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Die
Erfindung betrifft einen Pressring nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Pressringe
(bzw. Presszangen, Pressbacken oder Pressschlingen) zum verpressenden
Verbinden, d.h. zum Herstellen einer unlösbaren Verbindung durch Verpressen,
zu verbindender Werkstücke,
wie z.B. Rohre bzw. Rohr-Enden, sind in vielfachen Ausführungen
bekannt. Die Vorgehensweise beim unlösbaren Verbinden zweier Werkstücke ist
dabei im Allgemeinen die, dass über
die Werkstück-Enden
ein Verbindungsteil gelegt wird und Werkstück-Enden und Verbindungsteil
mittels eines Presswerkzeugs zusammengepresst werden, indem ein
Pressring des Presswerkzeugs an das Verbindungsteil gelegt wird,
so dass er mit seiner inneren Pressfläche möglichst schlüssig am
Verbindungsteil anliegt. Über
eine weitere Einrichtung des Presswerkzeugs – z.B. Schwenkhebel – wird der
Pressring mit Kraft beaufschlagt und weitgehendst geschlossen, sodass Verbindungsteil
und Werkstück-Enden
miteinander verpresst werden. Als Presswerkzeug wird ein Werkzeug zum
Pressen/Verpressen/verpressenden Verbinden bezeichnet, insbesondere
werden darunter (handelsübliche)
Presswerkzeuge, wie Handwerkzeuge mit Pressring/-zange/-backe/-schlinge,
Gehäuse,
Gehäusegriff, Antriebsvorrichtung,
etc, oder aber auch maschinelle Presswerkzeuge verstanden.
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Bei
der Ausführung
des Werkzeugs ist insbesondere darauf zu achten, dass das Werkzeug
bei der Verpressung eine beschädigungsfreie,
formstabile, absolut dichtende Wirkung erzeugt. Die Beschädigungsfreiheit
ist Voraussetzung für
die Dichtheit, die Dichtheit notwendiges Kriterium beim Verbinden
von beispielsweise Rohren. Eine ungenügende Verpressung führt zu einem
undichten System und verursacht unter Umständen grosse Schäden und
hohe Kosten. Im Folgenden wird weiterhin der Ausdruck Pressring
für die
Presskomponente eines Presswerkzeugs verwendet. Es wird jedoch darauf
hingewiesen, dass die Erfindung auf alle Arten von – auch nicht-ringförmigen – Presskomponenten/Pressflächen anwendbar
ist.
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Zum
Verpressen sind verschiedene Formen von Presswerkzeugen bzw. Pressringen
oder Presszangen entwickelt worden. Meist ist ein Pressring aus
gelenkartig miteinander verbundenen, an einer Schliessstelle voneinander
getrennten Pressbacken aufgebaut. Für kleine Rohrdurchmesser kann
der Pressring nur zwei Pressbacken aufweisen, für grössere Rohrdurchmesser im Allgemeinen
drei oder mehr. Zum Zusammenziehen des Pressringes sind z.B. Hebel
vorgesehen, ausserdem ist eine Antriebsvorrichtung erforderlich.
Für eine einwandfreie
Pressung – d.h.
ein vollständiges
Schliessen des Pressrings oder der Presszange – ist ein hoher (mit dem Rohrdurchmesser
steigender) Pressdruck erforderlich, d.h. insbesondere Antriebseinrichtungen,
die eine hohe Presskraft entwickeln. Solche – im Allgemeinen elektrisch
bzw. elektro-mechanisch- angetriebenen Schliess- oder Hebeleinrichtungen sind vorzugsweise
als von Pressring oder -zange getrennte Einheit erhältlich und über eine
geeignete Aufnahme mit dem Pressring oder der Presszange koppelbar.
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So
beschreibt beispielsweise die
EP 0 451 806 A ein Presswerkzeug mit einem
aus Pressbacken aufgebauten Pressring. Der Pressring kann manschettenartig
um die zu verpressende Stelle herumgelegt und dann mittels einer
Schliesseinrichtung zusammengezogen werden.
