möglich ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Presswerkzeug nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Ein Presswerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung dient wie eingangs erläutert dem radialen Verpressen von Werkstücken, beispielsweise von Fittingen auf Rohren. Das Presswerkzeug enthält folgende Komponenten:
- – Einen Ring aus Ringsegmenten, wobei der Ring Kopplungsstellen aufweist, über welche eine das Schließen des Ringes bewirkende Zugkraft in den Ring eingeleitet werden kann. Typischerweise ist der Ring zwischen den zwei Kopplungsstellen offen (alternativ könnte er auch geschlossen sein, wenn dadurch ein weiteres Schließen des Ringes – d.h. eine Umfangsverringerung – möglich bliebe). Bei einem offenen Ring befinden sich die Kopplungsstellen typischerweise an den Ringenden.
- – Mindestens eine an einem Ringsegment beweglich (gegenüber dem Ringsegment) gelagerte Pressbacke, welche im Folgenden zur Unterscheidung von ggf. vorhandenen weiteren Pressbacken auch als "(erste) Zug-Pressbacke" bezeichnet wird. Vorzugsweise liegt die Zug-Pressbacke an der Innenseite des Ringsegmentes bzw. ist dort gelagert. Die Zug-Pressbacke ist eine Komponente, welche beim Pressvorgang unmittelbar mit dem Werkstück in Kontakt kommt. Die Zug-Pressbacke weist daher typischerweise an ihrer Innenseite diejenigen Kontur auf, welche dem Werkstück eingeprägt werden soll.
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Das Presswerkzeug ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Ring einen Teilring enthält, welcher aus einem oder mehreren Ringsegmenten besteht, die untereinander Zugkraft-übertragend gekoppelt sind, wobei weiterhin ein Ende des Teilringes Zugkraft-übertragend an die erste Zug-Pressbacke gekoppelt ist. Zur Unterscheidung von ggf. vorhandenen weiteren Teilringen wird der Teilring im Folgenden auch als "erster Teilring" bezeichnet.
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Über den Teilring wird eine Zugkraft-übertragende Kette von einem ersten Ende des Teilringes bis zur Zug-Pressbacke hergestellt. Typischerweise ist dabei eine der oben genannten Kopplungsstellen am ersten Ende des Teilringes angeordnet, über die eine ein Schließen des Ringes bewirkende Zugkraft in den gesamten Ring eingeleitet wird. Eine solche Zugkraft kann beispielsweise von einem externen Werkzeug (sog. "Presszange") erzeugt werden. Anders als bei den bekannten Presswerkzeugen wird die Zugkraft zum Schließen des Ringes nicht geschlossen im Kreis von einem Ringsegment auf das nächste übertragen, sondern über den Teilring direkt auf die Zug-Pressbacke. In der Praxis zeigt sich, dass hierdurch die aufzuwendenden Presskräfte verringert werden können und dass durch eine gleichmäßige radiale Einwärtsbewegung von Pressbacken ein besseres Pressergebnis erzielt werden kann.
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung soll dabei vorzugsweise eine allgemeine Einrichtung als "Zugkraft-übertragend" angesehen werden, wenn sie einen ersten Punkt für den Angriff einer (Zug-)Kraft aufweist und einen zweiten Punkt für die Weitergabe der (ggf. nach Größe und/oder Richtung umgewandelten) Zugkraft, wobei eine (kleine) Bewegung des ersten Punktes in Richtung der Zugkraft zwangsläufig eine entsprechende Bewegung des zweiten Punktes nach sich zieht. In einer alternativen Formulierung kann man zwei Elemente (z.B. zwei Ringsegmente oder ein Ringsegment und die Zug-Pressbacke) als "Zugkraft-übertragend gekoppelt" bezeichnen, wenn es unter Wirkung der Zugkraft zu keiner relativen Verschiebebewegung zwischen den Elementen kommt (allenfalls zu einer Wälzbewegung). "Zugkraft-übertragend" ist beispielsweise eine gespannte Kette oder ein gespanntes Drahtseil (nicht jedoch eine aufgerollte, lockere Kette mit Spiel in den Kettengliedern).
