DE202012104450U1 - Expansion head for expansion tools and this comprehensive expansion tool - Google Patents
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Abstract
Expansionskopf (1) für Aufweitwerkzeuge für hohle Werkstücke, insbesondere für die Enden von Rohren aus Kunststoffen und aus mit Kunststoffen überzogenen Metallen, umfassend: – ein Kopfgehäuse (2) mit einem radial einwärts gerichteten Führungsflansch (6); – einen Satz von sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken (3), die jeweils einzeln durch einen Innenflanschsektor (10), der mit dem Führungsflansch (6) überlappt, und eine radiale Nut (11) radial beweglich auf dem Führungsflansch (6) geführt sind, wobei der Satz von Spreizbacken (3) zwischen einem geschlossenen Zustand und einem Expansionszustand beweglich ist und die Spreizbacken (3) an ihrer Innenseite durch Kegelsegmentflächen (9) begrenzt sind, die sich im geschlossenen Zustand des Expansionskopfes (1) zu einer Kegelfläche ergänzen; und – ein in dem Kopfgehäuse (2) aufgenommenes, kegelförmiges und in axialer Richtung bewegliches Adapterelement (4), wobei der Kegelwinkel des Adapterelements (4) dem Öffnungswinkel (β) der Kegelsegmentflächen (9) entspricht und das Adapterelement (4) an seiner Innenseite durch eine weitere Kegelfläche (15) begrenzt ist, wobei der Öffnungswinkel (α) der Kegelfläche (15) an der Innenseite des Adapterelements (4) kleiner ist als der Öffnungswinkel (β) durch die Kegelsegmentflächen (9) an der Innenseite der Spreizbacken (3) gebildete Kegelfläche.Expansion head (1) for expanding tools for hollow workpieces, in particular for the ends of pipes made of plastics and of metals coated with plastics, comprising: - a head housing (2) with a radially inwardly directed guide flange (6); - A set of sector-shaped expanding jaws (3), each individually guided by an inner flange sector (10) which overlaps with the guide flange (6) and a radial groove (11) on the guide flange (6) so as to be radially movable, the The set of expanding jaws (3) is movable between a closed state and an expanded state and the expanding jaws (3) are delimited on their inside by conical segment surfaces (9) which, when the expansion head (1) is closed, complement each other to form a conical surface; and - a conical adapter element (4) received in the head housing (2) and movable in the axial direction, the cone angle of the adapter element (4) corresponding to the opening angle (β) of the cone segment surfaces (9) and the adapter element (4) on its inside is limited by a further conical surface (15), the opening angle (α) of the conical surface (15) on the inside of the adapter element (4) is smaller than the opening angle (β) through the conical segment surfaces (9) on the inside of the expanding jaws (3 ) formed conical surface.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Expansionskopf für Aufweitwerkzeuge für hohle Werkstücke, insbesondere für die Enden von Rohren aus Kunststoffen und aus mit Kunststoffen überzogenen Metallen. The present invention relates to an expansion head for expansion tools for hollow workpieces, in particular for the ends of pipes made of plastics and coated with plastics metals.
