DE2552607A1 - Handwerkzeug zum aufweiten von rohrleitungsenden - Google Patents
Handwerkzeug zum aufweiten von rohrleitungsendenInfo
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- B21D41/026—Enlarging by means of mandrels
Description
'Handwerkzeug zum Aufweiten von Rohrleitungsenden"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Handwerkzeug zum Aufweiten von Rohrleitungsenden, bestehend aus einem Gehäuse
und einem in diesem Gehäuse unter dem Einfluß einer äußeren Kraft längsbeweglich gelagerten, verjüngten Dorn sowie aus
einem konzentrisch zum Dorn - mit dem Gehäuse auswechselbar verbindbaren Gehäuseansatz, in dem mehrere Spreizbacken
mit einer Außenfläche in Form von Zylindersektoren unter dem Einfluß des Dorns radial verschiebbar und aus
dem Gehäuseansatz herausragend gelagert sind, wobei die zum Dorn hinweisenden Kanten der Spreizbacken mit einer dem
Dornende entsprechenden Ausnehmung versehen und die Spreizbacken zweiteilig ausgeführt sind und aus Innensektoren mit
Führungsflansch sowie auf die Innensektoren aufgesetzten
Außensektoren bestehen. 7 η ο ö '; 9 / fl 1 Q'fi
Handwerkzeuge der vorstehend beschriebenen Art dienen dazu, Rohrleitungsenden um ein solches Maß aufzuweiten, daß
in sie ein Rohrende ursprünglich gleichen Durchmessers einführbar sind. Auf die gleiche Weise werden auch sogenannte
Schiebemuffen hergestellt, d.h. Rohrstücke, die zwischen
zwei bereits fest montierten Rohrleitungsteilen eingesetzt werden sollen. Ein derartiges Handwerkzeug wird vornehmlich
im Heizungs- und Installationswesen eingesetzt.
Ein derartiges Handwerkzeug gehört zum Stande der Technik
(DT-OS 1 752 461). Bei ihm wird die Längsverschiebung des im Gehäuse gelagerten Dorns dadurch bewirkt, daß auf die
dem kegelförmig verjüngten Ende des Dorns gegenüberliegende Stirnfläche ein Exzenter zur Einwirkung gelangt, der mit
einem Hebel mit Handgriff in Verbindung steht. Ein zweiter Hebel mit Handgriff ist fest mit dem Gehäuse verbunden,
so daß die gesamte Vorrichtung die Form einer Zange hat, aus der das kegelförmige Ende des Dorns zentrisch zu einem Schraubgewinde seitlich herausragt.
Mittels des Schraubgewindes ist ein auswechselbarer Gehäuseansatz mit Spreizbacken der vorstehend beschriebenen
Art mit dem Gehäuse verbindbar. Beim Zusammenpressen der Hebel bzw. der Handgriffe wird der Dorn in die Ausnehmung
der Spreizbacken hineingepreßt und treibt diese radial auseinander. Ein auf den Spreizbacken befindliches Rohrleitungsende
wird dadurch um ein entsprechendes Maß aufgeweitet und gestattet das Einführen eines nicht aufgeweiteten
Rohrendes. Es versteht sich, daß je nach Material- und Wandstärke des Rohres beträchtliche Spreizkräfte erforderlich
sind, die durch entsprechende Hebellänge bzw. Übersetzung auf ein erträgliches Maß gesenkt werden.
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forderlich, damit mit demselben Gehäuse Gehäuseansätze
mit unterschiedlichem Außendurchmesser der Spreizbacken verbunden werden können. Der Handwerker ist somit je nach
den möglichen Anwendungsfällen gezwungen, unter Umständen einen ganzen Satz unterschiedlicher Gehäuseansätze mitzuführen.
Die Palette an Gehäuseansätzen, die der Hersteller derartiger Handwerkzeuge zu fertigen hat, ist
in aller Regel noch wesentlich größer, und reicht von Außendurchmessern von 10 mm bis zu solchen von 100 mm
und darüber. Hierdurch wird die Lagerhaltung sehr verteuert.