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Im engeren Sinne kann bei Presswerkzeugen, die zur Bearbeitung von im Wesentlichen runden Werkstücken wie beispielsweise von Rohren, Fittingen oder dergleichen ausgelegt sind, eine "Zugkraft" auch dadurch definiert werden, dass sie im Wesentlichen tangential in Bezug auf den Mittelpunkt eines zu bearbeitenden Werkstückes verläuft (oder, mit anderen Worten, senkrecht zur lokalen Richtung der Presskraft). Eine Kraft, welche von einem Ringsegment auf ein anderes (oder auf die Zug-Pressbacke) übertragen wird und die zu mehr als 50%, zu mehr als 75%, zu mehr als 80%, zu mehr als 85%, oder vorzugsweise zu mehr als 90% in Richtung der Tangente am Übertragungspunkt der Kraft verläuft, wäre demnach eine "Zugkraft". Andere an den Ringsegmenten und/oder Pressbacken angreifende Kräfte liegen dagegen typischerweise im Wesentlichen radial in Bezug auf den Mittelpunkt des Werkstückes.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein korrespondierendes Verfahren zum radialen Verpressen von Werkstücken, wobei das Verfahren insbesondere mit einem Presswerkzeug der oben beschriebenen Art ausgeführt werden kann. Das Verfahren umfasst das Einleiten einer Zugkraft in Kopplungsstellen eines Ringes aus Ringsegmenten, um das Schließen (Umfangsverringerung) des Ringes zu bewirken, wobei die genannte Zugkraft über einen ersten Teilring aus Zugkraftübertragenden Ringsegmenten auf eine erste Zug-Pressbacke übertragen wird, die beweglich an einem Ringsegment gelagert ist.
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Im Folgenden werden verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert, welche sowohl in Verbindung mit dem Presswerkzeug als auch mit dem Verfahren realisiert werden können, auch wenn sie gegebenenfalls nur für das Werkzeug oder das Verfahren erläutert werden.
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Die erste Zug-Pressbacke ist in der Regel an einem Ringsegment gelagert, das nicht zum ersten Teilring gehört. Über die Verbindung der Zug-Pressbacke zu dem sie tragenden Ringsegment kann die Übertragung der Zugkraft fortgesetzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein zweiter Teilring aus (ein oder mehreren) Zugkraft-übertragenden Ringsegmenten vorhanden, dessen eines Ende Zugkraft-übertragend an eine zweite Zug-Pressbacke gekoppelt ist, welche beweglich an einem Ringsegment (vorzugsweise an dessen Innenseite) gelagert ist. Die den zweiten Teilring ausmachenden Ringsegmente sind typischerweise verschieden von denen des ersten Teilringes. Ebenso sind die erste und die zweite Zug-Pressbacke in der Regel verschiedenen und auch an verschiedenen Ringsegmenten gelagert. Vorzugsweise sind alle Ringsegmente des Presswerkzeuges entweder Teil des ersten Teilringes oder des zweiten Teilringes. Des Weiteren befindet sich vorzugsweise eine Kopplungsstelle zur Einleitung einer externen Zugkraft am ersten Teilring und eine andere am zweiten Teilring.