Derartige Expansionsköpfe sind beispielsweise aus der
Nachteilig wird an den in der
Damit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Expansionskopf für Aufweitwerkzeuge für hohle Werkstücke zur Verfügung zu stellen, der die Nachteile des Stands der Technik überwindet. Insbesondere soll der erfindungsgemäße Expansionskopf zur Aufweitung von größer dimensionierten Rohren (insbesondere mit einem Außendurchmesser von mindestens 40 mm) geeignet sein, wobei der erfindungsgemäße Expansionskopf mit den gängigen Aufweitwerkzeugen (die eine Standardaufnahme aufweisen) kompatibel sein soll. Diese und andere Aufgaben werden durch einen Expansionskopf für Aufweitwerkzeuge für hohle Werkstücke, insbesondere für die Enden von Rohren aus Kunststoffen und aus mit Kunststoffen überzogenen Metallen, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Aufweitwerkzeug für hohle Werkstücke gemäß Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Expansionskopfes sind in den davon abhängigen Ansprüchen beschrieben. Thus, the object of the present invention is to provide an expansion head for hollow tool widening tools which overcomes the disadvantages of the prior art. In particular, the expansion head according to the invention should be suitable for expanding larger-sized tubes (in particular with an outer diameter of at least 40 mm), wherein the expansion head according to the invention with the usual Aufweitwerkzeugen (which have a standard recording) should be compatible. These and other objects are achieved by an expansion head for hollow tool widening tools, in particular for the ends of pipes made of plastics and of plastics-coated metals, with the features of
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass durch Integrieren eines kegelförmigen Adapterelements in das Kopfgehäuse des Expansionskopfes ein vergrößerter radialer Hub der Spreizbacken erzielt werden kann. Dieser Effekt wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Adapterelement an seiner Innenseite eine weitere Kegelfläche aufweist, deren Öffnungswinkel kleiner ist als der Öffnungswinkel der durch die Kegelsegmentflächen an der Innenseite der Spreizbacken gebildete Kegelfläche. Auf diese Weise erhält man einen einstückigen Expansionskopf, der mit gängigen Aufweitwerkzeugen mit einer Standdardaufnahme eingesetzt werden kann, der einfach an dem Aufweitwerkzeug montiert werden kann und durch den auch die Enden größer dimensionierte Rohre aufgeweitet werden können. In accordance with the present invention, it has been recognized that by incorporating a tapered adapter element into the head housing of the expansion head, an increased radial stroke of the expansion jaws can be achieved. This effect is inventively achieved in that the adapter element has on its inside a further conical surface whose opening angle is smaller than the opening angle of the conical surface formed by the conical segment surfaces on the inside of the expansion jaws. In this way, one obtains a one-piece expansion head that can be used with standard expansion tools with a standard mounting, which simply mounts to the expansion tool can be and can be widened by the ends of larger sized pipes.
Dementsprechend liegt die vorliegende Erfindung in einem Expansionskopf für Aufweitwerkzeuge für hohle Werkstücke, insbesondere für die Enden von Rohren aus Kunststoffen und aus mit Kunststoffen überzogenen Metallen, der ein Kopfgehäuse mit einem radial einwärts gerichteten Führungsflansch; einen Satz von sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken, die jeweils einzeln durch einen Innenflanschsektor, der mit dem Führungsflansch überlappt, und eine radiale Nut radial beweglich auf dem Führungsflansch geführt sind, wobei der Satz von Spreizbacken zwischen einem geschlossenen Zustand und einem Expansionszustand beweglich ist und die Spreizbacken an ihrer Innenseite durch Kegelsegmentflächen begrenzt sind, die sich im geschlossenen Zustand des Expansionskopfes zu einer Kegelfläche ergänzen; und ein in dem Kopfgehäuse aufgenommenes, kegelförmiges und in axialer Richtung bewegliches Adapterelement, wobei der Kegelwinkel des Adapterelements dem Öffnungswinkel β der Kegelsegmentflächen entspricht und das Adapterelement an seiner Innenseite durch eine weitere Kegelfläche begrenzt ist, wobei der Öffnungswinkel α der Kegelfläche an der Innenseite des Adapterelements kleiner als der Öffnungswinkel β durch die Kegelsegmentflächen an der Innenseite der Spreizbacken gebildete Kegelfläche aufweist, umfasst. Darüber hinaus liegt die vorliegende Erfindung in einem Aufweitwerkzeug für hohle Werkstücke, insbesondere für die Enden von Rohren aus Kunststoffen und aus mit Kunststoffen überzogenen Metallen, der einen erfindungsgemäßen Expansionskopf umfasst. Accordingly, the present invention resides in an expansion head for hollow tool widening tools, particularly for the ends of plastic and plastic coated metal tubes, which includes a head housing having a radially inwardly directed guide flange; a set of sector-shaped spreader jaws each guided individually by an inner flange sector overlapping with the guide flange and a radial groove radially movably on the guide flange, the set of spreader jaws being movable between a closed state and an expanded state, and the spreader jaws their inside are limited by conical segment surfaces, which complement each other in the closed state of the expansion head to a conical surface; and an accommodated in the head housing, conical and axially movable adapter element, wherein the cone angle of the adapter element corresponds to the opening angle β of the conical segment surfaces and the adapter element is bounded on its inner side by a further conical surface, wherein the opening angle α of the conical surface on the inside of the adapter element smaller than the opening angle β by the cone segment surfaces on the inside of the expansion jaws formed conical surface comprises. Moreover, the present invention resides in a flaring tool for hollow workpieces, in particular for the ends of pipes made of plastics and of plastics-coated metals, comprising an expansion head according to the invention.