Einstückige Spreizbacken derartiger Handwerkzeuge \\>erden
beispielsweise zunächst in Form eines Vollzylinders hergestellt, der nachfolgend eine koaxiale Ausnehmung erhält,
die dem verjüngten Ende des Dorns entspricht. Ein umlaufender radial abstehender Flanschrand dient der
Führung in dem Gehäuseansatz. Der mit der Ausnehmung und dem Flanschrand versehene Zylinder wird sodann in
beispielsweise sechs gleichgroße Sektoren zerschnitten, und zwar durch ein Sägeblatt nicht unerheblicher Dicke,
da das durch den Sägevorgang entfernte Material den Platz für das radiale Zusammenschieben der im Kreis angeordneten
Spreizbacken bietet. In diesem Zustand, der auch als Kleinststellung bezeichnet wird, lassen sich
die Spreizbacken in ein unaufgeweitetes Rohrleitungsende einführen und unter dem Einfluß des Dorns bei
gleichzeitiger Aufweitung des Rohrendes spreizen, bis die Spreizbacken diejenige Stellung erreicht haben, die
dem ursprünglichen Vollzylinder entspricht. Gleichwertig sind auch z.B. Feingußteile, die unter Wahrung der vorstehenden
geometrischen Verhältnisse hergestellt werden.
Der Gehäuseansatz hat dabei beispielsweise die Form einer
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rotationssymmetrischen Schraubkappe mit einer koaxialen
Bohrung von kleinerem Durchmesser als der Innendurchmesser der Schraubkappe. Die Spreizbacken werden in der
Weise in den Gehäuseansatz eingesetzt, daß der Flanschrand bzw. Führungsflansch auf der ebenen, die Bohrung
umgebenden Fläche aufliegt, während die Spreizbacken mit ihren Aufweiteflächen durch die Bohrung nach außen
vorstehend hindurchgeführt sind. Die Bohrung ist hierbei stets größer als die Hüllfläche der- Sektoren im
Zustand maximaler Spreizung (Größtstellung). Der Außendurchmesser
des Gehäuseansatzes ist dabei noch um ein beträchtliches Maß größer. Mit der Herstellung eines
solchen Gehäuseansatzes ist eine erhebliche Zerspannungsarbeit verbunden, die stark verteuernd auf das Handwerkzeug
wirkt.
Ein beträchtlicher Nachteil liegt jedoch in dem hohen
Gewicht derartiger Gehäuseansätze mit Spreizbacken begründet. Es wurde bereits weiter oben ausgeführt, daß
der Handwerker in aller Regel mehrere Gehäuseansätze mit sich führen muß. Dazu kommt, daß das Gewicht mit
steigendem Rohrdurchmesser erheblich zunimmt, wobei auch die Länge der Handgriffe der maximal möglichen Betätigungskraft
entsprechend gewählt werden muß. Hierdurch ergeben sich zwar günstige Übersetzungsverhältnisse
im Hinblick auf die Betätigungskraft zum Aufweiten selbst, der schwere Gehäuseansatz des zangenförmigen Handwerkzeugs
liegt jedoch am jenseitigen Ende der Handgriffe und läßt sich bei Spreizbacken für größe Rohrdurchmesser
mit einer Hand nur noch sehr schwer in das Rohrleitungsende einführen. Die Schwierigkeiten wachsen noch, wenn das Handwerkzeug
mit mehrstufigen Spreizbacken für eine Vielzahl von RohrdurchmeBsern ausgeführt ist, da der Durch-
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messer des Gehäuseansatzes stets größer ist als der Außen
durchmesser der maximalen Spreizfläche.
