DE102015113741A1

DE102015113741A1 - Segmented jig for a pipeline and its use

Info

Publication number: DE102015113741A1
Application number: DE102015113741.0A
Authority: DE
Inventors: Gerd Berghaus; Heinz-Werner Papenhoff; Harald Pott
Original assignee: Voss Fluid GmbH
Current assignee: Voss Fluid GmbH
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2017-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine segmentierte Einspannvorrichtung (1) mit mindestens zwei Spannsegmenten (2) für einen runden Gegenstand mit kreisförmigem Querschnitt, der einen Außendurchmesser (DA) aufweist, insbesondere für eine Rohrleitung (R) mit kreisringförmigem Querschnitt, der außenseitig durch einen Rohraußendurchmesser (DA) und innenseitig durch einen Rohrinnendurchmesser (DI) bestimmt wird, wobei die Spannsegmente (2) jeweils von der Grundgestalt her – im Querschnitt gesehen – als Ringsektoren ausgebildet sind, wobei sie radial innenseitig durch eine spannend auf die Rohrleitung (R) wirkende Kreisbogenkontur (K) begrenzt sind, welche durch einen Segmentinnendurchmesser (D1) bestimmt ist, und wobei die Spannsegmente (2) zum Einspannen aus einer Einlegeposition radial nach innen (A) aufeinander zu in eine Spannposition beweglich sind, in der sie einen Rohraufnahmeraum (S) umgeben, der einen Spanndurchmesser (DA') für den runden Gegenstand, insbesondere für die Rohrleitung (R) bereitstellt, der an dessen Außendurchmesser (DA) angepasst ist. Um zu erreichen, dass bei Vorliegen einer kurzen Spannlänge eine innenseitige Profilierung der Spannsegmente (2) vermieden werden kann, wird vorgeschlagen, dass der Segmentinnendurchmesser (D1) eines jeden Spannsegmentes (2) größer ist als der Spanndurchmesser (DA'), wobei insbesondere der Spanndurchmesser (DA') gleich dem Außendurchmesser (DA) oder vorzugsweise kleiner als der Außendurchmesser (DA) des runden Gegenstands, insbesondere der Rohrleitung (R), ist.The invention relates to a segmented clamping device (1) with at least two clamping segments (2) for a round article having a circular cross section, which has an outer diameter (DA), in particular for a pipe (R) with annular cross section, the outside by a pipe outside diameter (DA ) and on the inside by a tube inner diameter (DI) is determined, wherein the clamping segments (2) each of the basic shape forth - seen in cross section - are designed as ring sectors, wherein radially on the inside by an exciting on the pipe (R) acting circular arc contour (K ), which is defined by a segment inner diameter (D1), and wherein the clamping segments (2) for clamping from a loading position radially inwardly (A) are movable toward each other in a clamping position in which they surround a pipe receiving space (S), a clamping diameter (DA ') for the round object, in particular for the Rohrlei tung (R), which is adapted to the outer diameter (DA). In order to achieve that an internal profiling of the clamping segments (2) can be avoided when a short clamping length is present, it is proposed that the segment inner diameter (D1) of each clamping segment (2) be greater than the clamping diameter (DA '), wherein in particular the Clamping diameter (DA ') equal to the outer diameter (DA) or preferably smaller than the outer diameter (DA) of the round object, in particular the pipe (R) is.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine segmentierte Einspannvorrichtung mit mindestens zwei Spannsegmenten für einen runden Gegenstand mit kreisförmigem Querschnitt, der einen Außendurchmesser aufweist, insbesondere für eine Rohrleitung mit kreisringförmigem Querschnitt, der außenseitig durch einen Rohraußendurchmesser und innenseitig durch einen Rohrinnendurchmesser bestimmt wird, wobei die Spannsegmente jeweils von der Grundgestalt her – im Querschnitt gesehen – als Ringsektoren ausgebildet sind, wobei sie radial innenseitig durch eine spannend auf die Rohrleitung wirkende Kreisbogenkontur begrenzt sind, welche durch einen Segmentinnendurchmesser bestimmt ist, und wobei die Spannsegmente zum Einspannen aus einer Einlegeposition radial nach innen aufeinander zu in eine Spannposition beweglich sind, in der sie einen Rohraufnahmeraum umgeben, der einen Spanndurchmesser für den runden Gegenstand, insbesondere für die Rohrleitung bereitstellt, der an dessen Außendurchmesser angepasst ist.The present invention relates to a segmented clamping device with at least two clamping segments for a round article with a circular cross-section, which has an outer diameter, in particular for a pipe with annular cross-section, which is determined on the outside by a pipe outside diameter and inside by a pipe inside diameter, wherein the clamping segments each of the basic shape - seen in cross section - are formed as ring sectors, wherein they are radially inwardly delimited by an exciting acting on the pipe circular arc contour, which is determined by a segment inner diameter, and wherein the clamping segments for clamping from a loading position radially inwardly toward each other a clamping position are movable, in which they surround a tube receiving space, which provides a clamping diameter for the round object, in particular for the pipeline, at its outer diameter is adjusted.

Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung einer segmentierten Einspannvorrichtung zum Einspannen von Rohrleitungen mit kreisringförmigem Querschnitt, der außenseitig durch einen Rohraußendurchmesser und innenseitig durch einen Rohrinnendurchmesser bestimmt wird, insbesondere von Hydraulikrohren, wobei die Einspannvorrichtung mindestens zwei Spannsegmente für die Rohrleitung aufweist, wobei die Spannsegmente jeweils von der Grundgestalt her – im Querschnitt gesehen – als Ringsektoren ausgebildet sind, wobei sie radial innenseitig durch eine spannend auf die Rohrleitung wirkende Kreisbogenkontur begrenzt sind, welche durch einen Segmentinnendurchmesser bestimmt ist, und wobei die Spannsegmente zum Einspannen radial nach innen aufeinander zu beweglich sind.Furthermore, the invention relates to the use of a segmented clamping device for clamping pipelines with annular cross section, which is determined on the outside by a pipe outside diameter and inside by a pipe inside diameter, in particular of hydraulic pipes, wherein the clamping device has at least two clamping segments for the pipeline, wherein the clamping segments each of the basic shape - seen in cross-section - are designed as ring sectors, wherein they are radially inwardly delimited by an exciting acting on the pipe circular arc contour, which is determined by a segment inner diameter, and wherein the clamping segments for clamping radially inwardly toward each other are movable.

