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Verfahren und Vorrichtung zum Befestigen von Anschlußteilen an Bauelementen
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Bautechnik und betrifft ein Verfahren zum
Aufpressen von Anschlußteilen auf die Spitzen oder einen mittleren Abschnitt von
Bauelementen wie kabeln, Stangen, Drähten und dgl. Außerdem betrifft die Erfindung
eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens, welche eine Extrudiermatrize
umfaßt.
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Anschlußteile für Drähte, Kabel, Stangen od. dgl. sind allgemein bekannt.
Diese Anschlußteile werden bisher im allgemeinen dadurch an gabeln befestigt, daß
man an einem Ende des Anschlußteiles eine Bohrung oder ein Loch mit einem Durchmesser
und einer Länge anbringt, welche das Einführen des Kabelendes in die Bohrung ermöglichen,
woraufhin man den Anschlußteil mit Hilfe einer Bormpresse mit einer Leistung von
mehreren hundert tonnen zusammenpreßt, so daß der Durchmesser der Bohrung verringert
wird und das Material des Anschlußstückes dabei zu fließen beginnt, bis das Anschlußstück
fest auf der Oberfläche des gabelend8"a;tzsaelbe durch Reibungsschluß festhält.
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Für den Fachmann ergibtsich daraus zwangsläufig die Schlußfolgering,
daß die Haltekraft und damit die Zugbelastbarkeit der derart hergestellten Verbindung
entsprechend der Größe des auf das Anschlußstück ausgeübten Preßdruckes zuninimt.
Man muß jedoch einen Kompromiß zwischen der Möglichkeit, durch einen hohen Preßdruck
eine große Kupplungsfestigkeit zu erzielen, und der beim Pressen des Anschlußstückes
erfolgenden Verringerung der Wandstärke des Anschlußstückes -bei steigendem Preßdruck
machen.
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Daher ist es allgemein notwendig geworden, eine genaue Berechnung
des zum Befestigen eines bestimmten Anschlußstückes an ein Bauelement wie ein-Kabel,
eine Stange, eiRraht od.
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dgl. erforderlichen Preßdruckes durchzufiibren-, weil bei geringem-Preßdruck
die Reibungskraft auch gering sein wird und die Kupplung dann nicht die nötige Zugfestigkeit
aufweist-, während andererseits bei zu hohen Preßdruck, selbst wenn die Reibungskraft
für eine gute Zugfestigkeit der Eupplung ausreichend ist, die Dicke der Wandstärke
des Anschlußstückes im Bereich der Kupplung stark verringert wird, was dazu führt,
daß die kristallografische Struktur bzw. das Gefüge des Materials des Änschlußstückes
an den stark verformten Stellen Risse erhalten kann, wodurch die Kupplung bzw.
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Verbindung vollständig unbrauchbar wird. Daher gibt es einen optimalen
Wert für die Preßkraft, um eine nahezu pErfekte Kupplung oder Verbindung zwischen
einem Anschlußstück und einem Bauelement wie einem Kabel, einer Stange oder einem
Draht zu erzielen, wobei bei Uberschreiten dieses Wertes die Kupplungsfestigkeit
durch Verdünnung der Haterialstärke verringert und bei Unterschreiten dieses Wertes
die optimale Kupplungsfestigkeit wegen einer zu geringen Reibungsbelastung oder
Reibungskraft zwischen den zu verbindenden Teilen nicht erreicht wird.
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Bekannte Maschinen zum Befestigen von Anschlußstücken an Bauelementen
wie Kabeln od. dgl. besitzen eine zweiteilige Borm oder Matrize, wobei die beiden
Natrizenteile halbzylinderförmlg ausgebildet sind und einer dieser Teile am bewegbaren
Teil und der andere am feststehenden- Teil der eine hohe Druckkraft abgebenden Presse
angebracht ist. Die Matrizenteile enthalten Vertiefungen, die einander ergänzen,
um gemeinsam auf das festzupressende Anschlußstück einzuwirken. Die Vertiefungen
oder Ausnehmungen der Natrizenteile bilden zusammen natürlich eine Öffnung mit einem
geringeren Durchmesser als der iusgangsdurchmesser des Anschlußstückes.
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Da diese Natrizenteile von beiden Seiten auf das Anschlußstück einwirken,
wird das Material des Anschlußstückes, wenn man unter hohem Druck arbeitet, aus
der Ausnehmung der Matrize in Richtung zu den flachen Abschnitten der Matrize ausgedrückt
werden, wodurch seitliche Vorsprünge in Form langgestreckter Grate oder Rippen auf
der Außenseite des am Bauelement angebrachten Anschlußstückes entstehen. Es dürfte
ohne weiteres erkennbar sein, daß die Elastizitätsgrenze des Materials in diesen
in Längsrichtung verlaufenden Graten oder Rippen leicht überschritten wird, wodurch
große Risse oder Sprünge entstehen können. Selbst wenn man(nach dem ersten Preßvorgang
das Anschlußstück um 90 ° verdreht, um einen weiteren Preßvorgangdurchzuführen,
und selbst wenn durch diesen weiteren Preßvorgang die Form des gepreßten Anschlußstückes
wieder korrigiert werden kann, ist es nicht mehr möglich, die durch den ersten Preßvorgang
geschwächte Zone wieder in Ordnung zu bringen. Vielmehr verbleibt durch die Risse
od. dgl. eine Schwächung des Anschlußstückes.