Man hat bereits versucht, die Notwendigkeit der Vorratshaltung einer breiten Palette von Gehäuseansätzen zu vermeiden
und die Universalität des Systems dadurch zu steigern, daß die Spreizbacken gemäß den einleitenden
Ausführungen zweiteilig ausgeführt wurden. Die Außensektoren wurden dabei durch eine Ringfeder zu einem
losen Kranz zusammengefaßt, der auf den Satz Innensektoren
aufgeschoben werden konnte. Durch verschiedene Sätze von unterschiedlich dicken Außensektoren könnten
somit verschiedene Rohrdurchmesser aufgeweitet werden. Eine axiale Arretierung der Außensektoren auf den Innensektoren
wurde dabei durch eine ringförmige Feder-Nut-Verbindung erreicht, die Außensektoren konnten sich jedoch
in Umfangsrichtung frei auf den Innensektoren bewegen. Dies führte zu einer Verschiebung der Trennfugen,
so daß zusätzlich zur Verformungsarbeit des Rohres noch die erheblichen Reibungskräfte zwischen Innen- und Außensektoren
zu überwinden waren. Vor allem aber trat eine einseitige Ansammlung der Außensektoren unter Bildung
übergroßer Trennfugen auf der gegenüberliegenden Seite auf, was zu einer unzulässigen Abweichung der Rohrform
vom Kreisquerschnitt führte. Man hat daher diese Ausführung später nicht mehr verwendet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Handwerkzeug der eingangs beschriebenen Gattung in der Weise
zu verbessern, daß die Universalität des Systems durch austauschbare Außensektoren gesteigert wird und daß
gleichzeitig optimal kreisrunde Querschnitte an aufgeweiteten Rohren durch minimal mögliche Betätigungskräfte
erzielt werden.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Handwerkzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch, daß die Außensektoren den Innensektoren einzeln jeweils kongruent und unverrückbar aberauswechselbar
zugeordnet sind.
Durch die vorstehend angegebene Maßnahme läßt sich eine Vielzahl von Vorteilen erreichen: Zunächst einmal können
die Innensektoren lediglich im Hinblick auf die erforderlichen Festigkeitseigenschaften gegenüber Biegemomenten
und Verschleiß durch Dornreibung ausgelegt und aus einem hochwertigen Stahl hergestellt werden. Hierdurch
läßt sich ein sehr kleiner Außendurchmesser der gesamten Innensektoren erreichen, der einen ebenfalls entsprechend
klein dimensionierten Gehäuseansatz zuläßt. Die Aus Gehäuseansatz und Innensektoren bestehende Baugruppe
kann beispielsweise in dieser Form in großen Stück zahlen vorrätig gehalten werden. Es ist jedoch möglich,
die Innensektoren mit entsprechend angepaßten Außensektoren der unterschiedlichsten Außendurchmesser nachträglich
zu versehen, wobei deren Außendurchmesser den Außendurchmesser des Gehäuseansatzes erreichen und sogar
übersteigen kann. In dem zuletzt genannten Falle können die Außensektoren sogar den Gehäuseansatz mindestens teil
weise umgreifen. In größerer Stückzahl brauchen somit lediglich die unterschiedlichen Außensektoren vorrätig
gehalten zu werden, die zu dem aus eine, geringwertigeren Werkstoff hergestellt werden können. Auch eine nachträgliche
Umrüstung durch den Handwerker am Arbeitsplatz ist jederzeit möglich, so daß sich das Gesamtgewicht der
mitzuführenden Werkzeugteile beträchtlich verringert. Ein wesentlicher Vorteil liegt jedoch in der Unmöglichkeit
eines Verschiebens der Außensektoren auf den
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-r-
Innensektoren nicht nur in axialer sondern auch in Umfangsrichtung, so daß weder die Trennfugen der Innensektoren
verdeckt werden (höhere Betätigungskräfte) noch eine einseitige Anhäufung der Außensektoren auf
dem Umfang (unrunde Rohrquerschnitte) möglich ist.
Wegen der Kongruenzbedingung haben die Außensektoren den gleichen Öffnungswinkel wie die Innensektoren und
werden zweckmäßig auf die gleiche Weise hergestellt, wie oben angegeben, nämlich durch einen Trennvorgang
eines Rotationskörpers.