Eine derartige Spannvorrichtung und eine derartige Verwendung sind aus der DE 10 2011 051 974 A1 bekannt. Dieses Dokument beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines für eine Rohrverbindung ausgebildeten Anschlussendes einer Rohrleitung, wobei ein Wandbereich eines Rohrleitungsendstücks durch das Zusammenwirken mindestens eines ersten, zumindest spannend wirkenden Werkzeugs und eines zweiten, zumindest verformend wirkenden Werkzeugs umgeformt wird, wobei ein umfangsgemäß den Außendurchmesser der Rohrleitung umschließender Ring eingesetzt wird, der vor der Umformung des Wandbereiches durch das erste Werkzeug auf den anfänglich vorliegenden Außendurchmesser des Rohrleitungsendstücks aufgepresst wird und nach der Umformung unverlierbar auf dem Rohrleitungsendstück verbleibt, wobei der Ring während der Umformung einen Bestandteil des ersten Werkzeugs bildet, indem er die Rohrleitung gegen eine radiale, umfangsgemäße und axiale Relativbewegung gegenüber dem ersten Werkzeug fixiert und dabei den gesamten Spannbereich des ersten Werkzeugs bildet. Insbesondere um zu erreichen, dass die Geometrie des Anschlussendes unabhängig vom Herstellungsprozess optimal an die Gegenkontur eines anzuschließenden Anschlussteils angepasst werden kann, ist der Ring als Hülsenkörper ausgebildet, der zumindest in einem der Stirnseite des Anschlussendes abgewandten Bereich des Innenumfangs mehrere radial nach innen gerichtete Zähne aufweist, die während der Umformung einen Formschluss zwischen dem Rohrleitungsendstück und dem Ring ausbilden, wobei auf dem Außenumfang des Rohrleitungsendstücks ein Negativprofil der Zähne erzeugt wird. Dabei wird ausgehend von einem Ausgangszustand, in dem noch ein Spalt zwischen dem Ring und dem Rohrleitungsendstück vorhanden ist, dieser Spalt in einem ersten Prozessschritt durch eine radial nach innen gerichtete Bewegung eines Verpressungsmittels des ersten Werkzeugs geschlossen. Das Verpressungsmittel des ersten Werkzeugs kann dabei bevorzugt aus zwei oder mehr, insbesondere vier, radial nach innen beweglichen Werkzeugsegmenten bestehen. Diese Spannsegmente sind so aufgebaut, dass im Spannzustand ein kreisrunder Querschnitt abgebildet wird. Die Übertragung der Haltekraft auf das Rohr erfolgt dabei dadurch, dass die Spannsegmente das Rohr kraft- und formschlüssig halten.Such a jig and such use are from the DE 10 2011 051 974 A1 known. This document describes a method for producing a connection end of a pipeline designed for a pipe connection, wherein a wall region of a pipe end piece is formed by the interaction of at least one first, at least exciting tool and a second, at least deforming acting tool, wherein a circumferentially the outside diameter of the pipe is used before the deformation of the wall portion by the first tool on the initially present outer diameter of the pipe end piece and remains captive on the pipe end after forming, wherein the ring forms a part of the first tool during the forming by the Pipe against a radial, circumferential and axial relative movement relative to the first tool fixed and thereby forms the entire clamping range of the first tool. In particular, in order to achieve that the geometry of the terminal end can be adapted optimally to the mating contour of a connection part to be connected independently of the production process, the ring is designed as a sleeve body having a plurality of radially inwardly directed teeth at least in a region of the inner circumference facing away from the end face of the connection end , which form a positive connection between the pipe end and the ring during the forming, wherein on the outer circumference of the pipe end, a negative profile of the teeth is generated. In this case, starting from an initial state in which there is still a gap between the ring and the pipe end, this gap is closed in a first process step by a radially inwardly directed movement of a pressing means of the first tool. The pressing means of the first tool may preferably consist of two or more, in particular four, radially inwardly movable tool segments. These clamping segments are constructed so that a circular cross-section is shown in the clamping state. The transfer of the holding force on the tube takes place in that the clamping segments hold the tube non-positively and positively.

In anderen bekannten Ausführungen, in denen kein Ring eingesetzt wird, sondern die Spannsegmente unmittelbar am Rohr angreifen, sind zur Erreichung des Formschlusses die Spannsegmente selbst an ihrem Segmentinnendurchmesser profiliert. Das Profil kann zum Beispiel ein Rillenprofil oder auch ein chaotisches Profil, d. h. ein Profil ohne sich wiederholende Muster, sein, welches vorzugsweise durch eine erodierte Oberfläche gebildet ist. Auch andere Profile, wie z. B. die genannten Zähne, sind hierbei denkbar.In other known embodiments, in which no ring is used, but attack the clamping segments directly on the pipe, the clamping segments are profiled themselves at their segment inner diameter to achieve the positive engagement. The profile may, for example, a groove profile or a chaotic profile, d. H. a profile without repeating patterns, which is preferably formed by an eroded surface. Other profiles, such. As the said teeth, are conceivable here.

Der Nachteil einer solchen Profilierung der Spannsegmente besteht in der unweigerlichen Zerstörung der Rohroberfläche. Dies führt einerseits zur Beschädigung einer eventuell aufgebrachten Korrosionsschutzschicht und andererseits zur Erzeugung von Kerben, die die dynamische Belastbarkeit eines solchen Rohres negativ beeinflussen können.The disadvantage of such a profiling of the clamping segments is the inevitable destruction of the tube surface. On the one hand, this leads to the damage of a possibly applied corrosion protection layer and, on the other hand, to the creation of notches which can negatively influence the dynamic load capacity of such a pipe.