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Im allgemeinen Fall können der erste und der zweite Teilring konstruktiv verschieden aufgebaut sein, z. B. indem sie aus verschiedenen Anzahlen von Ringsegmenten bestehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist indes der zweite Teilring im Wesentlichen symmetrisch zum ersten Teilring aufgebaut. Die "Symmetrie" kann dabei auf einer abstrakten, funktionalen Ebene liegen (d.h. beide Teilringe enthalten korrespondierende Zahlen an Ringsegmenten mit korrespondierend angeordneten Pressbacken). Ebenso kann die Symmetrie auch im engeren Sinne geometrisch sein (insbesondere als Spiegelsymmetrie zu einer Mittelebene). Durch die Symmetrie wird zum einen eine gleichmäßigere Wirkung des Werkzeugs erreicht. Zum anderen können durch die Verwendung gleicher bzw. symmetrischer Bauteile die Herstellungskosten gesenkt werden. Sofern im vorliegenden Text Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf "den Teilring" und/oder "die Zug-Pressbacke" beschrieben werden, gelten diese gleichermaßen optional für den ersten Teilring bzw. die erste Zug-Pressbacke als auch für den zweiten Teilring bzw. die zweite Zug-Pressbacke.
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Bei einem Presswerkzeug mit zwei Teilringen ist die erste Zug-Pressbacke vorzugsweise an einem endständigen (proximalen) Ringsegment des zweiten Teilringes beweglich gelagert. Die erste Zug-Pressbacke stellt somit eine Verbindung zwischen den Ringsegmenten des ersten und des zweiten Teilringes dar. Wie vorstehend erläutert, kann zusätzlich oder alternativ die zweite Zug-Pressbacke an einem endständigen Ringsegment des ersten Teilringes gelagert sein.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können endständige Ringsegmente des ersten Teilringes und des zweiten Teilringes über eine Kulisse miteinander gekoppelt sein. Das heißt, dass direkte Kraftübertragungen zwischen diesen Ringsegmenten und damit zwischen den Teilringen möglich sind, wobei durch eine Beweglichkeit entsprechend der Kulisse jedoch gewisse Kraftrichtungen von der Übertragung ausgeschlossen sind (da in diese Richtungen Bewegungsfreiheit besteht). Typischerweise handelt es sich hierbei um vornehmlich in Umfangsrichtung weisende Richtungen, in die Zugkraft übertragen würde.
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Mindestens zwei Ringsegmente des Presswerkzeuges können optional über ein Scharniergelenk (Drehgelenk) miteinander gekoppelt sein. Vorzugsweise sind alle Ringsegmente, die zum ersten Teilring gehören (und/oder alle Ringsegmente, die zum zweiten Teilring gehören) untereinander über ein Scharniergelenk gekoppelt. Über ein Scharniergelenk kann eine Zugkraft vollständig übertragen werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann der erste Teilring in einem Scharniergelenk (Drehgelenk) an die erste Zug-Pressbacke gekoppelt sein (und/oder der zweite Teilring an die zweite Zug-Pressbacke). Auch hier gilt, dass zwar eine Drehung zwischen dem entsprechenden Ringsegment des Teilringes und der Zug-Pressbacke möglich ist, dass jedoch die Zugkraft vollständig übertragen wird.
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Bei einer alternativen Ausführungsform kann der erste Teilring in einem Gelenk, welches eine Wälz- und/oder Verschiebebewegung senkrecht zur jeweiligen Richtung der dort wirkenden Zugkraft zulässt, an die erste Zug-Pressbacke gekoppelt sein (und/oder analog der zweite Teilring an die zweite Zug-Pressbacke). Die hierdurch gewonnene Bewegungsfreiheit kann dazu genutzt werden, eine gleichmäßige, radial einwärts gerichtete Wanderung der Zug-Pressbacke zu ermöglichen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an jedem Ringsegment mindestens eine Pressbacke beweglich angeordnet (vorzugsweise an den jeweiligen Innenseiten). Die Beweglichkeit von mindestens einer Pressbacke (einschließlich der Zug-Pressbacke(n)) gegenüber dem zugehörigen Ringsegment kann insbesondere eine Verschiebebewegung in Umfangsrichtung sein (bezogen auf ein zu bearbeitendes kreisförmiges Werkstück). Durch die Beweglichkeit der Pressbacken können sich diese auf einem Werkstück unabhängig von den Ringsegmenten justieren und insbesondere durch das Einhalten gleichmäßiger Abstände zueinander für eine gleichmäßige Verpressung sorgen.