Die Befestigung der Außensektoren auf den Innensektoren mittels radialer Schrauben läßt sich in vorteilhafter
Weise dazu verwenden, am aufgeweiteten Rohrende nach innen gerichtete Warzen zu erzeugen, die eine Zentrierung
des einzuführenden Rohrendes bewirken und einen gleichmäßigen Kapillarspalt für das Einbringen von Lötmaterial
herbeiführen. Dies geschieht dadurch, daß die Außenfläche der Schraubenköpfe in den Außensektoren vertieft
angeordnet werden. Die Vertiefung kann dabei auf wenige Zehntel Millimeter beschränkt werden, da die sich beim
Aufweitevorgang bildenden Warzen sehr flach sind.
Es ist weiterhin vorteilhaft, die Außensektoren an ihrem dem Gehäuseansatz zugekehrten Ende mit einem umlaufenden
Ringwulst zu versehen, dessen Außendurchmesser in der Kleinststellung größer ist als der Innendurchmesser des
aufzuweitenden Rohres. Auf diese Weise wird verhindert, daß das aufzuweitende Rohr über das Ende der Spreizflächen
hinaus geschoben wird, wodurch beim Aufweitevorgang am Rohrende ein verengter Rand entsteht, der das Abziehen des Rohres von den Spreizbacken erschwert, wenn
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AO
nicht gar unmöglich macht.
Beim Erfindungsgegenstand wird die äußere Kraft bevorzugt
durch eine Betätigungsspindel mit Ratschenmechanismus aufgebracht, da hierdurch die für den vergrößerten
Spreizbackendurchmesser erforderlichen hohen Betätigungskräfte durch Übersetzung leichter aufgebracht werden
könnent wobei auch die Möglichkeit des Zwangsrückzuges des Dorns von besonderem Vorteil ist.
Gleichfalls besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Dorns als Pyramidenstumpf (Dreikant bis Achtkant oder
mehr), da hierdurch eine absolut flächige Auflage der
Berührungsflächen bei allen Dornstellungen erreicht und ein Abkippen und erhöhter Verschleiß der Innensektoren
sicher vermieden werden.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, deren
Funktion und Einzelteile seien nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 3 näher beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 einen Axialschnitt durch ein Handwerkzeug mit davor angeordnetem, aufschraubbereitem
Gehäuseansatz mit Spreizbacken,
Figur 2 einen vergrößterten Schnitt analog Figur
durch den Gehäuseansatz mit zwei Varianten von Außensektoren und deren Befestigungsmittel
und
durch den Gegenstand gemäß Figur 2.
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-r-
In Figur 1 ist mit 10 ein Gehäuse bezeichnet, welches im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist,
und an seinem unteren Ende ein Gewinde 11 aufweist. Das Gehäuse 10 ist mit einem radial abstehenden, seitlichen
Hebel 12 versehen, der an seinem nicht dargestellten Ende einen Handgriff trägt. Im Gehäuse Io befindet
sich ein koaxiales Gewinde 13, in dem eine Betätigungsspindel 14 gelagert ist. Die Spindel 14 besitzt
einen verjüngten Dorn 15, welcher aus dem Gehäuse 10 herausragt. Der Dorn 15 hat die Form einer
schlanken Sechskantpyramide und einen Fortsatz 16, der mit radialem Abstand in eine Bohrung 17 in der Gewindespindel
14 eingreift. Die Kraftübertragung erfolgt über eine Kugelfläche 18, so daß alle notwendigen
Freiheitsgrade für eine unabhängige Bewegung von Spindel 14 und Dorn 15 gegeben sind. Eine Sicherung
gegen Herausfallen und die Zwangsrückführung des Dorns werden durch einen mit genügend Spiel eingebrachten
Sprengring 18 bewirkt.