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Die vorstehend geschilderten Probleme bilden wahrscheinlich den größten
Nachteil der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Festpressen von Anschlußstücken
oder Fittings an
Bauelementen wie Kabeln, Stangen, Drähten od. dgl.1
und es dürfte ohne weiteres einzusehen sein, daß zum Vermeiden der geschilderten
Probleme ein hochgradig qualifizierter Irbeiter die Presse bedienen muß. Trotzdem
ist die Uberwachung bzw. Einhaltung der oben genannten Bedingungen sehr schwierig,
und man erreicht optimale Bedingungen sehr selten, so daß man häufig nur unvollständige
Kupplungen oder Verbindungen vorliegen hat.
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Andererseits kann die oben beschriebene Arbeitsweise nicht in einem
einzigen irbeitsschritt durchgeführt werden. Vielmehr muß man die aus dem anschlusstück
bzw. Fitting und dem Bauelement hergestellte Verbindung oder Baueinheit mehrmals
um ihre Längsachse verdrehen und immer wieder dazwischen einer Pressung unterwerfen,
bis der Durchmesser des anschluß stückes ausreichend verringert ist, daß das Anschlußstück
das Bauelement fest erfaßt. Es handelt sich hierbei also um eine verhältnismäßig
umständliche und schwierige Bearbeitungsweise, die es im allgemeinen notwendig macht,
das Festpressen der Anschlußstücke oder Fittings an Kabeln oder sonstigen Bauelementen
in einer Fabrik durchzuführen, weil einerseits die notwendigen Pressen verhältnismäßig
groß sind und andererseits das Drehen der zusammengesteckten Teile und das wiederholte
Pressen derselben mit einer etwas komplizierten und vorsugsweise automatisch arbeitenden
Einrichtung durchgefuhrt werden muß, d. h. man kann die für das Anbringen der Anschlußstücke
erforderlichen Vorrichtungen nicht ohne weiteres an einen Einsatzort für die mit
Anschlußstücken versehenen Bauelemente transportieren.
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Wegen der oben beschriebenen Nachteile und Schwierigkeiten hat man
lange nach einer einfachen transportierbaren Maschine gesucht, die keine komplizierte
Hilfsausrüstung benötigt und welche die Preßverbindung zwischen einem Anschlußstück
und einem Kabel od. dgl. in einem Arbeitsschritt durchführt,
ohne
irgendwelche Veränderungen des Gefüges oder der Bestigkeit des verwendeten Materials
hervorzurufen.
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Andererseits haben die Fachleute auf dem vorliegenden Gebiet auch
schon lange Zeit nach einer Kupplung oder Verbindung zwischen einem Anschlußstück
oder Fitting und einem Bauelement gesucht, welche nicht nur auf der Reibung zwischen
einem aufgepreßten Anschlußstück und einem Bauelement beruht, um somit die Notwendigkeit
hoher lnpreßdrücke zu vermeiden, welche die Wandstärke des aufgesetzten Anschlußstückes
verringern oder in anderer Weise das Material des Anschlußstückes oder des an demselben
angebrachten Bauelementes schwächen, und auf diese Weise eine Verbindung oder Kupplung
mit hoher Zugfestigkeit zu erzielen,ohne die Bestigkeit des im Bereich der Verbindung
oder Kupplung vorhandenen Materials zu schwächen oder in anderer Weise zu beeinträchtigen..
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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine brauchbare Möglichkeit
zu schaffen, in einem einzigen Arbeitsgang eine Preßverbindung zwischen einem Bauelement
wie einem Kabel od. dgl. und einem Anschlußstück oder Fitting herzustellen, welche
eine hohe Zugbelastbarkeit aufweist, ohne daß die Gefahr von Naterialbe schädigungen
oder Materialsebwachungen besteht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum
Restpressen von Verbindungstücken oder Fittings an Bauelementen wie Kabeln, Stangen
und Drähten vorgeschlagen, welches im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß
man das Anschlußstück oder Fitting auf um naguelement aufsteckt, diese beiden Teile
dann durch diezwischen zwei Extrudermatrizenteilen entgegengesetzt zur Extrusionsrichtung
hindurchführt, wodurch diese beiden sich einander ergänzenden Natrizenteile auseinanderbewegt
werden, woraufhin man
die beiden zusnsmengesetsten Teile mit Ililfe
einer axialen Kraft über eine Strecke extrudiert, die etwa gleich der Länge der
iW Anschlußstück befindlichen Bohrung ist, woran anschließend die Ertrusionskraft
aufgehoben und die Extrudermatrizenteile voneinander getrennt werden und man die
so zusammengepreßte Anordnung aus dem Anschlußstück und dem Bauelement in Richtung
zum Auslaßende der Matrizenteile entfernt.
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Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist sehr leicht durchzuführen, sehr
wirtschaftlich in der Anwendung und erfordert keine schweren Pressen, um Kupplungen
oder Verbindungen mit einem Widerstand oder einer Festigkeit zu schaffen, welche
mit denen vergleichbar ist, die man nach den bisher bekannten Verfahren mit Hilfe
von schweren Pressen herstellt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine sehr gerade verlsufende
Verbindung oder Kupplung mit Hilfe sehr einfacher Fuhrungseiarichtungen erzielt.
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Zur Verbesserung der Verbindung zwischen dem AxLschlußstück oder Bitting
und dem eingesteckten und festgepreßten Bauelement kann ein härteres material im
Berubrwlgsbereich zwischen dem lnschlußstück und dem Bauelement vorgesehen werden,
welches einen Scherfaktor erzeugt, um beide Teile zusanenzuhalt en.
