DE202019107067U1 - Expansion head for expansion tools as well as this comprehensive expansion tool - Google Patents
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Abstract
Expansionskopf (1) für Aufweitwerkzeuge für hohle Werkstücke, insbesondere für die Enden von Kunststoffrohren und Metall-Kunststoff-Verbundrohren, umfassend:
(a) eine Überwurfkappe (3) mit einem Führungsflansch (6), und
(b) einen Satz von sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken (2), die jeweils einzeln durch einen Innenflanschsektor, der mit dem Führungsflansch (6) überlappt, in der Überwurfkappe (3) beweglich aufgenommen sind, wobei der Satz von sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken (2) zwischen einem geschlossenen Zustand und einem Expansionszustand beweglich ist und im geschlossenen Zustand durch die Außenwandung (4) der Spreizbacken (2) annähernd eine Zylindermantelfläche ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Expansionskopf (1) weiter ein zumindest einseitig offenes Schutzelement (7) umfasst, das beabstandet von den Spreizbacken (4) angeordnet ist, wobei die offene Seite des Schutzelements (7) im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse der Spreizbacken (2) angeordnet ist.
Expansion head (1) for expanding tools for hollow workpieces, in particular for the ends of plastic pipes and metal-plastic composite pipes, comprising:
(a) a cap (3) with a guide flange (6), and
(b) a set of sector-shaped expanding jaws (2), each individually movably received in the cap (3) by an inner flange sector which overlaps with the guide flange (6), the set of sector-shaped expanding jaws (2) between is movable in a closed state and an expanded state and, in the closed state, approximately a cylinder jacket surface is formed by the outer wall (4) of the expanding jaws (2), characterized in that the expansion head (1) further comprises a protective element (7) which is open at least on one side and which is arranged at a distance from the expanding jaws (4), the open side of the protective element (7) being arranged essentially orthogonally to the longitudinal axis of the expanding jaws (2).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Expansionskopf für Aufweitwerkzeuge für hohle Werkstücke, insbesondere für die Enden von Kunststoffrohren und Metall-Kunststoff-Verbundrohren, wobei der Expansionskopf eine Überwurfkappe mit einem Führungsflansch und einen Satz von sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken umfasst, die jeweils einzeln durch einen Innenflanschsektor, der mit dem Führungsflansch überlappt, in der Überwurfkappe beweglich aufgenommen sind, wobei der Satz von sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken zwischen einem geschlossenen Zustand und einem Expansionszustand beweglich ist und im geschlossenen Zustand durch die Außenwandung der Spreizbacken annähernd eine Zylindermantelfläche ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Aufweitwerzeug, das einen derartigen Expansionskopf umfasst.The present invention relates to an expansion head for expanding tools for hollow workpieces, in particular for the ends of plastic pipes and metal-plastic composite pipes, wherein the expansion head comprises a cap with a guide flange and a set of sector-shaped expanding jaws, each individually through an inner flange sector, the overlaps with the guide flange, are movably received in the cap, the set of sector-shaped expanding jaws being movable between a closed state and an expansion state and in the closed state approximately a cylindrical surface is formed by the outer wall of the expanding jaws. In addition, the present invention relates to an expansion tool which comprises such an expansion head.