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Generell sind die beweglichen Pressbacken des Presswerkzeuges vorzugsweise so gelagert, dass sie vor und/oder während eines Pressvorganges im Wesentlichen gleichen Abstand zueinander haben bzw. behalten (d.h. gleich große Zwischenräume in Umfangsrichtung). Dies ist in der Regel gleichbedeutend damit, dass sich jede einzelne Pressbacke geradlinig radial einwärts auf den Mittelpunkt des zu verpressenden Werkstückes zu bewegt. Da die Bewegung der Pressbacken während eines Pressvorganges in der Regel auch vom bearbeiteten Werkstück abhängt, z.B. von der Oberflächenbeschaffenheit eines Fittings, bezieht sich vorstehende Bedingung idealerweise auf den Fall eines zu allen Pressbacken hin gleich ausgebildeten Werkstücks, insbesondere eines Werkstücks mit einer Oberfläche aus Edelstahl.
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Die Pressbacken des Presswerkzeuges können insbesondere an einer in Umfangsrichtung verlaufenden Gleitfläche (die sich in der Regel an einem zugehörigen Ringsegment befindet) gelagert sein, so dass sie selbst sich (nur) in Umfangsrichtung (relativ zum Ringsegment) bewegen können.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Bewegung der Pressbacken des Presswerkzeuges durch mindestens einen Anschlag und/oder eine Führungskulisse auf einen bestimmten Bereich begrenzt werden.
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Ferner kann zusätzlich oder alternativ mindestens ein Federelement vorhanden sein, welches eine bewegliche Pressbacke des Presswerkzeuges in eine vorgestimmte Richtung drückt. Vorzugsweise kann das Federelement die Pressbacke vor Beginn eines Pressvorganges, wenn die Pressbacke noch nicht von der Reibung zum Werkstück beeinflusst wird, gegen einen Anschlag in eine vordefinierte Lage drücken. Diese Lage kann insbesondere dadurch ausgezeichnet sein, dass alle Pressbacken zueinander denselben Abstand haben.
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Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung enthält das Presswerkzeug eine Halteeinrichtung, über welche ein erstes Ringsegment gegenüber einem angrenzenden zweiten Ringsegment unter mindestens einem definierten Winkel gehalten (stabilisiert) werden kann. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung dazu ausgebildet, die Ringsegmente alternativ unter zwei definierten Winkelstellungen zu halten. Die gehaltenen Winkelstellungen können insbesondere eine Öffnungsstellung umfassen, in welcher der Ring des Presswerkzeuges geöffnet ist und somit um ein Werkstück herumgelegt werden kann. Des Weiteren kann eine Schließstellung gehalten werden, welche angenommen wird, wenn das Presswerkzeug um ein Werkstücken (locker) herumgelegt wurde.
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Die vorgenannte Halteeinrichtung kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Sie kann beispielsweise einen federbelasteten Stift umfassen, welcher an einem Ringsegment gelagert ist und gegen den ein Nocken eines benachbarten Ringsegmentes drückt. Die Positionen des Nockens "links" und "rechts" vom Stift können auf diese Weise stabilisiert werden.
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Das Einleiten einer Zugkraft in den Ring des Presswerkzeuges ist auf verschiedene Weisen möglich. Insbesondere können die Kopplungsstellen diesbezüglich für das Ansetzen einer Schließzange eingerichtet sein, wobei die Backen der Schließzange die Enden des Ringes unter Einleitung von Zugkräften zusammenziehen können.