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Weiterhin wird durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen
des vorgeschlagenen Verfahrens geschaffen, welche lnschlußstücke od. dgl. durch
einen Extrusionspreßvorgang an Bauelementen befestigt und zu diesem Zweck eine zweiteilige
EXtrusionsmatrize, einen hydraulischen Zylinder mit einem Arbeitskolben, ein Druck-
oder Schiebeelementlan dem Brbeitskolben, Einrichtungen zum lösbaren Halten der
Extrudermatrizenteile in ihrer Arbeitsstellung und Einrichtungen
zl
ntiernen der Extrudermatrizenteile aus ihrer Arbeitsstellung in eine voneinander
entfernte stellung, welche ein internen der extrudierten zusammengesetsten Teile
ermöglicht' aufweist.
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Durch die Erfindung wird also auch eine verbesserte Vorrichtung zum
Ertrusionspre s sen geschaffen, die mit verhältnismäßig geringem lrbeitsdrack lnschlußstücke
oder Fittings an Bauelementen wie Kabeln, Stangen und Drähten dauerhaft befestigt,
eine sehr einfache Bauweise besitzt, wirtschaftlich arbeitet und leicht zu befördern
ist, so daß man das erfindungßgemiBe Verfahren auch am Einsatzort der Kabel od.
dgl.
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mit an ihnen befestigten lnschlußstücken oder Fittings durchführen
kann.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nicht nur möglich, Anschlußstücke
oder Fittings an den Spitzen von Bauelementen zu befestigen, sondern es ist ebenso
möglich, diese Anschlußstücke oder Fittings an zwischen den Enden liegenden Stellen
der Bauelemente dauerhaft anzubringen, ohne daß die verwendeten Ertrudermatrizenteile
oder irgendwelche anderen Bauelemente der Vorrichtung verändert werden müßten.
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Gemaß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die vorgeschlagene
Vorrichtung mit Einrichtungen versehen, die es ermöglichen, die Extrudermatrizenteile
in einfacher Weise voneinander zu entfernen, um durch die Auslaßöffnung des Extruders
zusammengesetzte Anschlußstücke und Bauelemente einsetzen und entfernen zu können.
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Weiterhin wird durch die Erfindung eine Extruderanordnung sehr einfacher
Konstruktion zur Verwendung mit einer Vorrichtung der obengenannten Art geschaffen,
welche eine automatische Einstellung der Extrudermatrizenteile in ihre Extrusionsstellung
ermöglicht und gleichzeitig für das Entfernen
oder Auseinanderbewegen
der ttrudertatrizenteile sorgt, ohne daß man komplizierte Werkzeuge, falls überhaupt
notwendig, zus Durchführen dieser Bewegungen benötigt.
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Wie bereits oben gesagt, wird durch die Erfindung auch eine Verbindung
oder Kupplung zwischen einem Anschlußstück und einem in dasselbe eingesteckten Bauelement
geschaffen, deren Festigkeit nahezu ausschließlich von Scherkräften abhängt, die
auf ein zusätzlich eingefügtes Material oder eine zusätzlich eingefügte Zwischenschicht
ausgeübt werden, wobei dieses Material oder die Zwischenschicht härter als das material
des Anschlußstückes und/oder des an demselben zu befestigenden Bauelementes ist.
Die Scherbelastbarkeit des zusätzlich eingefügten Materials bzw. der Zwischenschicht
wird genügend hoch gewahlt, um eine sehr feste Kupplung oder Verbindung zu schaffen,
ohne daß ein größerer Druck auf das Anschlußstück bzw. Fitting ausgeübt werden müßte.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Ziele der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüche.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung und des mit diesen Vorrichtungen durchzuführenden Verzehren schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen senkrechten Teilschnitt durch eine Extrudervorrichtung
mit in dieselbe eingesetztem Kabel, auf dessen Ende ein Fitting aufgesteckt ist,
bevor eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Kabel und dem Fitting erzeugt wurde,
Fig.
2 einen Schnitt ähnlich wie in Fig. 1, wobei das Kabelende mit dem aufgesteckten
Fitting jedoch bereits teilweise durch die Extrusinnsöffnung der Extrudermatrizen
hindurchgedrückt worden ist, Fig. 3 einen Schnitt ähnlich wie in Big. 1 und 2, wobei
der Extrusionsvorgang zum Verbinden des Fittings mit dem Kabel ende vollständig
beendet und das Fitting dementsprechend fest auf das Kabelende gepreßt ist, Fig.
4 einen Schnitt ähnlich wie in Fig. 1 bis 3, wobei die Extrudermatrizenteile voneinander
gelöst und entfernt worden sind und das das Fitting tragende Kabelende aus dem Extruder
entfernt werden kann, Fig. 5 einen senkrechten Querschnitt einer der beiden Extrudermatrizenteile,
aus dem die verschiedenen Extruderabschnitte der Extruderbohrung besonders gut zu
erkennen sind, Pig. 6 eine Beitenansicht einer der Extrudermatrizenteile aus einer
gegenüber Fig. 5 um 90 ° versetzten Richtung gesehen, Pig. 7 eine Seitenansicht
der beiden einander ergänsenden Extrudermatrizenteile in derselben Richtung wie
Fig. 5 gesehen, woraus deutlich zu erkennen ist, wie die beiden Natrizenteile aneinander-gekuppelt
werden können, um eine gegenseitige axiale Verschiebung derselben Zu verhindern,
Fig.
8 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die in Fig. 7 dargestellten Extruderteile,
die fest aneinander befestigt sind und in dieserLage als ein Stück bearbeitet werden
können, Fig. 9 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten
tragbaren Vorrichtung zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens, in welches
ein Kabelende mit aufgestecktem Fitting untergebracht ist, die in der dargestellteh
Lage noch nicht durch Extrudieren aufeinandergepreßt worden sind, Big. 10 eine teilweise
geschnittene Seitenansicht eines Kabelendes und eines an demselben zu befestigenden
Fittings, woraus Einzelheiten aus dem'Inneren des Fittings zu erkennen sind, Fig.