Das andere Ende der Spindel 14 ist mit einem Vierkant versehen, der über einen Ratschenmechanismus 20 mit
einem zweiten Hebel 21 in Verbindung steht, der an seinem nicht dargestellten Ende ebenfalls einen Handgriff
trägt.
Der Hebel 21 kann in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene geschwenkt werden, wodurch sich - je nach Einstellung
des Ratschenmechanismus - die Spindel 14 und mit ihr der Dorn 15 einwärts oder auswärts bewegen. Ein
einstellbarer Endanschlag wird durch die gegeneinander windschief spreizbaren Gewinderinge 14a und 14b gebildet.
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Ein mit dem bisher beschriebenen Vorrichtungsteil verbindbarer Gehäuseansatz ist mit 22 bezeichnet. Er besteht aus
einer Hülse 23 mit einem Innengewinde 24, welches mit dem Außengewinde 11 verschraubbar ist. Die Hülse 23 besitzt
im unteren Teil eine eingestochene Ringnut 25 und.eine Bohrung 26, die zur Aufnahme von sechs Spreizbacken
dient, von denen in der Zeichnung jedoch nur drei sichtbar sind. Die Spreizbacken bestehen jeweils aus einem
Innensektor 28 und einem Außensektor 29, die eine gemeinsame zylindrische Berührungsfläche 30 aufweisen.
Die Befestigung erfolgt lösbar auf eine in Figur 2 näher dargestellte Weise. Es ist erkennbar, daß der
Außendurchmesser der Außensektoren 29 größer ist als der Durchmesser der Bohrung 26 in der Hülse 23.
Die Außensektoren besitzen eine zylindrische Außenfläche 31, die auch als Aufweitefläche bezeichnet werden kann,
wobei sich jedoch in der dargestellten Position die Zylinderflächen aller Spreizbacken nicht zu einem Zylinder
ergänzen. An ihrem im Innern der Hülse 23 liegenden Ende besitzen die Innensektoren 28 einen Führungsflansch
32 mit einer umlaufenden Ringnut, in die eine auf dem Umfang geteilte Ringfeder 33 eingelegt ist. Unter dem
Einfluß dieser Feder werden die Spreizbacken in der dargestellten Position gehalten.
Die Innensektoren 28 weisen an den nach innen gerichteten
Kanten Ausnehmungen 34 auf, deren Form dem Dorn 15 entspricht, also im vorliegenden Falle eine Hohlpyramide
ist. Beim Einführen des Dorns 15 in die Ausnehmung 34, werden die Spreizbacken 27 in radialer Richtung gespreizt,
wobei das über die Spreizbacken geschobene, nicht dargestellte Rohrleitungsende um ein entsprechendes Maß
aufgeweitet wird.
709822/01 θ!"
Die Außensektoren 29 sind an ihrem der Hülse 23 zugekehrten
Ende mit einem umlaufenden Ringwulst 35 versehen, dessen Äußendurcfemesser in der gezeigten Kleinststellung
größer ist als der Innendurchmesser des aufzuweitenden Rohres.
In Figur 2 sind gleiche Teile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugszeiebea versehen. In der linken Hälfte ist ein
Außensektor 29 dargestellt f dessen Aufweitefläche 31
mit Ausnahme des Ringwtilstes 35 zylindrisch ausgeführt
ist. Die Befestigung erfolgt mittels zweier Innensechskantsehrauben
37, die in radialer Richtung durch den Außensektor 28 versehraubt sind. Die nicht näher bezeichneten
Außenflächen der Schraubenköpfe sind um ein geringes Maß vertieft angeordnet t so daß sich ein aufgeschobenes
Rohr 38 an diesen Stellen unter Bildung sogenannter, nach innen gerichteter Warzen 39 leicht verforsst,
während der Aufveitevorgang durchgeführt wird.