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Die
DE 197 34 355 C2 beschreibt
ein Presswerkzeug mit Pressbacken und Schwenkhebeln, die über Walzen
als Antriebselemente betätigbar
sind, zum Verpressen von Rohren. Das Presswerkzeug ist durch Verbindungselemente
der Pressbacken derart ausgebildet, dass insbesondere auch Rohre
mit Rohrdurchmesser grösser
100mm bearbeitbar sind.
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Zum
Verbinden der Rohre, wie Stahl, Kupfer, Kunstoff- oder Verbundrohre,
werden als Verbindungsteile bekannterweise gängige Pressfitting-Systeme,
z.B. hülsenförmige Pressfittings
aus Metall, wie Stahl, Kupfer oder Kupferlegierungen, verwendet.
Zur Rohrverbindung werden die Pressfittings über die Rohrenden geschoben
und radial (oder axial) zusammengepresst, wobei sowohl Pressfitting
als auch Rohre plastisch verformt werden. Solche Rohrverbindungen
mit Pressfittings sind beispielsweise in der
DE 40 120 504 C beschrieben.
Für kleinere
Rohrdurchmesser (bis ca. 54 mm) ist es im Allgemeinen üblich, die
Druckhülsen
nicht über das
Rohr zu schieben, sondern in die Pressköpfe einzulegen und dann zusammenzudrücken. Dafür sind Werkzeuge – Pressringe,
-zangen – mit
eingearbeiteten Presskonturen auf dem Markt.
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Insbesondere
bei Fittings aus Kupfer oder Kupferlegierungen tritt das Problem
auf, dass sich beim Verpressen Kupfer auf der Pressfläche des
Pressrings absetzt. Derartige Ablagerungen bewirken eine Verkleinerung
des Ringdurchmessers im Laufe der Zeit und erfordern – im Stand
der Technik – ein
ständiges
Nachpolieren der Pressfläche.
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Für eine dichte
und qualitativ hochwertige Verpressung ist eine um den Umfang des
Fittings und der Rohre gleichmässig
verteilte Krafteinwirkung gefordert. Um den benötigten Druck für absolute
Dichtheit bei z.B. der Verpressung von Pressfittings an zwei Rohrenden
zu erreichen, ist ein hoher Kraftaufwand gefordert, der insbesondere
bei grösseren
zu bearbeitenden Teilen – wie
Rohren in Industrieanlagen oder Kühldecken – nur maschinell erreichbar
ist. So wird beim Verpressen eines Fittings mit Rohren mit ca. 50mm
Durchmesser ein Druck von ungefähr
150 bar benötigt.
Mit einem handelsüblichen
neuwertigen Gerät
werden ca. 170 bar erreicht. Bei einem älteren Gerät kann es vorkommen, dass der
notwendige Druck nur mehr knapp oder gar nicht mehr aufgebracht
wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen, insbesondere bezüglich Ablagerungen und benötigtem Pressdruck,
verbesserten Pressring bereitzustellen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäss
durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 bzw. der abhängigen
Ansprüche
gelöst
oder die Lösungen
weitergebildet.
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Die
Erfindung sieht vor, die Pressfläche
eines Pressrings oder einer Presszange (-backe, -schlinge, etc.)
mit einer Beschichtung zu versehen. Die erfindungsgemässe Beschichtung
einer Pressfläche
lässt sich auf
alle Arten handelsüblicher
Presswerkzeuge anwenden. So sind z.B. sowohl Radialpressen zur Herstellung von
Pressverbindungen aller gängigen
Pressfitting-Systeme an insbesondere Stahl-, Kupfer-, Kunststoff-
oder Verbundrohren, als auch Axialpressen zur Herstellung von Druck-
bzw.
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Schiebehülsenverbindungen
erfindungsgemäss
beschichtbar. Das erfindungsgemässe
Beschichten einer Pressfläche
kann dabei durch Auftragen bzw. Aufbringen oder Aufdampfen etc.
eines Beschichtungsmaterials erfolgen, bzw. mit allgemein bekannten
Methoden des Stands der Technik, z.B. mittels des Plasma-Verfahrens.