11 eine ähnliche Seitenansicht wie in Fig. 10 einer etwas abgewaadelten lusführungsform
und Fig. 12 ein gegenüber Fig. 10 und 11 weiter abgewandeltes Ausführungsbespiel
fur die vorgesehene Verbindung zwischen einem Kabelende und einem Pitting.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß FigX 8 bis 8 wird ein kapselartiges
Fitting 10 mit einem Kabel 11 oder einem anderen Tragelement derart verbunden, daß
die Spitze 13 des Kabels 11 in ein Sackloch 14 des Fittings 10 eingesetzt und in
dem
Fitting aufrnnd einer PreßverbindunS, festgehalten wird. Die
für ie Kupplung vorgesehene Spitze 13 des Kabels 11 kann mit Hilfe einer Vielzahl
von schleifenden Partikeln 12 vorbehandelt worden sein, Jedoch ist die Anbringung
einer Zwischenschicht aus schleifenden Partikeln 12 nicht notwendig.
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Das Kabel 11 und das Fitting 10 werden in der in Fig. 1 erkennbaren
Weise zunächst zusammengesteckt und dann unter Einwirkung einer äußeren Kraft durch
die besonders geformte Öffnung 20 einer Matrize hindurchgedrückt, so daß das Ende
15 des Fittings 10 in der in Fig. 2 und 3 dargestellten Weise einen verringerten
Außendurchmesser erhält und dadurch fest auf der Spitze 19 des Kabels 11 aufliegt,
weil sich das Sackloch 14 schließt und somit das Kabel 11 nach und nach fest umfaßt,
wie insbesändere Fig. 2 zeigt, um somit eine feste Verbindung oder Kupplung zwischen
beiden Teilen zu erzielen.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Matrize besteht vorzugsweise
aus mehreren Matrizenabschnitten, vorzugsweise zwei Abschnitten, wie die in der
Zeichnung dargestellten Natrizenteile 17 und 18. Diese Natrizenteile 17 und 18 sind
in einem geeigneten Halter 16 untergebracht, der jede beliebige Form besitzen kann,
vorausgesetzt, daß er auch ein Trennen oder Auseinanderbewegen der Natrizenteile
17 und 18 im Betrieb ermöglicht.
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Zur Durchfiihrung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Spitze
13 des, Kabels 11 im Sackloch 14 des Fittings 10 in der in Fig. 1 dargestellten
Weise untergebracht und das Ganze dann durch die Öffnung 20 der Matrize zwangsweise
hindurchgeführt, bis die zurückgelegte Strecke ausreicht, um das Sackloch 14 vollständig
zu schließen oder zusammenzudrücken und damit die Spitze 13 des Kabels 11 im unteren
Ende 15 des Fittings 10 festzupressen. Die Anordnung besitzt dann die in Fig. 3
dargestellte Form,' so daß man den auf dieselbe
ausgeübten Druck
dadurch aufheben'kann, daß man die Matrizenteile 17 oder 18 aus der Öffnung 19 des
Halters 16 entfernt, wodurch der nichtbearbeitete Teil des Fittings 10 freigegeben
und das Kabel ende mit dem an ihm befestigen Fitting aus der Matrize entfernt werden
kann, nachdem die gewünschte vollständige Preßverbindung hergestellt worden ist.
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Um das erfindungsgemaRe Extrudierverfahren mit hohem Wirkungsgtad
und großer Wirtschaftlichkeit durchführen zu können, benötigt man eine Extrudieroberfläche
bzw. eine Matrizenseitenwand gemäß Fig. 5. Hier ist zu erkennen, daß die Seitenwand
bzw. Extrudieroberfläche der Matrize vielschichtig ist. Es ist lediglich der Matrizenteil
17 dargestellt, jedoch sei darauf hingewiesen, daß der Matrizenteil 18 eine Ergänzung
des Matrizenteils 17 bildet. Der Matrizenteil 17 besitzt zunächst eine flache Oberseite
22, die das Extrudierverfahren in keiner Weise beeinflußt. An diese flache Oberseite
22 schließt ein nach unten verlaufender gebogener Abschnitt 24 an, dessen grümmungsradius
etwa 1/5 so groß wie der Durchmesser der Extruderbohrung ist. Der Abschnitt 24 geht
in einen nach unten verlaufenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 25 über, dessen Mantelfläche
einen Winkel zur Längsachse der Extruderbohrung von etwa 11 bis 15 °, vorzugsweise
12 ° einschließt. Dieser kegelstumpfförmige Abschnitt 25 geht in einen zweiten kegelstumpfförmigen
Abschnitt 26 über, dessen Mantelfläche einen Winkel von etwa 6 bis 7,5 °, vorzugsweise
6 ° mit der Längsachse der Extruderbohrung einschließt und welche in-einen zylinderförmigen
Abschnitt 27 übergeht, d. h. einen Abschnitt, dessen Mantelfläche parallel zur Längsachse
der Extruderbohrung verläuft.
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Dieser zylinderförmige Abschnitt 27 ist der Abschnitt der Extruderbohrung
mit dem geringsten Durchmesser und entspricht dem gewünschten Enddurchmesser des
auf ein Kabel aufzupressenden Fittings.