Technische Alternativlösungen ohne profilierte Oberfläche, d. h. mit einer glatten Oberfläche, erfordern eine deutliche Verlängerung der eingespannten Rohrlänge, um die erforderliche Flächenpressung zu erzeugen, was wiederum bei ihrer Anwendung zu einem größeren notwendigen Bauraum für das fertige Rohr oder zu einem Anpassungsbedarf bei weiteren Bearbeitungsschritten, wie zum Beispiel bei einem Biegen des Rohres, führt.Technical alternative solutions without a profiled surface, ie with a smooth surface, require a considerable lengthening of the clamped pipe length in order to produce the required surface pressure, which in turn leads to a greater installation space required for the finished pipe or to an adaptation requirement further processing steps, such as in a bending of the pipe leads.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine segmentierte Einspannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bzw. eine Verwendung der eingangs genannten Art aufzuzeigen, die bei Beibehaltung eines kurzen Spannweges, wie er von profilierten Spannelementen her bekannt ist, jedoch eine derartige Profilierung vermeidet. Die Vorrichtung soll sich dabei insbesondere auch durch eine hohe Montagesicherheit und die Verwendung durch einen geringen Montageaufwand auszeichnen und die Nachteile des vorstehend beschriebenen Standes der Technik vermeiden.The present invention has for its object to provide a segmented clamping device of the type mentioned, or to show a use of the type mentioned, but avoids such profiling while maintaining a short clamping path, as it is known from profiled clamping elements ago. The device should also be characterized in particular by a high mounting security and the use of a low assembly cost and avoid the disadvantages of the prior art described above.

Erfindungsgemäß wird dies für die Vorrichtung dadurch erreicht, dass der Segmentinnendurchmesser eines jeden Spannsegmentes größer ist als der Spanndurchmesser, wobei insbesondere der Spanndurchmesser gleich dem Außendurchmesser oder vorzugsweise kleiner als der Außendurchmesser des runden Gegenstands, insbesondere der Rohrleitung, ist.According to the invention this is achieved for the device in that the segment inner diameter of each clamping segment is greater than the clamping diameter, wherein in particular the clamping diameter is equal to the outer diameter or preferably smaller than the outer diameter of the round article, in particular the pipeline.

Hierbei können die Segmente in einer bevorzugten Einspannstellung in einem maximal radial nach innen, vorzugsweise bis zur gegenseitigen seitlichen Anlage aneinander, aufeinander zu bewegten Zustand den aus – im Querschnitt gesehen – mindestens zwei Kreissegmenten gebildeten Rohraufnahmeraum einschließen, wobei die jeweilige Höhe der Kreissegmente kleiner ist als der halbe Segmentinnendurchmesser der Kreisbogenkontur der Spannsegmente.In this case, in a preferred clamping position, the segments may include, in a maximum radially inward, preferably up to mutual lateral contact with each other, the tube receiving space formed by at least two circular segments viewed in cross-section, the respective height of the circular segments being smaller than half the segment inner diameter of the circular arc contour of the clamping segments.

Die erfindungsgemäße Lösung basiert dabei darauf, dass die eingesetzten Spannsegmente jeweils an ihrem Segmentinnendurchmesser eine kreisbogenförmige Ausbildung aufweisen, wobei der Mittelpunkt des jeweiligen Kreisbogens gegenüber dem Mittelpunkt der Rohrachse der eingespannten Rohrleitung jeweils exzentrisch verschoben ist. Bei Vorhandensein von mehr als zwei Spannelementen kommt es dabei vorzugsweise dazu, dass – wenn sich die Spannsegmente in ihrem maximal radial nach innen, bis zur gegenseitigen seitlichen Anlage aneinander, aufeinander zu bewegten Zustand befinden – die Kreisbogenkonturen der Spannsegmente einen von der Grundgestalt her polygonalen Rohraufnahmeraum umschließen, wobei die jeweils paarweise aufeinander fallenden Endpunkte der Kreisbogenkonturen die Ecken des Polygons und die Kreisbogenkonturen die Polygonseiten bilden. Das Polygon weist dabei eine Anzahl von Eckpunkten auf, die der Anzahl der Spannelemente entspricht. Hierbei können vorzugsweise drei bis sechs, besonders bevorzugt drei oder vier, Spannelemente vorgesehen sein.The solution according to the invention is based on the fact that the clamping segments used in each case have a circular arc-shaped design at their inner segment diameter, wherein the center of the respective circular arc relative to the center of the pipe axis of the clamped pipe is in each case moved eccentrically. In the presence of more than two clamping elements, it is preferable for the arcuate contours of the clamping segments to have a polygonal tube receiving space that is polygonal from the basic shape when the clamping segments are in their maximum radially inward direction until mutual lateral contact with each other enclose, where the pairs of successive end points of the circular arc contours form the corners of the polygon and the circular arc contours the polygon sides. The polygon has a number of vertices, which corresponds to the number of clamping elements. In this case, preferably three to six, more preferably three or four, clamping elements may be provided.

Überraschenderweise kann durch die erfindungsgemäße Konstruktion die erforderliche Rohrhaltekraft ohne die Notwendigkeit einer Profilierung der Spannsegmente aufgebracht werden, wobei bei geringem Montageaufwand eine hohe Montagesicherheit gewährleistet werden kann. Die Mantelfläche des Rohres bleibt dabei frei von Werkzeugangriffsspuren, so dass weder eine optional vorhandene Schutzschicht zerstört wird, noch eine nachträgliche Oberflächenbearbeitung vorgenommen werden müsste, um nachträglich Kerben, Riefen oder dergleichen von der Mantelfläche des Rohres zu entfernen.Surprisingly, the required pipe holding force can be applied without the need for profiling the clamping segments by the construction according to the invention, with high installation safety can be ensured with low installation costs. The lateral surface of the tube remains free of tool attack traces, so that neither an optional protective layer is destroyed, nor a subsequent surface treatment would have to be made to subsequently remove notches, grooves or the like from the lateral surface of the tube.