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Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine Prinzipskizze eines Presswerkzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Draufsicht (Mitte), eine Ansicht von oben (oben), eine Ansicht von unten (unten), und eine Seitenansicht (rechts) einer konkreten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Presswerkzeuges im aufgeklappten Zustand;
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3 eine perspektivische Ansicht des Presswerkzeuges von 2;
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4 einen Schnitt entlang der Linie IV–IV von 2;
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5 eine perspektivische Ansicht des Presswerkzeuges im geschlossenen Zustand vor einer Pressung;
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6 eine Draufsicht des Presswerkzeuges von 5;
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7 eine Seitenansicht des Presswerkzeuges von 5;
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8 einen Schnitt entlang der Ebene VIII–VIII von 7;
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9 einen Schnitt entlang der Ebene IX–IX von 7;
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10 eine perspektivische Ansicht des Presswerkzeuges im geschlossenen Zustand nach Abschluss einer Pressung;
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11 eine Draufsicht des Presswerkzeuges von 10;
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12 eine Seitenansicht des Presswerkzeuges von 10;
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13 einen Schnitt entlang der Ebene XIII–XIII von 12;
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14 einen Schnitt entlang der Ebene XIV–XIV von 12;
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15 ein distales Ringsegment;
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16 ein proximales Ringsegment;
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17 eine distales Pressbacke;
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18 eine Zug-Pressbacke;
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19 eine Schließzange im geöffneten Zustand;
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20 die Schließzange im geschlossenen Zustand.
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Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen von Presswerkzeugen dienen dem radialen Verpressen von Werkstücken wie beispielsweise von Fittingen auf Rohren bzw. Rohrverbindungen.
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1 zeigt diesbezüglich schematisch ein Presswerkzeug 1, das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist. Das Werkzeug 1 weist mehrere (im dargestellten Beispielen vier) Pressbacken 11, 12, 11', 12' auf, welche um ein zu bearbeitendes Werkstück (nicht dargestellt) herum angeordnet werden können und beim Pressvorgang in unmittelbaren Kontakt zu diesem treten.
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Des Weiteren ist ein Ring 20, 20' vorhanden (auch Presskette oder Pressschlinge genannt), welcher die Pressbacken außen umschlingt und an seinen Enden zwei Kopplungsstellen K, K' aufweist, an welchen eine Zugkraft F, F' eingeleitet werden kann (z.B. mittels einer Presszange gemäß 19, 20). Im Stand der Technik ist der Ring so gestaltet, dass er von einer Kopplungsstelle K zur anderen (K') durchgehend Zugkraft übertragen kann, beispielsweise indem er aus Segmenten besteht, die alle untereinander über Drehgelenke verbunden sind.
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Die Zugkraft wird entlang des Ringes 20, 20' weitergeleitet und umgelenkt. Sie verläuft dabei an jedem Ort im Wesentlichen in Umfangsrichtung, d.h. tangential in Bezug auf den Mittelpunkt des zu bearbeitenden Werkstücks.
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Durch Einleitung einer Zugkraft an den Enden des offenen Ringes wird dieser geschlossen, und durch die damit eintretende Umfangsverringerung an seiner Innenseite werden die dort beweglich gelagerten Pressbacken 11, 12, 11', 12' radial einwärts gedrückt, wodurch wiederum die gewünschte Verformung des Werkstückes eintritt.
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Für ein gutes Pressergebnis ist es wichtig, dass die radiale Einwärtsbewegung der Pressbacken möglichst gleichmäßig erfolgt, beispielsweise indem die Pressbacken voneinander stets den gleichen Abstand halten. Aufgrund von unterschiedlichen Materialpaarungen und Reibungen ist diese Bedingung in der Praxis jedoch schwer zu erfüllen. Zur Minderung dieser Problematik und zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Pressergebnisses wird diesbezüglich erfindungsgemäß vorgeschlagen, von einer durchgehenden Kette aus Ringsegmenten abzuweichen. Stattdessen wird im Ring ein erster Teilring 20 vorgesehen, der von einer ersten Kopplungsstelle K bis zu einem Angriffspunkt R an einer Pressbacke 12' verläuft, die im Folgenden "erste Zug-Pressbacke" genannt wird.