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An den zylindrischen Abschnitt 27 schließt ein nach außen gebogen
verlaufender Abschnitt 28 an, welcher den von der Extruderbohrung auf das Fitting
10 ausgeübten Druck aufhebt und eine Ausnehmung 29 bildet, die ton einem nach innen
gebogen verlauf enden Abschnitt 30 am unteren Ende begrenzt wird. Diese Abschnitte
liegen jedoch alle im Abst-and von der Außenseite des zusannnengepreßten Endes 15
des Fittings 10.
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Schließlich ist noch ein Fuhrungsabschnitt 31 vorgesehen, der einen
0,2 bis 0,6 mm, vorzugsweise 0,4 mm größeren Durchmesser als der Abschnitt 27 der
Extruderbohrung aufweist, um ein Werfen des extrudierten Fittings zu verhindern,
wenn dasselbe durch den erweiterten Abschnitt der Extruderbohrung hindurchgeht.
Dieser Fübrungsabschnitt 31 endet an der Unterseite 23 der Matrize.
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Wenn man eine Extrudierfläche oder Entrudierbohrung der oben geschilderten
Art verwendet, kann das erfindungsgemäße Verfahren mit maximalem Wirkungsgrad durchgeführt
werden.
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Gleichzeitig ist es möglich, einen minimalen Druck anzuwen--den, um
die erforderliche Verringerung des Außendurchmessers des Fittings 10 zu erreichen
und das in demselben steckende Kabel festzupressen. Außerdem können sich die miteinander
verbundenen Teile wegen des Führungsabschnittes der Extruderbohrung nicht werfen,
weil dieser Führungsabschnitt die verbundenen Elemente tbade aus der Extruderbohrung
herausführt, so daß man eine aus Fig. 4 erkennbare Endform der verbundenen Elemente
erhält.
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Die erfindungsgemäßen Natrizenteile 17 oder 18 werden in eine kegelstumpfförmige
Öffnung 19 des Halters 16 eiBgesetzt, wobei der Neigungswinkel der Mantelfläche
der Öffnung 19 gegenüber der Längsachse derselben vorzugsweise etwa 20 bis 25 °
aus
einem weiter unten näher erläuterten Grunde beträgt.
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Die erfindungsgemäße zusammengesetzte Matrize ist im einzelnen am
besten aus den Fig. 6 bis 8 zu erkennen. Diese Matrize besitzt zwei Natrizenteile
17 und 18, wobei der Matrizenteil 17 einen an ihn angeformten Keil 38 und der Matrizenteil
18 eine in ihn eingeformte Nut 39 enthält, deren Querschnitt gleich dem des in diese
Nut passenden Keiles 38 entspricht.
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Sowohl der Keil 38 als auch die Nut 39 sind an den flachen Innenseiten
der Natrizenteile 18 bzw. 17 angebracht und dienen dazu, die beiden Matrizenteile
im Betrieb axial nicht gegenseitig verschiebbar miteinander zu verbinden, so daß
die Natrizenteile im Betrieb die gewünschte volle Matrize bilden. Außerdem soll
durch diese Anordnung jede Gefahr von Brüchen oder Beschädigungen behoben werden,
die durch den vom zu verformenden Ende 15 des Fittings 10 ausgeübten Gegendruck
entstehen kann. Daher ist die flache Innenwand 54 des Matrizenteiles 18 etwa in
der Mitte mit einem Keil 38 versehen, während die flache Innenwand 55 des Matrizenteiles
17 mit der entsprechenden Nut 39 versehen ist, welche den Keil 38 des anderen Matrizenteiles
aufnehmen kann.
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Die konische Mantelfläche 21 der erfindungsgemäßen Matrize verläuft
in einem Winkel zur Längsachse der Natrize, der genau mit dem Winkel der Mantelfläche
der Öffnung 19 des Halters 16 übereinstimmen muß, um einen genauen Sitz der Matrize
im Halter 16 zu gewährleisten, weil ein fehlerhafter Sitz bzw. unerwunschte Abstände
zwischen der Mantelfläche der Matrize und der Mantelfläche der Öffnung 19 des Halters
16 zu Brüchen oder Verformungen der Natrizenteile führen kann.
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Auch ist ein genauer Sitz der Matrize im Halter 16 notwendig, um seitliche
Grate am verformten Ende 15 des Fittings 10 zu verhindern, weil, wenn die Innenwände
54 und 55 der Natrizenteile im Abstand voneinander liegen, das Material des Fittings
10 im Bereich des verformten Endes 17 in die zwischen den
Innenwänden
54 und 55 verbleibenden Schlitze fließt, wodurch die unerwünschten Grate entstehen,
welche die Qualität des Endproduktes beeinträchtigen. -Die Oberseite 22 und die
Unterseite 23 der Matrize sind vollständig kreisförmig und flach. Im Betrieb liegen
diese Flächen deshalb in derselben Ebene mit der Oberseite und der Unterseite des
Halters 16, wie beispielsweise Fig. 1 bis 3 zeigen.
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Um die Herstellung und maschinelle Bearbeitung der. erfindungsgemäßen
Matrize zu ermöglichen, sind die Natrizenteile 17 und 18 mit Bohrungen 40 und 41
und mit denselben fluchtenden Gewindelöchern 42 und 43 versehen, um die Matrizenteile
17 und 18 mit Hilfe geeigneter Schrauben fest mitein-.
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ander verbinden zu können. Dadurch ist eine Bearbeitung der Matrize
bzw. eine Reparatur derselben ohne weiteres möglich.
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Die Schrauben werden nach Beendigung der Bearbeitung oder Reparatur
aus den Bohrungen 40 und 41 entfernt, d. h. im praktischen Betrieb sind die Natrizenteile
17 und 18 nicht zusammengeschraubt, wie Fig. 4 zeigt. Vielmehr werden sie lediglich
mit Hilfe des in die Nut 39 passenden Keils 38 in der Öffnung 19 des Halters 16
zusammengehalten.