In bevorzugter Weise ist dabei die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung zum Einspannen von Rohren mit einem Außendurchmesser im Bereich von 6 mm bis 42 mm und mit den für Hydraulikrohre charakteristischen Wandstärken im Bereich von 1 bis 7 mm verwendbar, wobei bei den genannten Hydraulikrohren die Wandstärken in Abhängigkeit vom Rohraußendurchmesser festgelegt sind. In der Detailkonstruktion der erfindungsgemäßen segmentierten Einspannvorrichtung können dabei fertigungsbedingt auftretende Rohrtoleranzen, die für ein bestimmtes Rohr zwischen einem minimal und einem maximal möglichen Rohraußendurchmesser zu beachten sind, Berücksichtigung finden. Auch kann mit Vorteil eine lokale Durchmesservergrößerung durch eine, insbesondere bleibende, Deformation des Rohres beim Einspannen auf ein Minimalmaß begrenzt werden, so dass der übliche Einsatz einer Überwurfmutter zur weiteren Montage nicht behindert wird. Schließlich kann vorteilhafterweise eine kurze Spannlänge, wie sie von profilierten Spannelementen bekannt ist, beibehalten werden.In a preferred manner, the clamping device according to the invention for clamping pipes with an outer diameter in the range of 6 mm to 42 mm and with the characteristic of hydraulic pipes wall thicknesses in the range of 1 to 7 mm usable, said in the said hydraulic pipes, the wall thicknesses in dependence on the pipe outside diameter are fixed. In the detailed construction of the segmented clamping device according to the invention, pipe tolerances occurring due to production, which are to be observed for a specific pipe between a minimum and a maximum possible pipe outside diameter, can be taken into account. Also, a local increase in diameter can advantageously be limited by a, in particular lasting, deformation of the tube during clamping to a minimum, so that the usual use of a union nut for further assembly is not hindered. Finally, advantageously, a short span length, as known from profiled clamping elements, can be maintained.

Erfindungsgemäß wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe hinsichtlich der Verwendung dadurch gelöst, dass der Segmentinnendurchmesser eines jeden Spannsegmentes größer ist als der Rohraußendurchmesser der einzuspannenden Rohrleitung. Dies führt vorzugsweise dazu, dass der Mittelpunkt der jeweiligen Kreisbogenkontur der Spannsegmente gegenüber dem Mittelpunkt der Achse der eingespannten Rohrleitung exzentrisch verschoben ist. Die auf diese Weise resultierende Klemmung macht es überraschenderweise möglich, ohne eine Vergrößerung der Einspannlänge der Rohrleitung und unter Vermeidung einer Profilierung der Spannsegmente eine – im Hinblick auf während der Einspannung auf die Rohrleitung insbesondere in axialer Richtung einwirkende äußere Bearbeitungskräfte – hinreichend feste und sichere Einspannung der Rohrleitung zu gewährleisten.According to the invention, the problem underlying the invention in terms of use is achieved in that the segment inner diameter of each clamping segment is greater than the pipe outside diameter of the pipe to be clamped. This preferably leads to the fact that the center of the respective circular arc contour of the clamping segments is eccentrically offset relative to the center of the axis of the clamped pipe. The clamping resulting in this way makes it possible, surprisingly enough, without an increase in the clamping length of the pipe and while avoiding profiling the clamping segments a - with respect to during the clamping on the pipe in particular acting in the axial direction outer machining forces - sufficiently firm and secure clamping To ensure piping.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.Further advantageous features of the invention are contained in the subclaims and the following description.

Anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels soll im Folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen: Reference to a preferred embodiment of the invention will be explained in more detail below. Showing:

1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen segmentierten Einspannvorrichtung, 1 a longitudinal section through a preferred embodiment of a segmented clamping device according to the invention,

2 eine Stirnansicht der in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen segmentierten Einspannvorrichtung, 2 an end view of in 1 shown preferred embodiment of a segmented clamping device according to the invention,

3 bis 5 drei aufeinanderfolgende Prozessschritte des Einspannens einer Rohrleitung unter Verwendung der in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen segmentierten Einspannvorrichtung, wobei für die Darstellungen in 3 und 4 ein kleinerer Maßstab und für die Darstellung in 5 ein größerer Maßstab als in 1 gewählt wurde. Die Darstellung in 5 entspricht dabei dem Zustand der Vorrichtung in 1 und 2, wobei in 5 jedoch zusätzlich die Rohrleitung gezeigt ist, 3 to 5 three consecutive process steps of clamping a pipeline using the in 1 shown preferred embodiment of a segmented clamping device according to the invention, wherein for the representations in 3 and 4 a smaller scale and for the representation in 5 a larger scale than in 1 was chosen. The representation in 5 corresponds to the state of the device in 1 and 2 , where in 5 but additionally the pipeline is shown

6 und 7 zwei schematische Prinzipdarstellungen zur Veranschaulichung der geometrischen Querschnittsform eines Rohraufnahmeraumes einer erfindungsgemäßen segmentierten Einspannvorrichtung. 6 and 7 two schematic schematic diagrams for illustrating the geometric cross-sectional shape of a tube receiving space of a segmented clamping device according to the invention.

Zu der anschließenden Beschreibung wird ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel und dabei auch nicht auf alle oder mehrere Merkmale der beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal des Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen des Ausführungsbeispiels eine erfinderische Bedeutung haben.For the following description is expressly emphasized that the invention is not limited to the embodiment and not all or several features of the combination of features described, but each individual feature part of the embodiment also detached from all other related to the features described in part for themselves and also in combination with any other features of the embodiment have an inventive meaning.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher im Folgenden in der Regel jeweils auch nur einmal beschrieben.In the various figures of the drawing, the same parts are always provided with the same reference numerals and will therefore be described below in the following generally only once.