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Der in 1 nur schematisch als Strich angedeutete erste Teilring 20 besteht typischerweise aus untereinander drehgelenkig gekoppelten Ringsegmenten. Die an der Kopplungsstelle K eingeleitete Zugkraft F wird entlang des ersten Teilringes 20 weitergeleitet (und umgelenkt) und schließlich am Angriffspunkt R auf die erste Zug-Pressbacke 12' übertragen. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäßen eine Zugkraft nicht im geschlossenen Kreis vollständig um alle Pressbacken herumgeleitet, sondern nur teilweise um einige Pressbacken herumgeleitet und in eine weitere Pressbacke (die "Zug-Pressbacke") direkt eingeleitet. Diese (Zug-)Pressbacke ist dabei typischerweise an einem Ringsegment gelagert, das nicht zum ziehenden Teilring 20 gehört. Es zeigt sich, dass hierdurch eine gleichmäßigere Verpressung erreicht werden kann, bei der zudem geringere Reibungskräfte auftreten.
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Bei dem in 1 dargestellten Presswerkzeug 1 ist weiterhin ein zweiter Teilring 20' vorhanden, welcher funktional und geometrisch spiegelbildlich zum ersten Teilring 20 ausgebildet ist (d.h., dass er von der zweiten Kopplungsstelle K' aus zu einer zweiten "Zug-Pressbacke" 12 verläuft, an welche er Zugkraftübertragend angekoppelt).
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Die erste Zug-Pressbacke 12' ist an der Innenseite des zweiten Teilringes 20' gelagert (typischerweise ist sie verschiebebeweglich an einem der Ringsegmente des zweiten Teilringes 20' gelagert), während die zweite Zug-Pressbacke 12 an der Innenseite des ersten Teilringes 20 liegt (typischerweise ebenfalls verschiebebeweglich an einem der Ringsegmente des ersten Teilringes 20). Hierdurch bedingt sich eine Überlagerung oder Verschränkung der beiden Teilringe 20, 20'. Insbesondere wird die erste Zug-Pressbacke 12', auf die vom ersten Teilring 20 eine Zugkraft ausgeübt wird, vom zweiten Teilring 20' radial nach innen gedrückt (und somit daran gehindert, der Zugkraft einfach nachzugeben). Umgekehrt wird die zweite Zug-Pressbacke 12 vom ersten Teilring 20 radial nach innen gedrückt und so an ihrem Platz gehalten. Durch die Verschränkung der Teilringe 20, 20' wird somit ein Auseinanderfallen des Presswerkzeuges verhindert.
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In den 2 bis 18 ist ein Presswerkzeug 100 gemäß einer konkreten Ausgestaltung des oben allgemein erläuterten Prinzips dargestellt.
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Die 2–4 zeigen dabei verschiedene Ansichten des Presswerkzeuges 100 in seiner geöffneten Stellung, in welcher es um ein Rohr (nicht dargestellt) oder dergleichen herumgelegt werden kann. Das
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Presswerkzeug 100 enthält einen ersten Teilring 120 mit einem distalen Ringsegment 121 und einem proximalen Ringsegment 122, die untereinander durch ein Scharniergelenk G1 gekoppelt sind. Des Weiteren enthält der erste Teilring 120 an seinem endständigen, distalen Ringsegment 121 eine Kopplungsstelle K (z.B. einen Bolzen), an welcher eine Backe einer Presszange (19, 20) angreifen und eine Zugkraft einleiten kann. An den Innenseiten der Ringsegmente 121, 122 sind jeweils verschiebebeweglich Pressbacken 111, 112 gelagert.
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Das Presswerkzeug 100 enthält weiterhin einen zweiten Teilring 120', welcher spiegelbildlich zum ersten Teilring 120 aufgebaut ist, wobei korrespondierende Teile gleiche, mit Strichen versehene Bezugszeichen tragen.
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Aus der Schnittansicht von 4 ist erkennbar, dass das proximale Ringsegment 122' des zweiten Teilringes 120' Zugkraft-übertragend über ein Gelenk G2 an die zweite Zug-Pressbacke 112 ankoppelt (welche ihrerseits verschiebebeweglich am proximalen Ringsegment 122 des ersten Teilringes 120 gelagert ist).
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Zwischen dem proximalen Ringsegment 122 des ersten Teilringes 120 und dem proximalen Ringsegment 122' des zweiten Teilringes 120' besteht keine direkte Zugkraft-übertragende Kopplung. 4 zeigt vielmehr, dass beispielsweise ein mit dem proximalen Ringsegment 122 des ersten Teilringes 120 im Gelenk G2' verbundener Bolzen durch ein Langloch L' des proximalen Ringsegmentes 122' des zweiten Teilringes 120' greift, wobei Größe und Ausrichtung des Langloches L' so sind, dass während eines typischen Pressvorganges keine direkte Kraftübertragung zwischen den beiden Teilringen 120, 120' stattfindet (jedenfalls keine Kraftübertragung mit einer wesentlichen tangentialen Komponente in Umfangsrichtung).
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In 4 sind ferner zwei Halteeinrichtungen erkennbar, über welche jeweils ein distales Ringsegment 121 (bzw. 121') gegenüber dem benachbarten proximalen Ringsegment 122 (bzw. 122') in der Öffnungsstellung (4) beziehungsweise in einer Schließstellung (9) stabil gehalten wird. Die Halteeinrichtungen sind dabei jeweils symmetrisch am ersten Teilring 120 bzw. zweiten Teilring 120' ausgebildet.
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Die Halteeinrichtung am ersten Teilring 120 besteht im Wesentlichen aus einem Federstift 125, welcher in einer Bohrung des proximalen Ringsegmentes 122 gelagert ist und durch die Kraft einer Feder (nicht dargestellt) nach außen aus der Bohrung herausgedrückt wird. Der Federstift 125 drückt dabei mit seinem runden Kopf gegen eine vorstehende Nocke oder Nase des distalen Ringsegmentes 121 und wird so in der Bohrung zurückgehalten. Je nachdem ob der Federstift 125 "links" oder "rechts" der Spitze der Nocke zu liegen kommt, werden durch seinen Druck die Öffnungsstellung oder die Schließstellung des distalen Ringsegmentes 121 stabilisiert. Ein und derselbe Mechanismus wird somit dazu ausgenutzt, zwei verschiedene Arbeitsstellungen des Presswerkzeuges 100 (reversibel) zu arretieren, was die Anwendung des Werkzeuges entsprechend erleichtert.
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In den 5–9 ist das Presswerkzeug 100 in einer locker geschlossenen Stellung gezeigt, welche es annimmt, nachdem es um ein noch unverpresstes Werkstück gelegt wurde. Gemäß 6 ist die Konstruktion des Werkzeuges dabei so, dass zwischen den in vier Pressbacken 111, 112, 111', 112' jeweils möglichst gleich große Abstände Δ bestehen. Dies wird u.a. dadurch erreicht, dass die Pressbacken 111, 112 bzw. 111', 112' durch Federn (nicht dargestellt) jeweils in Richtung der Kopplungsstellen K bzw. K' gedrückt werden.
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Idealerweise sollte die Bedingung gleich großer Abstände auch während des nachfolgenden Pressvorganges erfüllt bleiben. Um dies zu ermöglichen, kann die zweite Zug-Pressbacke 112 über Langlöcher bzw. erweiterte Rundlöcher 112b an den Bolzen gekoppelt sein, welcher das Gelenk G2 bildet und welcher in einem Rundloch drehbar mit dem proximalen Ringsegment 122' gekoppelt ist (vgl. 4). Die Form des Loches 112b ist dabei so gewählt, dass während des Pressvorganges der Bolzen des Gelenks G2 im Wesentlichen immer senkrecht auf dem Lochrand steht und somit Zugkraft übertragen kann, ohne dass es zu einer relativen Verschiebebewegung zwischen Zug-Pressbacke 112 und Ringsegment 122' kommt, während gleichzeitig eine aus geometrischen Gründen notwendige Wanderung des Bolzens im Loch 112b möglich ist. Im vollständig geschlossenen Zustand des Presswerkzeugs 100 liegt der Bolzen dann am anderen Ende des Langloches 112b (vgl. 11). Selbstverständlich könnte eine ähnliche Wirkung auch durch ein Rundloch an der Zug-Pressbacke 112 in Verbindung mit einem Langloch am Ringsegment 122' und/oder durch einen unrunden Bolzen erreicht werden. Ein analoger Aufbau liegt im Übrigen auch für das Gelenk zwischen der ersten Zug-Pressbacke 112' und dem Ringsegment 122 vor.
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In 8 ist die Druckrichtung der oben erwähnten Federn durch Pfeile angedeutet. Ferner ist erkennbar, dass die Pressbacken Kulissen 111a, 112a aufweisen, durch die ein Stift des zugehörigen Ringsegmentes 121 bzw. 122 greift. Hierdurch wird ein Anschlag realisiert, welcher die weitere Bewegung der Pressbacken in Pfeilrichtung stoppt und dafür sorgt, dass zu Beginn des Pressvorganges die gleichmäßigen Abstände Δ vorliegen. Während eines Pressvorganges erfolgt die Bewegung der Pressbacken entlang von in Umfangsrichtung verlaufenden Gleitflächen, die an den zugehörigen Ringsegmenten ausgebildet sind. Wie erläutert ist diese Bewegung vorzugsweise so, dass stets gleich große Abstände Δ zwischen den Pressbacken bestehen bleiben. Dies wird nicht zuletzt durch eine geeignete Formgebung der Langlöcher L, L' in den proximalen Ringsegmenten 122, 122' erreicht, durch welche die Bewegungsmöglichkeiten dieser Ringsegmente mitbestimmt werden.
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Der Pressvorgang wird durchgeführt, indem eine Presszange (19, 20) oder dergleichen an die Kopplungsstellen K, K' angelegt wird und Zugkräfte F, F' auf diese ausübt, welche zu einem Schließen des Ringes führen.
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Die 10–14 zeigen das Presswerkzeug 100 nach Abschluss eines solchen Pressvorganges. Dieser Abschluss ist erreicht, wenn die Abstände zwischen den Pressbacken 111, 112, 111', 112' auf Null zusammengeschrumpft sind, sodass keine weitere radiale Einwärtsbewegung mehr möglich ist. Die Presszange (nicht dargestellt) kann dann entfernt und das Presswerkzeug 100 geöffnet und vom Werkstück abgenommen werden.
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Die 15–18 zeigen perspektivische Ansichten der Ringsegmente bzw. Pressbacken, aus denen das erfindungsgemäße Presswerkzeug 100 zusammengesetzt ist. Durch einen symmetrischen Aufbau gelingt es dabei, den ersten Teilring und den zweiten Teilring aus gleichartigen Bauteilen zusammenzusetzen, was die Herstellungskosten entsprechend senkt.
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19 zeigt ein Beispiel für eine Presszange Z, welche zum Schließen des Ringes des Presswerkzeuges 100 verwendet werden kann. Dargestellt ist die geöffnete Stellung, in welcher die Backen 151, welche an den Kopplungsstellen K, K' anzusetzen sind, weit auseinander stehen. Wenn ein z.B. hydraulisch angetriebener Stempel (nicht dargestellt) am unteren Ende der Presszange Z angesetzt wird und deren Arme auseinanderdrückt, bewegen sich die Backen 151 aufeinander zu. Die Presszange Z mit einer geschlossenen Stellung der Backen 151 ist in 20 dargestellt.
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Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen der Erfindung können auf vielfältige Art und Weise abgewandelt werden. Beispielsweise könnten die dargestellten jeweils zwei Pressbacken in jeder Ringhälfte (d.h. die Pressbacken 11, 12 bzw. 11', 12' bzw. 111, 112 bzw. 111', 112') auch zu einer einzigen halbringförmigen Pressbacke verbunden sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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