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Der Neigungswinkel der Mantelfläche 21 der Matrize und der Mantelfläche
der Öffnung 19 des Halters 16 beträgt deshalb 20 bis 25 °, weil es so möglich ist,
die Natrizenteile 17 und 18, wenn der auf das Fitting 10 ausgeübte Druck auf gehoben
wird, durch Schnappwirkung in der Öffnung 19 des Halters 16 nach obei/Ubewegen und
somit in einen genügenden Abstand voneinander zu bringen, um dieselben aus dem Halter
16 zu entfernen und gleichzeitig das Fitting 10 aus der Matrize herauszunehmen,
welches mitsamt dem Kabel 11 nach unten aus dem Halter 16 herausgezogen wird.
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Wenn der Neigungswinkel der Nanteifläche 21 der Matrize und dementsprechend
der Mantelfläche der Öffnung 19 des Halters 16 kleiner als oben angegeben ist, schnappt
die Matrize nicht aus der Öffnung 19 des Halters 16 heraus, wenn der Arbeitsdruck
aufgehoben worden ist. Vielmehr verbleibt die Matrize praktisch selbsthemmend fest
in der Öffnung 19 und kann nur mit einem geeigneten Werkzeug aus dem Halter 16 entfernt
werden. Wenn andererseits der Neigungswinkel der Mantelflächen größer als oben angegeben
ist, besteht die Gefahr, daß die Matrizenteile schon während des Fxtrudiervorganges
aus der Öffnung 19 herausrutschen, weil die durch den Gegendruck der verformten
Fittings ausgeübten seitlichen Kräfte eine große axiale Komponente haben, wodurch
die Natrizenteile 17 und 18auseinandergedrückt werden und die oben angegebenen Nachteile
beim Extrudieren auftreten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann in jeder Maschine oder Vorrichtung
ausgeführt und die erfindungsgemäße Matrize kann auch in jeder dieser Maschinen
oder Vorrichtungen verwendet werden. Es wird jedoch nachstehend eine Vorrichtung
beschrieben, die zum Erzielen eines Endproduktes hoher Qualität mit maximalem Wirkuagsgrad
vorsusiehen ist.
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Die in Fig. 9 dargestellte Vorrichtung ist eine bevorzugte Ausführungsform
einer erfind11ngsgemaßen Vorrichtung, weil diese Vorrichtung ein einheitliches,
kompaktes, gut tragbares leicht zu handhabendes Gerät zum Durchführen des Preßvorganges
ist, der notwendig ist, um ein Anschlußstück an ein Bauelement in der erfindungsgemäßen
Weise zu befestigen.
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Das Gerät dieses Ausfuhrungsbeispieles der Erfindung besitzt einen
hydraulischen Zylinder 110 mit einem Einlaßstutzen 111 und einem Auslaßstutzen 112,
die über flexible -Schläuche oder Leitungen 113 bzw. 114 an eine nicht dargestellte
Quelle für
hydraulisches Druckmittel wie eine Pumpe angeschlossen
sind.
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Am unteren Ende des hydraulischen Zylinders 110 befindet sich ein
Gewinde 115 oder eine sonstige Einrichtung zum Anschließen eines weiteren Bauteiles.
Auf dieses Gewinde 115 ist ein Kupplungselement 116 aufgeschraubt, das an seinem
unteren Ende ein Außengewinde 117 trägt, mit dem das Gerät beispielsweise an einer
Werkbank, an einer senkrecht angeordneten Platte od. dgl., die nicht dargestellt
sind, befestigt werden kann. In das untere Ende des Kupplungselementes 116 ist ein
Natrizenhalter 118 eingeschraubt, der eine zentrale Öffnung besitzt, durch welche
ein Kabel 119 hindurchgeführt werden kann, an dem ein Anschlußteil oder ein Fitting
129 befestigt werden soll. Das Fitting kann am Kabel entweder am Einsatzort selbst
oder an einer Werkbank oder an einer Platte, die an jeden beliebigen Platz transportiert
werden können, angebracht werden.
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Der bei dieser Ausführungsform der Erfindung verwendete hydraulische
Zylinder 110 ist ein Zylinder bekannter Bauart, beispielsweise ein Zylinder, der
von der Firma Applied Power Industries, Inc., unter dem Namen "Enerpac" vertrieben
wird.
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Der hydraulische Zylinder 110 besitzt ein hydraulisches Zylindergehäuse
mit einer axialen Durchgangsbohrung 127, in welcher ein hohler ringförmiger Tauchkolben
126 verschiebbar sitzt. Am oberen Ende des Tauchkolbens 126 ist ein geeigneter Treibkopf
127 befestigt, der eine derartige Größe und Form besitzt, daß er über jedes zu verwendende
Fitting 129 gesteckt werden kann. Das in Fig. 9 dargestellte Fitting 129 besitzt
an seinem äußeren Ende ein Außengewinde 190, so daß auf das Fitting eine Mutter
oder ein sonstiges Eupplungselement aufgeschraubt werden kann.
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Am unteren Ende des Tauchkolbens 126 ist ein Führungseinsatz 131 mit
Preßsitz angebracht, welcher eine zylindrische Form mit einem nach außen überstehenden
Flansch aufweist. Dieser
Führungseinsatz 131 kann jedoch entsprechend
den verarbeiteten Fittings 129 abgeändert werden, denn dieser Führungseinsatz muß
lediglich so ausgebildet sein, daß er die Fittings führt, um ein Werfen derselben
aufgrund der vom Treibkopf 128 auf die Fittings ausgeübten Druckkräfte zu verhindern,
wenn der Tauchkolben 126 nach unten bewegt wird.