In der rechten Hälfte von Figur 2 ist einen Außensektor 29*
dargestellt, der mit zwei stufenförmig angeordneten Aufweiteflächen
31* versehen ist« Es ist zu erkennen, daß die Aufweitefläche 11 größten Durchmessers die Hülse
auf einem Teil ihrer Länge übergreift. Hiermit ist der zusätzliche Vorteil verbunden, daß der Kräfteverlauf
zwischen dem Dorn 15 und der Aufweitefläche 31* praktisch ausschließlich in radialer Richtung verläuft, so daß
die schlanken Innensektoren 28 (mit identischen Abmessungen)
praktisch nicbt auf Biegung beansprucht werden. Eine derartige Anordnung ist bei der herkömmlichen
Ausbildung der Spreizbacken nicht möglich.
In Figur 3 sind die Spreizbacken 2? in Spreizstellung gezeigt, im der die zylindrischen Oberflächen bzw. Auf-
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weiteflächen 31 in einer Zylinderfläche liegen. Diese
Zylinderfläche entspricht dem Außendurchmesser eines Zylinders, aus dem die Äußensektoren hergestellt worden
sind. Dabei wurde durch ein Sägeblatt entsprechender Stärke eine Trennfuge der Stärke "s" erzeugt, die den
erforderlichen Raum für das Zusammenschieben der Spreizbacken liefert«
Ätis den Figuren 2 und 3 ist erkennbar, daß die Innensektoren
27 Eit Atißensektoren 29 bzw. 29* unterschiedlicher
Gestalt und Abmessungen bestückt werden kann, wobei gegebenenfalls lediglich die Länge der Schrauben
entsprechend zu wählen ist. Die Lage der Schrauben ist In Figur 3 nicht dargestellt. Die Schraubenachsen verlatifen
in der Winkelhalbierenden der Sektoren 28 bzw.
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709322/Oiök
Leerseite
Claims (7)
- Ansprüche:f 1. !Handwerkzeug zum Aufweiten von Rohrleitungsenden, be-—stehend aus einem Gehäuse und einem in diesem Gehäuse unter dem Einfluß einer äußeren Kraft längsbeweglich gelagerten verjüngten Dorn sowie aus einem konzentrisch zum Dorn mit dem Gehäuse auswechselbar verbindbaren Gehäuseansatz, in dem mehrere Spreizbacken mit einer Außenfläche in Form von Zylindersektoren unter dem Einfluß des Dorns radial verschiebbar sind und aus dem Gehäuseansatz herausragend gelagert sind, wobei die zum Dorn hinweisenden Kanten der Spreizbacken mit einer dem Dornende entsprechenden Ausnehmung versehen und die Spreizbacken zweiteilig ausgeführt sind und aus Innensektoren mit Führungsflansch sowie auf die Innensektoren aufgesetzten Außensektoren bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Außensektoren (29) den Innensektoren (28) einzeln jeweils kongruent und unverrückbar aber auswechselbar zugeordnet sind.
- 2. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außensektoren (29) auf den Innensektoren (28) mittels radialer Schrauben (37) befestigt sind, wobei die Außenfläche der Schraubenköpfe in den Außensektoren vertieft angeordnet sind.
- 3. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außensektoren (29) den Gehäuseansatz (22) mindestens teilweise umfassen.
- 4. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außensektoren (29*) mit mehreren, stufen-709822/01 08ORIGINAL INSPECTED2552förmig angeordneten Aufweiteflächen (31f) versehen
sind. - 5. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außensektoren (29) an ihrem dem Gehäuseansatz (22) zugekehrten Ende mit einem umlaufenden
Ringwulst (35) versehen sind, dessen Außendurchmesser in der Kleinststellung größer ist als der Innendurchmesser des aufzuweitenden Rohres (38). - 6. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (15) koaxial mit einer im Gehäuse (lo)
gelagerten Betätigungsspindel (14) in "Verbindung
steht und daß zwischen dem Hebel (21) und der Spindel ein Ratschenmechanismus (2o) angeordnet ist. - 7. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (15) als Pyramidenstumpf ausgeführt ist
und daß die Ausnehmung (34) in den Innensektoren (28) als komplementäre Hohlpyramide gestaltet ist.7098 22/0108
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