Derartige Expansionsköpfe sind aus der
Ein regelmäßiges Aufweiten eines Rohrendes ist deshalb erforderlich, um nach Einführen eines Verbindungsstückes durch Verpressen mit einer über das Rohrende geführten Schiebe- oder Presshülse eine dichte Verbindung zu erzielen. Diese Expansionsköpfe haben jedoch den Nachteil, dass zur Bildung einer dichten Rohrverbindung nach dem Verpressen (axiales Aufschieben einer Schiebehülse über das Rohrende mit darin eingeführtem Verbindungsstück bei einer Schiebehülsenverbindung bzw. radiales Verpressen einer Presshülse über ein Rohrende mit darin eingeführtem Verbindungsstück) eine gleichmäßige Zylinderfläche des Satzes von Spreizbacken erforderlich ist. Diese gleichmäßige Zylinderfläche ist bei Auslieferung des Expansionskopfes in der Regel zwar vorhanden, unter den rauen Bedingungen auf der Baustelle wird diese jedoch häufig schnell beschädigt, beispielsweise wenn der Expansionskopf aus größerer Höhe auf den Boden fällt oder ein harter Gegenstand auf den Expansionskopf fällt.Regular widening of a pipe end is therefore necessary in order to achieve a tight connection after inserting a connecting piece by pressing with a sliding or compression sleeve guided over the pipe end. However, these expansion heads have the disadvantage that to form a tight pipe connection after pressing (axial sliding of a sliding sleeve over the pipe end with a connecting piece inserted in it for a sliding sleeve connection or radial pressing of a pressing sleeve over a pipe end with a connecting piece inserted therein) the set needs a uniform cylinder surface of expanding jaws is required. This even cylinder surface is usually present when the expansion head is delivered, but under the rough conditions on the construction site it is often damaged quickly, for example if the expansion head falls to the ground from a great height or a hard object falls on the expansion head.
Damit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Expansionskopf zur Verfügung zu stellen der die Nachteile des Stands der Technik zumindest teilweise überwindet. Insbesondere sollen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Expansionskopfs über einen langen Zeitraum dichte Rohrverbindungen erzeugt werden können. Darüber hinaus soll der erfindungsgemäße Expansionskopf mit den derzeit auf dem Markt befindlichen Werkzeuge verwendbar sein.The present invention is therefore based on the object of providing an expansion head which at least partially overcomes the disadvantages of the prior art. In particular, it should be possible to produce tight pipe connections over a long period of time using the expansion head according to the invention. In addition, the expansion head according to the invention should be usable with the tools currently on the market.
Diese und andere Aufgaben werden durch einen Expansionskopf für Aufweitwerkzeuge für hohle Werkstücke, insbesondere für die Enden von Kunststoffrohren und Metall-Kunststoff-Verbundrohren, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Aufweitwerkzeug für hohle Werkstücke mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Expansionskopfes sind in den davon abhängigen Ansprüchen beschrieben. Die grundsätzliche Funktionsweise des erfindungsgemäßen Aufweitwerkzeuges entspricht dabei der Funktionsweise, wie sie im Zusammenhang mit den in der
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass der Erhalt einer gleichmäßigen und glatten Mantelfläche der Spreizbacken über einen langen Zeitraum zur Erzeugung dichter Rohrverbindungen beiträgt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch realisiert, dass der Expansionskopf im Bereich der Spreizbacken ein entsprechendes Schutzelement aufweist. Das Schutzelement ist von den Spreizbacken beabstandet, so dass das Einbringen der Spreizbacken in ein aufzuweitendes Rohrende und der dann folgende Aufweitprozess räumlich nicht behindert werden. Fällt der erfindungsgemäße Expansionskopf aus größerer Höhe auf einen harten Untergrund oder wird ein harter Gegenstand auf den erfindungsgemäßen Expansionskopf fallengelassen, hält das Schutzelement die mechanischen Einflüsse, die die Mantelfläche der Spreizbacken möglicherweise beschädigen könnten, von einem Einwirken auf die Spreizbacken ab. Da an der Mechanik des Expansionskopfes keine Adaptionen erforderlich sind, kann der erfindungsgemäße Expansionskopf mit den aktuell auf dem Markt befindlichen Werkzeuge eingesetzt werden.According to the present invention, it was recognized that maintaining a uniform and smooth jacket surface of the expanding jaws contributes to the creation of tight pipe connections over a long period of time. According to the invention, this is achieved in that the expansion head has a corresponding protective element in the area of the expanding jaws. The protective element is at a distance from the expanding jaws, so that the introduction of the expanding jaws into a pipe end that is to be expanded and the expansion process that then follows are not hindered spatially. If the expansion head according to the invention falls from a great height onto a hard surface or if a hard object is dropped onto the expansion head according to the invention, the protective element keeps the mechanical influences that could possibly damage the outer surface of the expanding jaws from acting on the expanding jaws. Since no adaptations are required to the mechanics of the expansion head, the expansion head according to the invention can be used with the tools currently on the market.