In Bezug auf den erfindungsgemäßen Expansionskopf kann es von Vorteil sein, wenn der Öffnungswinkel der Kegelfläche an der Innenseite des Adapterelements um 1° bis 20°, insbesondere 2° bis 10° und bevorzugt 4° bis 6° kleiner ist als der Öffnungswinkel der durch die Kegelsegmentflächen an der Innenseite der Spreizbacken gebildeten Kegelfläche. Bei einem kleineren Unterschied wird kein hinreichend größerer axialer Hub erzielt, während größere Unterschiede bei den Öffnungswinkel zu einem nicht hinreichend stabilen Aufweitprozess führen (sog. Selbsthemmung der Spreizbacken durch Verkanten). With regard to the expansion head according to the invention, it may be advantageous if the opening angle of the conical surface on the inside of the adapter element by 1 ° to 20 °, in particular 2 ° to 10 ° and preferably 4 ° to 6 ° smaller than the opening angle of the through Cone segment surfaces on the inside of the expansion jaws formed conical surface. With a smaller difference, a sufficiently greater axial stroke is not achieved, while larger differences in the opening angle lead to an insufficiently stable expansion process (so-called self-locking of the expansion jaws by tilting).
Es kann auch hilfreich sein, wenn das Adapterelement durch ein Befestigungsmittel in axialer Richtung in dem Kopfgehäuse festgelegt ist. Durch die Befestigung des Adapterelements und damit der sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken in dem Kopfgehäuse bzw. der Überwurfkappe über ein Befestigungsmittel können Fertigungstoleranzen und damit das Spiel der sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken optimiert und/oder eingestellt werden. Da bei hat sich die Verwendung einer in die Überwurfkappe eingepressten Befestigungsscheiben, einer Gewindescheibe, einer Passscheibe oder eines Sicherungsrings als das Befestigungsmittel als besonders nützlich erwiesen. Gerade bei der Verwendung einer in ein Innengewinde der Überwurfkappe eingesetzte Gewindescheibe kann die Vorspannung der Spreizbacken in der Überwurfkappe besonders exakt eingestellt und dadurch optimiert werden. It may also be helpful if the adapter element is fixed in the head housing by an attachment means in the axial direction. By fixing the adapter element and thus the sector-shaped expansion jaws in the head housing or the cap over a fastening means manufacturing tolerances and thus the game of sector-shaped expansion jaws can be optimized and / or adjusted. As with the use of a pressed-in the cap cap attachment washers, a threaded disc, a shim or a locking ring as the fastener has proven to be particularly useful. Especially when using a threaded disc inserted into an internal thread of the cap, the bias of the spreader jaws in the cap can be set very precisely and thereby optimized.
Es kann auch günstig sein, wenn der Expansionskopf weiter mindestens ein Rückstellelement umfasst, das in dem Kopfgehäuse aufgenommen ist und an einer Seite mit dem Adapterelement in Eingriff befindlich ist, wobei das Rückstellelement zumindest im Expansionszustand eine Krafteinwirkung in axialer Richtung auf das Adapterelement ausübt. Das Vorsehen eines internen Rückstellelements bewirkt einen selbständigen Rückführvorgang des Adapterelements nach abgeschlossenem Aufweitprozess. Dabei hat sich die Verwendung einer Tellerfeder als Rückstellelement als besonders vorteilhaft erwiesen, weil diese gut in das Kopfgehäuse integrierbar ist. It can also be favorable if the expansion head further comprises at least one restoring element which is received in the head housing and on one side with the adapter element is engaged, wherein the restoring element exerts a force in the axial direction on the adapter element at least in the expansion state. The provision of an internal return element causes an independent return operation of the adapter element after completion of the expansion process. The use of a plate spring has proven to be particularly advantageous as a return element, because it is easy to integrate into the head housing.