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Das Kupplungselement 116 ist mit einem Innengewinde 134 versehen,
welches auf das Gewinde 115 des hydraulischen Zylinders 110 paßt, so daß das Kupplungselement
116 an den Zylinder 110 angeschraubt werden kann. Das Kupplungselement 116 ist als
Hohlkörper ausgebildet und enthält einen nach innen vorstehenden ringförmigen Flansch
133 mit einer zentralen Öffnung, durch welche der Tauchkolben 126 hindurchgehen
kann.
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Dieser ringförmige Flansch 133 dient als obere Anlage für eine Schraubenfeder
132', die mit ihrem unteren Ende auf der Oberseite von im Natrizenhalter 118 untergebrachten
Matrizenteilen 138 und 139 aufliegt.
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Der Natrizenhalter 118 ist kegelstumpfförmig ausgebildet und mit Hilfe
eines Gewindes 136, beispielsweise eines Spindelgewindes, in eine nach unten vorstehende
zylindrische Verlängerung 135 des Eupplungselementes 116 eingeschraubt.
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Innerhalb des eingeschraubten Natrizenhalters 118 befindet sich eine
timer 137, welche die Schraubenfeder 132 aufnimmt und eine Bewegung derselben und
der Natrizenteile 138 und 139 zuläßt. Die Natrizenteile 138 und 139 bilden eine
Extruderöffnung 140, durch welche das Fitting 129 hindurchgedrückt werden kann,
um dasselbe zu extrudieren und dabei auf das Kabel 119 zu pressen.
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Das bei dieser Ausführungsform der Erfindung vorgesehene Eupplungselement
kann entsprechend den jeweils zu erwartenden Betriebsbedingungen zahlreiche verschiedene
Formen aufweisen und auch die verschiedensten Größen im Vergleich zum
hydraulischen
Zylinder 110 und zum Matrizenhalter 118 besitzen.
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Der erfindungsgemäße Natrizenhalter 118 besitzt einen oberen zylinderförmigen
Abschnitt 145 mit einem Außengewinde 146, welches vorzugsweise ein schnell zu öffnendes
Gewinde ist, um den Natrizenhalter schnell am übrigen Gerät anbringen und auch wieder
von demselben entfernen zu können. Der zylinderförmige Abschnitt 145 enthält die
Kammer 137 und nimmt dementsprechend die Schraubenfeder 132 auf. Am unteren Ende
der Kammer 137 enthält der Natrizenhalter 118 eine horizontal verlaufende Schulter
150, die normalerweise in derselben Szene wie die Oberseiten der Natrizenteile 138
und 139 liegt.
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Die Natrizenteile 138 und 139 sind den oben beschriebenen Natrizenteilen
praktisch gleich und sitzen innerhalb einer kegelstumpfförmigen Öffnung 149 des
Natrizenhalters. Die Schraubenfeder 132 ist kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei
das untere Ende, welches auf den Natrizenteilen 138 und 139 aufliegt, einen geringeren
Durchmesser als das obere Ende aufweist, welches sich gegen die Unterseite des Flansches
133 abstützt.
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Da alle Arbeitsgänge des erfindungsgemäßen Verfahrens bei dem in Fig.
9 dargestellten Gerät durch die Etruderöffnung 140 ausgeführt werden müssen, ist
es notwendig, die durch Extrusion verbundenen teile auch durch diese Extruderöffnung
140 zu entfernen. Zu diesem Zweck muß man die Natrizenteile 138 und 139 von außerhalb
des Gerätes aus ihrer Ertrusionslage entfernen können.
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Ein besonders bevorzugtes Ausdrückwerkzeug zum Entfernen der Natrizenteile
138 und 139 aus der Betriebsstellung besteht in einer zylinderförmigen Verlängerung
157 des Natrizenhalters 118, die ein Innengewinde 158 enthält und in die ein zylinderförmiger
Stopfen 155 eines Ausstoßwerkzeuges 156
eingeschraubt werden kann.
Dieses Ausstoßwerkzeug 156 besitzt die Form einer mit Außengewinde versehenen Hülse
und trägt am äußeren Ende einen radial vorstehenden Flansch.
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Dieses Ausstoßwerkzeug 156 bildet einen mit dem Gerät ständig verbundenen
Teil und ist somit besonders brauchbar, weil man kein gesondertes Werkzeug benötigt,
welches verlegt werden oder verlorengehen kann. Mit dem Ausstoßwerkzeug 156 können
die Natnzenteile 138 und 139 einfach dadurch aus ihrer Arbeitsstellung entfernt
werden, daß man das Ausstoßwerkzeug 156 einfach von Hand oder mit Hilfe eines geeigneten
Schraubenschlüssels od. dgl. tiefer in den Natrizenhalter 118 hineindreht, wodurch
die Natnzeirteile 138 und 139 aus der Öffnung 149 herausgehoben werden. Wenn man
das Ausstoßwerkzeug 156 hingegen in der Verlängerung 157 zurückdreht, drückt die
Schraubenfeder 132 die Natrizenteile 138 und 139 wieder in ihre normale Betriebsstellung
zurück.