Gemäß den zunächst in 1 bis 2, aber dann auch in 3 bis 5 gezeigten Darstellungen handelt es sich bei der Erfindung um eine segmentierte Einspannvorrichtung 1 mit mindestens zwei, im dargestellten Fall vier, Spannsegmenten 2 für eine Rohrleitung R.According to the first in 1 to 2 but then in too 3 to 5 As shown, the invention is a segmented clamping device 1 with at least two, in the case illustrated four, clamping segments 2 for a pipe R.

1 und 2 zeigen die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung 1 allein, während 3 bis 5 die Verwendung der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung 1 veranschaulichen. 3 zeigt dabei eine einzuspannende Rohrleitung R in einer Einlegeposition, 4 eine Stellung, in der die Spannsegmente 2 an der unverformten, runden Rohrleitung R anliegen, wobei die Einspannung beginnt, und 5 die bevorzugte Spannposition, in der die Spannsegmente 2 sich in ihrem maximal möglichen zusammengefügten Zustand befinden und die Rohrleitung R maximal möglich verformt ist. Die Spannsegmente 2 wirken bereits deutlich spannend auf die Rohrleitung R, wenn sie sich zwar schon aus der in 4 gezeigten Position, in der der Spanndurchmesser DA' gleich dem Außendurchmesser der Rohrleitung R ist, heraus bewegt, jedoch die Position gemäß 5 noch nicht erreicht haben. In diesen – bereits klemmend wirkenden – Zwischenpositionen liegen die Seitenflächen SF der Spannsegmente 2 nicht aneinander an und der Querschnitt der Rohrleitung R ist nur äußerst wenig unrund. Der Spanndurchmesser DA' ist dabei kleiner als der Außendurchmesser DA der Rohrleitung R. 1 and 2 show the clamping device according to the invention 1 alone while 3 to 5 the use of the clamping device according to the invention 1 illustrate. 3 shows a pipe R to be clamped in a loading position, 4 a position in which the clamping segments 2 abut the undeformed, round pipe R, the clamping begins, and 5 the preferred clamping position in which the clamping segments 2 are in their maximum possible joined state and the pipe R is deformed as much as possible. The clamping segments 2 already have a significant effect on the pipeline R, although they are already out of the in 4 shown position in which the clamping diameter DA 'is equal to the outer diameter of the pipe R moves out, however, the position according to 5 not yet reached. In these - already clamping acting - intermediate positions are the side surfaces SF of the clamping segments 2 not at each other and the cross section of the pipe R is very slightly out of round. The clamping diameter DA 'is smaller than the outer diameter DA of the pipe R.

Die Rohrleitung R ist in 3 bis 5 gezeigt und weist – solange sie nicht wie in 5 deformiert ist – einen kreisringförmigen Querschnitt auf, der außenseitig durch einen Rohraußendurchmesser DA und innenseitig durch einen Rohrinnendurchmesser DI bestimmt wird. Die Rohrwandstärke RW ist dabei durch die Differenz zwischen Rohraußenradius RA und Rohrinnenradius RI festgelegt. Unter Beachtung dessen, dass es beim Einspannen der Rohrleitung R zu einer Deformation derselben, also zur Ausbildung eines zumindest außenseitig unrunden Querschnitts kommt, der allerdings als nur geringfügig anzusehen ist, sind in 5 die Bezugszeichen für den deformierten Rohraußendurchmesser mit DA' und für den deformierten Rohrinnendurchmesser mit DI' gewählt worden. Der deformierte Rohraußendurchmesser DA' repräsentiert dabei den Spanndurchmesser DA' der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung 1.The pipe R is in 3 to 5 shown and points - as long as they are not as in 5 is deformed - an annular cross-section, which is determined on the outside by a pipe outside diameter DA and on the inside by a pipe inner diameter DI. The pipe wall thickness RW is determined by the difference between pipe outside radius RA and inside pipe radius RI. Taking into account that it comes to a deformation of the same during the clamping of the pipe R, so to form an at least outside non-circular cross-section, which, however, is to be regarded as only slightly, are in 5 the reference numerals have been chosen for the deformed pipe outside diameter with DA 'and for the deformed pipe inside diameter with DI'. The deformed pipe outer diameter DA 'in this case represents the clamping diameter DA' of the clamping device according to the invention 1 ,

Die Spannsegmente 2 sind jeweils von der Grundgestalt her – im Querschnitt gesehen – als Ringsektoren ausgebildet, wobei sie radial innenseitig durch eine spannend auf die Rohrleitung R wirkende Kreisbogenkontur K begrenzt sind, welche durch einen Segmentinnendurchmesser D1 bestimmt ist. Dieser Segmentinnendurchmesser D1 ergibt sich als doppelter Wert des in 2 eingezeichneten Segmentinnenradius R1.The clamping segments 2 are each of the basic shape forth - seen in cross-section - as ring sectors, where they are radially inwardly limited by an exciting acting on the pipe R circular arc contour K, which is determined by a segment inner diameter D1. This segment inner diameter D1 results as a double value of the in 2 drawn segment inner radius R1.

Zum Einspannen der Rohrleitung R sind die Spannsegmente 2 bis zu einer gegenseitigen seitlichen Anlage aneinander (2 und 5) radial nach innen aufeinander zu (Pfeile A in 3 und 4) beweglich. Die Seitenflächen der Spannsegmente 2 sind mit dem Bezugszeichen SF bezeichnet.For clamping the pipe R, the clamping segments 2 up to a mutual lateral contact with each other ( 2 and 5 ) radially inwardly towards each other (arrows A in FIG 3 and 4 ) movable. The side surfaces of the clamping segments 2 are designated by the reference symbol SF.

Erfindungsgemäß schließen die Spannsegmente 2 in ihrem maximal radial nach innen, bis zur gegenseitigen seitlichen Anlage aneinander, aufeinander zu bewegten Zustand – im Querschnitt gesehen – einen aus mindestens zwei, im vorliegenden Fall aus vier, Kreissegmenten KS gebildeten Rohraufnahmeraum S ein, wobei die jeweilige Höhe H der Kreissegmente KS kleiner ist als der Segmentinnenradius R1 (halber Segmentinnendurchmesser D1) der Kreisbogenkontur K der Spannsegmente 2.According to the invention, the clamping segments close 2 in their maximum radially inward, to mutual lateral contact with each other, moving towards each other - seen in cross section - one of at least two, in the present Case of four, circular segments KS formed Rohraufnahmeraum S a, wherein the respective height H of the circle segments KS is smaller than the inner segment radius R1 (half segment inner diameter D1) of the circular arc contour K of the clamping segments 2 ,

Jeweils ein, insbesondere tortenstückförmig ausgebildetes, Kreissegment KS (in der Geometrie auch Kreisausschnitt genannt) ist in 2 und 5 zur besseren Kenntlichmachung zusätzlich mit einer strichpunktierten Linie markiert. In 4 und 5 ist der aus den Kreissegmenten KS gebildete Rohraufnahmeraum S durch das Rohr R ausgefüllt.In each case one, in particular pie slice-shaped, circular segment KS (in the geometry also called circular cutout) is in 2 and 5 For better identification additionally marked with a dot-dash line. In 4 and 5 the pipe receiving space S formed from the circle segments KS is filled through the pipe R.

Wie 5 zeigt, entspricht dabei die jeweilige Höhe H der Kreissegmente KS insbesondere dem halben Wert des deformierten Rohraußendurchmessers DA, also dem deformierten Rohraußenradius RA. Damit ist die jeweilige Höhe H der Kreissegmente KS kleiner als der halbe Wert des nicht deformierten Rohraußendurchmessers DA, also dem nicht deformierten Rohraußenradius RA, wie sie jeweils in 4 dargestellt sind.As 5 shows, corresponds to the respective height H of the circle segments KS in particular half the value of the deformed pipe outside diameter DA, so the deformed pipe outer radius RA. Thus, the respective height H of the circle segments KS is smaller than half the value of the non-deformed pipe outside diameter DA, that is, the non-deformed pipe outer radius RA, as they respectively in 4 are shown.

Da der Segmentinnendurchmesser D1 eines jeden Spannsegmentes 2 größer ist als der Rohraußendurchmesser DA der einzuspannenden Rohrleitung R, bzw. der Segmentinnenradius R1 des Spannsegmentes 2 größer ist als der Rohraußenradius RA der einzuspannenden Rohrleitung R, ist der Mittelpunkt MK der jeweiligen Kreisbogenkontur K der Spannsegmente 2 gegenüber dem Mittelpunkt MR der Rohrachse X-X der eingespannten Rohrleitung R exzentrisch verschoben. Diese Exzentrizität ist nur in 2 dargestellt und mit dem Bezugszeichen E1 bezeichnet.Since the segment inner diameter D1 of each clamping segment 2 is greater than the pipe outside diameter DA of the pipe to be clamped R, or the segment inner radius R1 of the clamping segment 2 is greater than the pipe outer radius RA of the pipe R to be clamped, the center point MK of the respective circular arc contour K of the clamping segments 2 relative to the center MR of the tube axis XX of the clamped pipe R eccentrically shifted. This eccentricity is only in 2 represented and designated by the reference E1.

Wenn sich die Spannsegmente 2 in ihrem, in 2 und 5 gezeigten, maximal radial nach innen, bis zur gegenseitigen seitlichen Anlage aneinander, aufeinander zu bewegten Zustand befinden, umschließen die Kreisbogenkonturen K der Spannsegmente 2 einen von der Grundgestalt her polygonalen Rohraufnahmeraum S, wobei die jeweils paarweise aufeinander fallenden Endpunkte P der Kreisbogenkonturen K die Ecken des Polygons und die Kreisbogenkonturen K die Polygonseiten bilden. Im dargestellten Fall handelt es sich bei dem Polygon um ein Quadrat. Bei drei Spannsegmenten 2 wäre es ein Dreieck, und bei fünf Spannsegmenten 2 wäre es ein Pentagon.When the clamping segments 2 in her, in 2 and 5 shown, maximum radially inward, to the mutual lateral contact with each other, each other to move state, enclose the circular arc contours K of the clamping segments 2 a polygonal Rohraufnahmeraum S of the basic shape, wherein the pairs of successive end points P of the circular arc contours K form the corners of the polygon and the circular arc contours K the polygon sides. In the case shown, the polygon is a square. For three clamping segments 2 it would be a triangle, and at five clamping segments 2 it would be a Pentagon.

6 und 7 veranschaulichen das Prinzip der Gestaltung der geometrischen Querschnittsform eines Rohraufnahmeraumes S einer erfindungsgemäßen segmentierten Einspannvorrichtung. 6 bezieht sich dabei auf eine aus zwei Spannsegmenten 2 bestehende Einspannvorrichtung 1, 7 auf eine aus vier Spannsegmenten 2 bestehende Einspannvorrichtung 1. Die Figuren enthalten – wie bereits erwähnt – die gleichen Bezugszeichen wie die übrigen Figuren, wobei 7 insbesondere in Relation zu 2 und 5 steht. 6 and 7 illustrate the principle of the design of the geometric cross-sectional shape of a pipe receiving space S of a segmented clamping device according to the invention. 6 refers to one of two clamping segments 2 existing clamping device 1 . 7 on one of four clamping segments 2 existing clamping device 1 , The figures contain - as already mentioned - the same reference numerals as the other figures, wherein 7 especially in relation to 2 and 5 stands.

6 zeigt dabei insbesondere, wie die beiden Kreissegmente KS (schraffierte Flächen ½S) gebildet sind, die jeweils radial außenseitig durch die Kreisbogenkontur K eines Spannsegmentes 2 begrenzt sind, wobei die jeweilige Höhe H der Kreissegmente KS kleiner ist als der halbe Segmentinnendurchmesser D1 der Kreisbogenkontur K der Spannsegmente 2. Die Kreissegmente KS befinden sich dabei noch in einem Umkreis mit dem Durchmesser D1 bzw. dem Radius R1 um den Mittelpunkt MK, wodurch die jeweilige Kreisbogenkontur K der Spannsegmente 2 gebildet ist. Durch Zusammenfügung der beiden Kreissegmente KS (schraffierte Flächen ½S) entsteht der Rohraufnahmeraum S. 6 shows in particular how the two circle segments KS (hatched areas ½S) are formed, each radially outwardly through the circular arc contour K of a clamping segment 2 are limited, wherein the respective height H of the circle segments KS is smaller than half the segment inner diameter D1 of the circular arc contour K of the clamping segments 2 , The circular segments KS are still in a radius of diameter D1 or the radius R1 around the center point MK, whereby the respective circular arc contour K of the clamping segments 2 is formed. By joining the two circle segments KS (hatched areas ½S), the pipe receiving space S. is formed.

7 zeigt die gleichen Verhältnisse für die aus vier Spannsegmenten 2 bestehende Einspannvorrichtung 1, wobei sich der Rohraufnahmeraum S in diesem Fall aus den vier Kreissegmenten KS (schraffierte Flächen ¼S) zusammensetzt. Wenn sich die Spannsegmente 2 in einem maximal radial nach innen bewegten Zustand befinden, wodurch die erwähnte bevorzugte Einspannposition gebildet ist, bilden die Kreisbogenkonturen K der Spannsegmente 2 den – ebenfalls bereits erwähnten – von der Grundgestalt her polygonalen Rohraufnahmeraum S aus. 7 shows the same ratios for the four clamping segments 2 existing clamping device 1 , Wherein the tube receiving space S in this case of the four circle segments KS (hatched areas ¼S) composed. When the clamping segments 2 are in a maximum radially inwardly moving state, whereby the mentioned preferred clamping position is formed, form the circular arc contours K of the clamping segments 2 the - also already mentioned - from the basic shape ago polygonal pipe receiving space S from.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern der Fachmann kann diese bedarfsweise durch weitere zweckmäßige technische Maßnahmen ergänzen, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So lässt sich durch eine Abstimmung der Segmentinnendurchmesser D1 der Spannsegmente 2 auf den Rohraußendurchmesser DA der einzuspannenden Rohrleitung R, bzw. der Segmentinnenradien R1 auf den Rohraußenradius RA der einzuspannenden Rohrleitung R, also durch eine Variation der Größe der Exzentrizität E1, sowie durch die Anzahl der Spannsegmente 2 der Spannungszustand des eingespannten Rohres R optimieren bzw. eine beim Einspannen des Rohres R auftretende, geringfügige lokale Rohrverformung noch weiter minimieren. Je größer die Anzahl der Spannsegmente 2 ist, desto geringer ist die Rohrverformung. Je größer die Exzentrizität E1 zwischen dem Mittelpunkt MK der jeweiligen Kreisbogenkonturen K der Spannsegmente 2 gegenüber dem Mittelpunkt MR der Rohrachse X-X ist, desto größer ist ein umfangsgemäßer Überdeckungsbereich der spannend auf die Rohrleitung R wirkenden Kreisbogenkontur K und dem durch den Rohraußendurchmesser DA bestimmten Außenmantel der Rohrleitung R bei jeweils gleichbleibendem Segmentinnendurchmesser D1.The invention is not limited to the illustrated embodiments, but the skilled person can if necessary supplement them by further appropriate technical measures, without departing from the scope of the invention. Thus, by tuning the segment inner diameter D1 of the clamping segments 2 on the pipe outer diameter DA of the pipe R to be clamped, or the segment inner radii R1 on the tube outer radius RA of the pipe R to be clamped, ie by a variation of the size of the eccentricity E1, and by the number of clamping segments 2 to optimize the state of tension of the clamped tube R or to further minimize a slight local tube deformation occurring during clamping of the tube R. The larger the number of clamping segments 2 is, the lower the tube deformation. The greater the eccentricity E1 between the center MK of the respective circular arc contours K of the clamping segments 2 with respect to the center MR of the tube axis XX, the larger is a circumferential overlap region of the arcuate contour K acting in an exciting manner on the pipeline R and the outer jacket of the pipeline R determined by the pipe outer diameter DA, each with the same internal diameter D1.

Des Weiteren können die Seitenflächen SF der Spannsegmente 2 – abweichend von der in der Zeichnung dargestellten Geometrie – auch dergestalt ausgebildet sein, dass sich die Spannsegmente 2 in ihrer bevorzugten Einspannposition, insbesondere in ihrem maximal radial nach innen bewegten Zustand, noch nicht in einer, vorzugsweise vollflächigen, gegenseitigen seitlichen Anlage befinden, sondern, dass zwischen ihnen beispielsweise noch ein Spalt und/oder zusätzliche nicht spannende Elemente vorhanden sind. Furthermore, the side surfaces SF of the clamping segments 2 - Deviating from the geometry shown in the drawing - be designed in such a way that the clamping segments 2 in their preferred clamping position, in particular in their maximum radially inwardly moved state, not yet in a, preferably full-surface, mutual lateral attachment are, but that between them, for example, still a gap and / or additional non-exciting elements are present.

Schließlich geht beispielsweise aus der Darstellung in 1 hervor, dass die Spannsegmente 2 eine konische Außenkontur AK aufweisen, an der eine Gegenkontur eines nicht dargestellten weiteren Werkzeugteiles angreifen kann. Durch ein relativ zueinander erfolgendes, axiales (parallel zur Längsachse X-X) Gleiten der Gegenkontur des als Verpressungsmittel bzw. als Gegenhalter wirkenden weiteren Werkzeugteiles über die konische Außenkontur AK können die Spannsegmente 2 im Sinne der Pfeile A radial nach innen bewegt werden. Dessen ungeachtet sind die Spannsegmente 2 über ihre jeweilige Länge L von der Grundgestalt her – im Querschnitt gesehen – als Ringsektoren ausgebildet, wobei die Außenkontur AK des Ringes auch von der Kreisform abweichen kann. Unter dem Begriff Ringsektor wird dabei im Rahmen der vorliegenden Anmeldung im weiteren Sinne auch ein Ausschnitt aus einem Ring verstanden, dessen Seiten SF nicht auf den Mittelpunkt MK der jeweiligen Kreisbogenkontur K der Spannsegmente 2 hin konvergieren.Finally, for example, goes from the presentation in 1 apparent that the clamping segments 2 have a conical outer contour AK, to which a mating contour of a not shown further tool part can attack. By a relative to each other, axial (parallel to the longitudinal axis XX) sliding the mating contour of acting as a compression means or as an anvil further tool part on the conical outer contour AK, the clamping segments 2 to be moved radially inward in the direction of arrows A. Nevertheless, the clamping segments are 2 seen over their respective length L of the basic shape - seen in cross section - as a ring sectors, wherein the outer contour AK of the ring may also differ from the circular shape. The term ring sector is understood in the context of the present application in a broader sense, a section of a ring whose pages SF not on the midpoint MK of the respective circular arc contour K of the clamping segments 2 converge.

Die Erfindung ist bislang noch nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.The invention has hitherto not been limited to the combination of features defined in the independent claims, but may also be defined by any other combination of specific features of all the individual features disclosed overall. This means that in principle each individual feature of the independent claims can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, the claims are to be understood merely as a first formulation attempt for an invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011051974 A1 [0003]

Claims

Segmented clamping device ( 1 ) with at least two clamping segments ( 2 ) for a round article of circular cross-section having an outer diameter (DA), in particular for a pipe (R) with annular cross-section, the outside by a pipe outside diameter (DA) and on the inside by a pipe inside diameter (DI) is determined, wherein the clamping segments ( 2 ) in each case of the basic shape - seen in cross section - are designed as ring sectors, wherein they are radially inwardly by an exciting on the pipe (R) acting circular arc contour (K) defined by a segment inner diameter (D1), and wherein the Clamping segments ( 2 ) for clamping from a loading position radially inwardly (A) are movable towards each other in a clamping position in which they surround a pipe receiving space (S), which provides a clamping diameter (DA ') for the round object, in particular for the pipe (R) adapted to its outer diameter (DA), characterized in that the segment inner diameter (D1) of each clamping segment ( 2 ) is greater than the clamping diameter (DA '), wherein in particular the clamping diameter (DA') is equal to the outer diameter (DA) or preferably smaller than the outer diameter (DA) of the round object, in particular the pipe (R).

Clamping device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in the clamping position formed tube receiving space (S) - seen in cross section - at least two circular segments (KS), each radially outwardly by the circular arc contour (K) of a clamping segment ( 2 ) are limited, wherein the respective height (H) of the circle segments (KS) is smaller than half the segment inner diameter (D1) of the circular arc contour (K) of the clamping segments ( 2 )

Clamping device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that when the clamping segments ( 2 ) are in a maximum radially inwardly moving, in particular to the mutual lateral contact with each other to move toward each other state, whereby a preferred clamping position is formed, the circular arc contours (K) of the clamping segments ( 2 ) enclosing a polygonal tube receiving space (S) of the basic shape, the end points (P) of the circular arc contours (K) falling in pairs on each other forming the corners of the polygon and the circular arc contours (K) the polygon sides.

Clamping device ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the polygon has three to six, preferably three or four, corner points (P) and in particular is a regular polygon.

Use of a segmented clamping device ( 1 ), in particular a clamping device according to one of claims 1 to 4, for clamping pipes (R) with annular cross-section, which is determined on the outside by a pipe outside diameter (DA) and on the inside by a pipe inside diameter (DI), in particular for clamping hydraulic pipes, wherein the clamping device ( 1 ) at least two clamping segments ( 2 ) for the pipeline (R), wherein the clamping segments ( 2 ) in each case of the basic shape - seen in cross section - are designed as ring sectors, wherein they are radially inwardly by an exciting on the pipe (R) acting circular arc contour (K) defined by a segment inner diameter (D1), and wherein the Clamping segments ( 2 ) are movable towards one another for clamping radially inward (A), characterized in that the segment inner diameter (D1) of each clamping segment (A) 2 ) is greater than the pipe outside diameter (RA) of the pipe (R) to be clamped.

Use according to claim 5, characterized in that the clamping segments ( 2 ) in a maximum radially inward, to the mutual lateral contact with each other, moving towards each other state - seen in cross section - include a pipe receiving space (S) formed from at least two circular segments (KS), wherein the respective height (H) of the circle segments (KS ) is smaller than half the segment inner diameter (D1) of the circular arc contour (K) of the clamping segments ( 2 ).

Use according to claim 6, characterized in that a preferred clamping state of the pipeline (R) is reached when the clamping segments ( 2 ) are in the maximum radially inward, to the mutual lateral contact with each other, each other to moving state.

Use according to one of claims 5 to 7, characterized in that the pipe outside diameter (RA) is in the range of 6 mm to 42 mm.

Use according to one of claims 5 to 8, characterized in that the pipe wall thickness (RW) formed between the pipe outer radius (RA) and the pipe inner radius (RI) is in the range of 1 mm to 7 mm.

Use according to one of claims 5 to 9, characterized in that the center point (MK) of the respective circular arc contour (K) of the clamping segments ( 2 ) in relation to the midpoint (MR) of the Axle (XX) of the clamped pipe (R) eccentric (E1) is shifted.