Dementsprechend liegt die vorliegende Erfindung in der Bereitstellung eines Expansionskopfes für Aufweitwerkzeuge für hohle Werkstücke, insbesondere für die Enden von Kunststoffrohren und Metall-Kunststoff-Verbundrohren, der eine Überwurfkappe mit einem Führungsflansch, und einen Satz von sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken, die jeweils einzeln durch einen Innenflanschsektor, der mit dem Führungsflansch überlappt, in der Überwurfkappe beweglich aufgenommen sind, wobei der Satz von sektorförmig ausgebildeten Spreizbacken zwischen einem geschlossenen Zustand und einem Expansionszustand beweglich ist und im geschlossenen Zustand durch die Außenwandung der Spreizbacken annähernd eine Zylindermantelfläche ausgebildet ist, umfasst, wobei sich der Expansionskopf erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass er weiter ein zumindest einseitig offenes Schutzelement umfasst, das beabstandet von den Spreizbacken angeordnet ist, wobei die offene Seite des Schutzelements im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse der Spreizbacken angeordnet ist. Darüber hinaus liegt die vorliegende Erfindung auch in der Bereitstellung eines Aufweitwerkzeugs für hohle Werkstücke, insbesondere für die Enden von Rohren aus Kunststoffen und aus mit Kunststoffen überzogenen Metallen, das einen erfindungsgemäßen Expansionskopf umfasst.Accordingly, the present invention is to provide an expansion head for expanding tools for hollow workpieces, in particular for the ends of plastic pipes and metal-plastic composite pipes, a cap with a guide flange, and a set of sector-shaped expanding jaws, each individually through an inner flange sector , which overlaps with the guide flange, are movably received in the cap, the set of sector-shaped expanding jaws being movable between a closed state and an expansion state and, in the closed state, approximately a cylinder jacket surface is formed by the outer wall of the expanding jaws, wherein the According to the invention, expansion head is characterized in that it further comprises a protective element which is open at least on one side and which is arranged at a distance from the expanding jaws, wherein the open side of the protective element is essentially orthogonal z ur longitudinal axis of the expanding jaws is arranged. In addition, the present invention also lies in the provision of an expansion tool for hollow workpieces, in particular for the ends of pipes made of plastics and of metals coated with plastics, which includes an expansion head according to the invention.
Dabei kann es sich als günstig erweisen, wenn sich das Schutzelement in Längsrichtung mindestens bis zum der Überwurfkappe abgewandten Ende der Spreizbacken erstreckt. Dadurch ist gewährleistet, dass die Spreizbacken über ihre gesamte Länge von die Oberfläche der Spreizbacken möglicherweise beschädigenden Einwirkungen mit ausreichender Sicherheit geschützt sind.It can prove to be advantageous if the protective element extends in the longitudinal direction at least as far as the end of the expanding jaws facing away from the cap. This ensures that the expanding jaws are protected with sufficient security over their entire length from effects that may damage the surface of the expanding jaws.
Ebenso kann es sich als günstig erweisen, wenn das Schutzelement im Querschnitt kreisförmig oder polygonal ausgebildet ist. Ein derartiger Aufbau des Schutzelements gewährleistet einen ausreichenden Abstand zwischen dem Schutzelement und den Spreizbacken, damit das Einbringen der Spreizbacken in ein aufzuweitendes Rohrende und der dann folgende Aufweitprozess räumlich nicht behindert wird. Bevorzugt sind die Ecken des Polygons bei einem polygonalen Querschnitt des Schutzelements abgerundet.It can also prove to be advantageous if the protective element is circular or polygonal in cross section. Such a construction of the protective element ensures a sufficient distance between the protective element and the expanding jaws so that the introduction of the expanding jaws into a pipe end that is to be expanded and the expansion process that then follows is not spatially hindered. In the case of a polygonal cross section of the protective element, the corners of the polygon are preferably rounded.
Es kann sich auch als nützlich erweisen, wenn das Schutzelement mindestens ein Sperrelement umfasst. Das mindestens eine Sperrelement ist bevorzugt an einem der Überwurfkappe abgewandten Rand des Schutzelements angeordnet. Durch das mindestens eine Sperrelement ist gewährleistet, dass eine Schiebehülse, die vor dem Aufweiten des Rohrendes über das Rohrende geschoben wurde, beim Aufweiten des Rohrendes nicht in Richtung des Aufweitwerkzeug rutscht und dort den Aufweitvorgang behindert. Diese Gefahr besteht insbesondere, wenn das Aufweitwerkzeug beim Aufweitprozess nach oben gerichtet eingesetzt werden muss. Dabei ist es bevorzugt, wenn das mindestens eine Sperrelement als nach innen gerichtete Stege und/oder als Sperrring ausgebildet ist. In besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Expansionskopfes ist das Schutzelement in Form von mindestens drei nach innen gerichteten Stege ausgebildet, insbesondere in Form drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn usw. nach innen gerichteten Stege. Besonders bevorzugt sind diese nach innen gerichteten Stege gleichmäßig über den Umfang des Schutzelements verteilt.It can also prove useful if the protective element comprises at least one blocking element. The at least one blocking element is preferably arranged on an edge of the protective element facing away from the cap. The at least one locking element ensures that a sliding sleeve, which was pushed over the pipe end before the pipe end was widened, does not slide in the direction of the widening tool when the pipe end is widened and hinder the widening process there. This danger exists in particular if the expansion tool has to be used in an upward direction during the expansion process. It is preferred here if the at least one locking element is designed as inwardly directed webs and / or as a locking ring. In particularly preferred embodiments of the expansion head according to the invention, the protective element is designed in the form of at least three inwardly directed webs, in particular in the form of three, four, five, six, seven, eight, nine or ten, etc. inwardly directed webs. These inwardly directed webs are particularly preferably distributed uniformly over the circumference of the protective element.
Diesbezüglich ist es besonders bevorzugt, wenn das mindestens eine Sperrelement eine Aufnahme bildet, in der eine Schiebehülse klemmend festlegbar ist. Dadurch ist gewährleistet, dass die Schiebehülse in einem definierten Abstand zu einem Aufweitbereich des erfindungsgemäßen Expansionskopfes gehalten wird. In bevorzugten Ausführungsformen weisen die Sperrelemente einen bestimmten Abstand relativ zueinander auf, so dass die Schiebehülse klemmend zwischen den einzelnen Sperrelementen gehalten werden kann. In this regard, it is particularly preferred if the at least one locking element forms a receptacle in which a sliding sleeve can be fixed in a clamping manner. This ensures that the sliding sleeve is held at a defined distance from an expansion area of the expansion head according to the invention. In preferred embodiments, the locking elements are at a certain distance from one another, so that the sliding sleeve can be held in a clamping manner between the individual locking elements.
Es kann auch hilfreich sein, wenn die Spreizbacken an ihrer der Überwurfkappe abgewandten Seite eine Verjüngung oder Fase aufweisen. Dadurch kann ein gleichmäßiger Übergang zwischen dem aufgeweiteten und dem nicht aufgeweiteten Teil des hohlen Werkstücks nach dem Aufweitvorgang erzielt werden.It can also be helpful if the expanding jaws have a taper or bevel on their side facing away from the cap. As a result, a uniform transition between the expanded and the non-expanded part of the hollow workpiece can be achieved after the expansion process.
Es kann auch bevorzugt sein, wenn das Schutzelement an der Überwurfkappe angeordnet ist. Dies führt zu einer einfachen Anordnung, bei der die Spreizbacken für den Aufweitvorgang zugänglich bleiben. Dabei ist es günstig, wenn das Schutzelement an der Überwurfkappe befestigt oder einstückig mit der Überwurfkappe ausgebildet ist.It can also be preferred if the protective element is arranged on the cap. This leads to a simple arrangement in which the expanding jaws remain accessible for the expansion process. It is advantageous if the protective element is attached to the union cap or is formed in one piece with the union cap.