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Zum
Beschichten der Pressfläche
des Pressrings wird dabei insbesondere eine Beschichtung mit spezieller
Antihaft-Eigenschaft
gewählt
und damit dem Abtragen von Material (z.B. eines Fittings) bei der
Verpressung entgegengewirkt. Auch zeigt es sich, dass durch Wahl
geeigneter Beschichtungen ein Senken des erforderlichen Pressdrucks
bei der Verpressung erreichbar ist. Nachdem bei grösseren Rohrdurchmessern
die erforderliche Presskraft sehr hoch ist, und handelsübliche Geräte bzw.
Antriebsvorrichtungen zur einwandfreien Verpressung bis zum Limit
fahren müssen,
kann es vorkommen, dass bei älteren
Geräten
der bei grossen Durchmessern notwendige Pressdruck nicht mehr aufgebracht
wird und eine fehlerhafte Verpressung entsteht. Dadurch wirkt sich
die durch die erfindungsgemässe
Beschichtung erreichte Kraftreduzierung in jedem Fall äusserst
positiv auf die Qualität
der Pressung aus.
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Ausserdem
ist mit beschichteten Pressflächen
von Pressringen oder Presszangen eine Gratbildung beim Schliesspunkt
der Pressringe oder Presszangen beseitigbar. Eine einwandfreie Pressung
kann nur mit dem völligen
Schliessen der Pressringe oder -zangen hergestellt werden. Bei handelsüblichen
Pressringen und -zangen entsteht beim Schliessen sehr oft ein deutlicher
Grat an der Presshülse,
dadurch kann die Pressung fehlerhaft/undicht sein. Durch die erfindungsgemässe Beschichtung
ist also auch eine bessere Verpressung erreichbar. Einen weiteren
Vorteil stellt eine Beschichtung als Schutz der Pressfläche, z.B.
bezüglich
Korrosion, dar.
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Geeignete
Beschichtungsmaterialien zeichnen sich also vorzugsweise durch besonders
gute Antihaft-Eigenschaften/Gleiteigenschaften
aus (Gleitbeschichtungen). Derartige Beschichtungen sind z.B. mit
Balinitbeschichtungen, wie Balinit C, DLC, CNI, D, A u. a. auf dem
Markt erhältlich.
Auch Fluorkunststoffe (PFA, FEP, MFA, PTFE, usw.) sind zum Beschichten
einer Pressfläche
geeignet. Insbesondere eignen sich Fluorpolymere aufgrund ihrer
hohen chemischen Stabilität
und ihres antiadhäsiven
Verhaltens. Es versteht sich, dass eine Vielzahl chemischer Verbindungen
die gewünschten
Eigenschaften – wie
einen niedrigen Reibungskoeffizienten – für Beschichtungen von Pressflächen bereitstellen,
so z.B. auch das graphitähnliche
Gleiteigenschaften aufweisende Molybdänsulfid (MoS2)
oder DLC- (Diamond Like Carbon) und Lipocer Schichten, und so selbstverständlich auch
weitere nicht genannte Beschichtungen.
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Im
Folgenden sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 einige Testergebnisse
von Pressungen mit beschichteten Pressflächen angeführt. Die Tests wurden mit handelsüblichen
Presswerkzeugen, deren Presskomponenten (Pressringe, -zangen, usw.)
erfindungsgemäss
beschichtet wurden, durchgeführt
und belegen die durch die Beschichtung bewirkte Presskraft-Reduktion.
In Tabelle 1 dargestellt sind Tests mit Rohren mit einer Nennweite
von 15 mm, in der Spalte „Material" sind die Materialen
der zu verpressenden Einheiten angeführt. Beim Verpressen von Edelstahlrohren
mit Edelstahl-Pressfittings ergibt sich eine Kraftreduzierung von
z.B. 14%. Bei Rohren grösserer Nennweite – Tabelle
2 zeigt Testergebnisse für
Rohre mit einer Nennweite von 35 mm – ist die Reduktion des zum
Pressen erforderlichen Drucks noch deutlicher. Für ein System Kupfer-Rohr – Rotguss-Pressfitting
sinkt der erforderliche Pressdruck von 65 bar auf 50 bar, also um
30%.
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Tabelle
1: Rohr-Nennweite 15 mm
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Tabelle
2: Rohr-Nennweite 35 mm