Darüber hinaus kann es sich als günstig erweisen, wenn der Expansionskopf weiter mindestens ein Rückstellmittel umfasst, durch das die Spreizbacken vom Expansionszustand in den geschlossenen Zustand zurückführbar sind. Ein derartiges Rückstellmittel verhindert ein Verkanten oder Verhaken der einzelnen Spreizbacken während des Rückstellprozesses. Das Rückstellmittel ist dabei bevorzugt als Ringhülse oder Ringfeder ausgebildet, Besonders bevorzugt ist das Rückstellmittel in einer an der Außenseite der Spreizbacken gebildeten Ringnut angeordnet. In addition, it may prove to be advantageous if the expansion head further comprises at least one return means by which the expansion jaws from the expansion state in the closed state are traceable. Such a return means prevents tilting or hooking of the individual expansion jaws during the return process. The return means is preferably designed as an annular sleeve or annular spring, more preferably, the return means is arranged in an annular groove formed on the outside of the expansion jaws.
Es kann auch hilfreich sein, wenn die Spreizbacken an ihrer dem Kopfgehäuse abgewandten Seite eine Verjüngung aufweisen. Dadurch kann ein gleichmäßiger Übergang zwischen dem aufgeweiteten und dem nicht aufgeweiteten Teil des hohlen Werkstücks nach dem Aufweitvorgang erzielt werden. It may also be helpful if the expansion jaws have a taper on their side facing away from the head housing. As a result, a smooth transition between the flared and unexpanded portions of the hollow workpiece after the flaring operation can be achieved.
Es kann auch von Nutzen sein, wenn mindestens einer der Spreizbacken an seiner Außenseite einen Gleitschuh aufweist, der mit einer entsprechenden Gleitnut in dem Kopfgehäuse kooperiert. Dadurch sind die Spreizbacken während des Aufweitvorganges sicher in dem erfindungsgemäßen Expansionskopf geführt, wodurch die Gefahr eines Verkippens der Spreizbacken verringert ist. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn alle Spreizbacken an ihrer Außenseite jeweils einen Gleitschuh aufweisen, der jeweils mit einer entsprechenden Gleitnut in dem Kopfgehäuse kooperiert. Dies gewährleistet eine besonders sichere Führung der Spreizbacken in dem erfindungsgemäßen Expansionskopf während des Aufweitvorganges. It may also be useful if at least one of the expansion jaws has on its outer side a sliding shoe, which cooperates with a corresponding sliding groove in the head housing. As a result, the expansion jaws are guided during the expansion process safely in the expansion head according to the invention, whereby the risk of tilting of the expansion jaws is reduced. In this context, it is particularly preferred if all expansion jaws each have on their outer side a sliding shoe, which cooperates with a respective sliding groove in the head housing. This ensures a particularly secure guidance of the expanding jaws in the expansion head according to the invention during the expansion process.
Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellte Ausführungsform im Detail erläutert werden. In the following, the present invention will be explained in detail with reference to the embodiment shown in the figures.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen Detailed description of preferred embodiments
In den Figuren ist ein Expansionskopf gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im geschlossenen Zustand (
Der erfindungsgemäße Expansionskopf
Das Kopfgehäuse
Zusammen ergibt der Satz von sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken
Jeder der sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken
Das Adapterelement
An der der offenen Seite des Kopfgehäuses
Im Bereich der offenen Seite des Kopfgehäuses
An seiner Innenseite weist das Kopfgehäuses
Die Spreizbacken
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besitzen die Spreizbacken
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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