Es kann auch bevorzugt sein, wenn das Schutzelement an seiner Mantelfläche mindestens eine Aussparung aufweist. Dadurch bleiben die Spreizbacken und während des Aufweitens das Rohrende, in das die Spreizbacken eingeschoben wurden, von außen erkennbar und zugänglich. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Mantelfläche mindestens zwei Aussparungen aufweist, insbesondere drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht Aussparungen. Besonders bevorzugt sind diese Aussparungen in Richtung der Längsachse der Spreizbacken mittig in der Mantelfläche des Schutzelements radial gleichmäßig über den Umfang der Mantelfläche verteilt.It can also be preferred if the protective element has at least one recess on its outer surface. As a result, the expanding jaws and, during the expansion, the pipe end into which the expanding jaws were inserted, remain recognizable and accessible from the outside. It is preferred here if the lateral surface has at least two cutouts, in particular three, four, five, six, seven or eight cutouts. Particularly preferably, these recesses are distributed in the direction of the longitudinal axis of the expanding jaws centrally in the jacket surface of the protective element, radially evenly over the circumference of the jacket surface.
Für das Schutzelement kommen als bevorzugte Materialien polymere Werkstoffe, wie beispielsweise Polypropylen, Polyamide, Polyphenylsulfon (PPSU), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyethersulfon (PES), Polysulfon (PSU), Polyphenylensulfid (PPS), AcrylnitrilButadien-Styrol-Copolymerisat (ABS), Polyoxymethylen (POM), Polyestercarbonat (PESC) und ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylester-Terpolymer), sowie Copolymere und Blends dieser Polymere, wobei diese Polymermaterialien auch faserverstärkt, insbesondere glasfaserverstärkt zum Einsatz kommen können, und/oder metallische Werkstoffe, wie beispielsweise Stahl, Edelstahl, Aluminium, Aluminium-Druckgusslegierungen, Zink-Druckgusslegierungen oder Aluminium-Zink-Druckgusslegierungen, und/oder Verbundmaterialien der genannten Werkstoffe, in Betracht.Preferred materials for the protective element are polymeric materials such as polypropylene, polyamides, polyphenylsulfone (PPSU), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethersulfone (PES), polysulfone (PSU), polyphenylene sulfide (PPS), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), Polyoxymethylene (POM), polyester carbonate (PESC) and ASA (acrylonitrile-styrene-acrylic ester terpolymer), as well as copolymers and blends of these polymers, whereby these polymer materials can also be fiber-reinforced, in particular glass fiber-reinforced, and / or metallic materials such as steel , Stainless steel, aluminum, aluminum die-cast alloys, zinc die-cast alloys or aluminum-zinc die-cast alloys, and / or composite materials of the materials mentioned.
Der erfindungsgemäße Expansionskopf, das erfindungsgemäße Aufweitwerkzeug sowie einzelne Teile davon können auch zeilenweise oder schichtweise unter Verwendung eines zeilenaufbauenden oder schichtaufbauenden Fertigungsverfahrens (z. B. 3D-Druck) hergestellt werden.The expansion head according to the invention, the expansion tool according to the invention as well as individual parts thereof can also be produced line by line or layer by layer using a line-building or layer-building manufacturing process (e.g. 3D printing).
Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen im Detail erläutert werden. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt sein soll. In den Figuren zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Expansionskopfs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
2 eine perspektivische Ansicht eines Expansionskopfs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
1 a perspective view of an expansion head according to an embodiment of the present invention; and -
2 a perspective view of an expansion head according to a further embodiment of the present invention.
In
Die Überwurfkappe
Um die Spreizbacken vor äußeren mechanischen Einflüssen zu schützen, weist der erfindungsgemäße Expansionskopf ein Schutzelement
Durch das Schutzelement
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit der weiteren, in
Der in
In besonders bevorzugten Ausführungsformen bilden die Sperrelemente
Voranstehend wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen im Detail erläutert, wobei diese Beispiele nicht als einschränkend aufgefasst werden sollen.The invention has been explained in detail above with reference to preferred embodiments, these examples not being construed as restrictive.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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