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Das vorstehend beschriebene Gerät kann auch so gebaut werden, daß
es in Längsrichtung in zwei Hälften zerlegbar ist, wenn es notwendig sein sollte,
ein Anschlußstück oder Fitting an einem mittleren Abschnitt des Kabels anzubringen,
um die Notwendigkeit zu vermeiden, das Gerät über die gesamte Länge des Kabels zu
schieben, bis der gewünschte Anschlußpunkt erreicht ist. In diesem Falle können
die Bauteile des Gerätes mit Hilfe von jedem beliebigem Befestigungselement wie
Bändern od. dgl. zusammengehalten werden.
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Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß durch die Erfindung
ein sehr vereinfachtes Verfahren zum Aufpressen von Fittings od. dgl. auf Bauelemente
wie Kabel usw. und auch eine sehr verbesserte Vorrichtung zum Durchführen dieses
Extrudierverfahrens geschaffen wird, so daß es nicht mehr notwendig ist, nacheinander
mehrere Preßvorgänge durchzuführen, was mit den bisher bekannten Verfahren zum Festpressen
von Fittings auf Kabeln mit Hilfe von gegeneinander bewegbaren
Preßbacken
erforderlich ist. Die mit der Erfindung erzielten Verbesserungen sind auch sehr
wichtig zum Erzielen einer gleichförmigen Qualität des verpreßten Materials, weil
die Extruderöffnung der Matrize während des gesamten Preßvorganges einen konstanten
Querschnitt behält, während es bei den bekannten Verfahren üblich ist, die Matrizenteile
immer wieder zu öffnen und zu schließen, und es ergibt sich.
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durch die vorliegende Erfindung der weitere Vorteil, daß das am Kabel
zu befestigende Anschlußstück mit einem nur verhältnismäßig geringen Druck durch
die einen konstanten Querschnitt aufweisende Extruderöffnung extrudiert wird, ohne
daß hierbei übermäßige Verformungen des Anschlußstückes oder Fittings entstehen,
die zu Rissen und Gefügebeschädigungen des Materials des Anschlußstückes oder Fittings
führen können.
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Andererseits ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung gut
tragbar und kompakt ausgebildet, so daß man das erfindungsgemäße Verfahren am Einsatzort
der anzubringenden Kupplungen oder Verbindungen ausführen kann, ohne daß komplizierte
Hilfsgeräte notwendig wären.
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Obwohl die Erfindung benutzt werden kann, um ein AnschluB-stück an
ein Kabel od. dgl. mit genügend festem Druck anzuschließen, ohne daß irgendwelche
Vorbereitungen notwendig wären, um eine derartige Friktions- oder Reibungskupplung
zu erzielen, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Spitze
13 des Kabels 11 oder die Innenwand des im Fitting 10 befindlichen Sackloches 14
in geeigneter Weise präpariert, um ein Verrutschen der Verbindung während des Extrudiervorganges
zu verhindern und um eine Verbindung zu schaffen, die fast ausschlieBlich durch
Scherbeanspruchung bzw. Scherkraft hält. Beispiele für, eine derartige Vorbereitung
der Spitze 13 des Kabels 11 bzw. des Sackloches 14 des Fittings 10 sind aus den
Fig. 10 bis 12 zu ersehen.
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Hierbei kann die Spitze 17 des Kabels 11 mit einem dünnen Überzug
aus Klebstoff versehen werden, auf den man eine Schicht aus schleifenden Partikeln
12 anbringt, wie Fig.
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10 zeigt. Fig. 11 zeigt, daß man diese Klebstoffschicht und die Auflage
aus abschleifenden Partikeln 12 auch an der Innenwand des Sackloches 14 des Fittings
10 anbringen kann, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn man das abschleifende
Material bereits in der Fabrik anbringt, um somit vorgefertigte Anschlußstücke oder
Fittings vertreiben zu können, die am Einsatzort sofort ohne jegliche weitere Vorbereitung
auf ein Kabelende aufgebracht werden können. Derartige vorbereitete Fittings können
verwendet werden, um sehr feste Verbindungen oder Kupplungen zu erzielen, die ausschließlich
aufgrund von Scherkräften halten, wodurch die Zugfestigkeit der Verbindung oder
Kupplung sehr verbessert wird.
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Schließlich zeigt Fig. 12 noch eine Möglichkeit zur Vorbereitung eines
Kabels 11, die darin besteht, daß man eine Schraubenfeder 122 oder eine entsprechende
Drahtwicklung auf dem Ende 13 des Kabels 11 anbringt, bevor das Fitting 10 aufgesteckt
und befestigt wird. Auch in diesem Falle ist es möglich, die Schraubenfeder 122
122 statt auf der Spitze 13 des Kabels 11 im Sackloch 14 des Fittings 10 unterzubringen,
um somit ein vorgefertigtes Fitting liefern zu können, das am Einsatzort keine besonderen
Vorbereitungsarbeiten mehr erfordert.
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Die einzige Bedingung ist, daß das die Zwischenschicht bildende Material,
beispielsweise die schleifenden Partikel 12 oder die Schraubenfeder 122, härter
als das Material des Kabels 11 und des Fittings 10 ist, so daß dieses Material der
Zwischenschicht in die beiden miteinander zu verbindenden Teile beim Extrusionspreßvorgang
eingebettet wird, so daß also praktisch eine formschlüssige Verbindung entsteht.
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Die Kombination des erfindungsgemäßen Extrudierverfahrens mit der
vorherigen anbringung einer Zwischenschicht aus harterem Material gemäß Fig. 10
bis 12 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, weil man hierdurch
sehr feste Kupplungen oder Verbindungen erhält, die eine enorm erhöhte Zugfestigkeit
aufweisen, ohne daß ein übermäßig großer äußerer Druck erforderlich wäre, um das
Fitting 10 von außen um das Kabel 11 zu pressen.
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Patentansprüche: