DE2612694A1 - Spreizdorn - Google Patents

Description

16 57 5 60/ko

HOWARD ASA PETTEYS, Durand, Michigan 48429, USA

Spreizdorn

Die Erfindung betrifft einen Spreizdorn, insbesondere zum Zentrieren dünnwandiger Rohre wie etwa Auspuffschalldämpfer und Auspuffendrohre.

Es es bekannt, Spreizdorne zur Beseitigung störender Mulden, Beulen und dgl. in dünnwandigen Rohren wie etwa Auspuffschalldämpfern und Auspuffendrohren bei deren Montage einzusetzen. Derartige Spreizdorne sind beispielsweise aus den US-PSen 2 672 175 und 3 077 916 bekannt. Diese bekannten Spreizdorne weisen jedoch den Nachteil auf, daß die auf die miteinander verbundenen Bauteile der Spreizdorne aufgebrachten Spreizkräfte unregelmäßig wirken, wodurch die Spreizsegmente od. dgl. im Werkstück verdreht oder verkantet werden können. Außerdem ist es bei diesen bekannten Spreizdornen schwierig, sie wieder in ihre ungespreizte Ruhestellung zurückzuführen, wenn auf den Dorn übermäßig große Kräfte aus-

609841 /Q765

geübl wurden und diesen über die Nutzspreizweite hinaus überspreizt haben, was zu einem Verlust an Zeit und Arbeitskraft und zu erhöhten Kosten für den Benutzer des Spreizdornes führt, um ein solches verdrehtes, verkantetes und/oder überspreiztes Werkzeug aus dem Werkstück herauszubringen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß ein Spreizwerkzeug mit einem zylindrischen Spreizkörper geschaffen, welcher sich dadurch auszeichnet, daß wenigstens acht am Umfang verteilt angeordnete getrennte Spreizsegmente eine sich durch den Spreizkörper hindurch erstreckende Axialbohrung begrenzen, daß an den Spreizsegmenten eine Federeinrichtung zur Halterung der Spreizsegmente in einer aufweitbaren gegenseitigen Lage vorgesehen ist, daß die Spreizsegmente jeweils in Längsrichtung verlaufende und radial nach innen geneigte ebene Stützflächen an jedem Ende aufweisen, daß sich ein Betätigungsglied durch die Axialbohrung hindurch erstreckt, welches einen Gewindeabschnitt und einen glatten Schaftabschnitt aufweist, welcher an gegenüberliegenden Enden des Spreizkörpers vorgesehen sind, daß eine auch als Überlastkupplung wirksame Spreizeinrichtung einen ersten Spreizkeil aufweist, der auf dem Gewindeabschnitt des Betätigungsgliedes aufgeschraubt ist und wenigstens acht in gleichen Winkelabständen liegende pyramidenförmige Flächensegmente aufweist, die gegeneinander durch acht in gleichen Winkelabständen angeordnete konische Flächensegmente abgeteilt sind, wobei die pyramidenförmigen Flächensegmente des ersten Spreizkeiles an den ebenen Stützflächen an einem Ende der Spreizsegmente anliegen, und einen zweiten Spreizkeil aufweist, der gleitbeweglich am Umfang des Schaftabschnittes des Betatigungsgliedes angeordnet ist und wenigstens acht in gleichen Winkelabständen voneinander liegende pyramidenförmige Oberflächensegmente aufweist, die von wenigstens acht in gleichen Winkelabständen liegenden konischen Flächensegmenten gegeneinander abgeteilt sind, wobei die pyramidenförmigen Flächensegmente des zweiten Spreizkeiles an den ebenen

609841/0765

Stüt7flächen des anderen Endes der Spreizsegmente anliegen.

Die konischen Flächensegmente zwischen den pyramidenförmig zueinander angeordneten ebenen Flachensegmenten der beiden Spreizkeile wirken als Überlast- oder Rutschkupplung, welche eine Relativdrehung der Spreizkeile gegenüber den Spreizsegmenten des zylindrischen Spreizkörpers ermöglichen, wenn ein vorbestimmtes Drehmoment zur Drehung des Betätigungsgliedes gegenüber dem zylindrischen Spreizkörper überschritten wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aufführungsbeispieles anhand der Zeichnung, insbesondere in Verbindung mit den Ansprüchen.
Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäJ3en Spreizdornes,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Spreizdorn gemäß Fig. 1 , ebenfalls in der Ruhestellung, wobei einige Abschnitte weggebrochen dargestellt sind,

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 einen Querschnitt gemäß Linie 4-4 in Fig. 2,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Spreizdorn wie Fig. 2, jedoch in der Spreizstellung und

Fig. 6 einen Querschnitt gemäß Linie 6-6 in Fig. 5.

Wie die Zeichnung veranschaulicht, weist ein Spreizwerkzeug oder Spreizdorn 10 einen länglichen, gleichförmig zylindrischen Spreizkörper 12 und ein Betätigungsglied 14 auf. Der Spreizkörper 12 des Spreizdornes 10 ist aus einer Mehrzahl von untereinander ähnlichen oder gleichen Spreizsegmenten 16 zusammengesetzt, die aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material bestehen können, welches die auftretenden Kräfte aufnehmen kann. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind acht

6098 41/0765

2617.694

Spreizsegrnente 16 eingesetzt. Im Bedarfsfall kann eine größere Anzahl von Spreizsegmenten 16 verwendet werden. Jedes der Spreizsegmente 16 weist Stirnwände 18 und 20 sowie radial auswärts divergierende ebene Seitenwände 22 und 24, eine radial innere Wand 26 und eine konvexe Außenwand 28 auf. Die Spreizsegmente 16 begrenzen in ihrer in der Zeichnung veranschaulichten montierten Darstellung eine Bohrung 30, die sich axial durch den Spreizkörper 12 erstreckt. Die einander gegenüberliegenden Enden der Spreizsegmente 16 sind mit sich in Längsrichtung nach innen erstreckenden, radial einwärts geneigten ebenen Wänden oder Stützflächen 32 und 34 versehen, welche in der dargestellten montierten Lage winkelig angeordnete ebene Keilflächen bilden und innere pyramidenstumpfartige Ausnehmungen an jedem Ende des Spreizkörpers begrenzen, wobei die Stützflächen 32 und 34 in die Innenwände 26 übergehen, welche die Bohrung 30 begrenzen.

Das Betätigungsglied 14» welches ebenfalls aus Stahl oder einem anderen geeigneten starken Werkstoff bestehen kann, ist erheblich länger ausgebildet als der Spreizkörper 12, wobei sich ein Abschnitt des Betätigungsgliedes durch die Bohrung 30 mit Spiel gegenüber den Wänden 26 erstreckt, welche die Bohrung 30 begrenzen. Das Betätigungsglied 14 weist ein langgestrecktes Griffteil 36 an seinem einen Ende auf, welches vorzugsweise hexagonalen oder anderen, nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweist, um das Ansetzen eines Drehschlüssels zu erleichtern und auch eine geeignete einstellbare Positionierung des Spreizdornes in einem Schalldämpfer oder einem Endrohr zu erleichtern. Das Betätigungsglied 14 weist weiterhin einen vergleichsweise kurzen, glatten Schaftabschnitt 38 auf, welcher sich in der Nachbarschaft des Griffteiles 36 nach innen erstreckt, und einen vergleichsweise langen Außengewindeabschnitt 40, wobei sich der Schaftabschnitt 38 und der Gewindeabschnitt 40 durch die Bohrung

809841/0765

26 17694

mit Abstand gegenüber den Wänden 26, die die Bohrung 30 begrenzen, erstrecken und sich das äußere Ende des (Jewindeabschnittes 40 über das Ende des Spreizkörpers 12 an der dem Griffteil 36 gegenüberliegenden Seite hinaus erstreckt.

Eine Schraubendruckfeder 42 ist in der Bohrung 30 um den Schaftabschnitt 38 und dem Gewindeabschnitt 40 des Betätigungsgliedes 14 herum angeordnet und ist mit Spiel in der Bohrung 30 gelagert. Ein Paar von im wesentlichen pyramidenstumpf förmi gen Spreizkeilen 44 und 46 ist um den Gewindeabschnitt 40 bzw. den Schaftabschnitt 38 des Betätigungsgliedes 14 herum an gegenüberliegenden Enden des Spreizkörpers angeordnet. Die Spreizkeile 44 und 46 weisen jeweils Außenenden 48 auf, die im Durchmesser bzw. in den Querabmessungen größer als der Durchmesser der Bohrung 30 sind, sowie Innenenden 50, die im Durchmesser bzw. den Querabmessungen kleiner als der Durchmesser der Bohrung 30 sind. Jeder der Spreizkeile 44 und 46 ist mit acht ebenen Keilflächen 52 versehen, deren Umriß im wesentlichen trapezförmig ausgebildet sind und die Segmente der Oberfläche einer Pyramide bilden und derart geneigt angeordnet sind, daß sie als Spreizflächen die ebenen Stützflächen 32 und 34 an den gegenüberliegenden Enden des Spreizkörpers 12 passend abstützen. Die Kantenbereiche der keilförmigen Spreizflächen 52 sind weich über einen gerundeten Abschnitt mit dem jeweils benachbarten Kantenbereich der benachbarten Keilfläche verbunden, so daß die im Winkelabstand voneinanderliegenden, pyramidenartigen Flächensegmente 52 über ihre gesamte Länge durch im Winkel voreinanderliegende Segmente von konischen Oberflächen 54 getrennt sind, wie dies in Fig. 1 zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt ist, wobei die Spreizflächensegmente 52 glatte, ebene Oberflächenteile sind, während die Oberflächen 54 konvex ausgebildet sind und beispielsweise einen Radius von 0,25 mm aufweisen können. Durch diese Ausbildung

809841/0765

ist eine Überlast- oder Rutschkupplung geschaffen, welche die Spreizkeile 44 und 46 gegenüber den Spreizsegmenten 16 durchrutschen läßt und eine Relativdrehung der Spreizkeile gegenüber den Spreizsegmenten ermöglicht, wenn ein zu starkes Drehmoment auf das ßetätigungsglied 14 ausgeübt wird, so daß eine Überspreizung des Spreizdornes und ein Verspannen oder Verdrehen der Spreizsegmente gegeneinander vermieden ist. Der Spreizkeil 46 ist bevorzugt kürzer als der glatte Schaftabschnitt 38 des Betätigungsgliedes 14 und weist eine glatte Bohrung 56 auf, durch die hindurch sich der Schaftteil 38 erstrecken kann, während.der Spreizkeil 44 eine Bohrung 58 mit Innengewinde aufweist, die auf den Außengewindeabschnitt 40 des Betätigungsgliedes 14 aufgeschraubt ist.

Um den Spreizkörper 12 wieder zu kontrahieren und hierzu die Spreizsegmente 16 radial nach innen gegeneinander zu drücken und ein Auseinanderfallen des Spreizkörpers 12 zu vermeiden, ist eine Kontraktionsfeder vorgesehen, die nach dem vorliegenden Ausführungsbeispxel federnde und dehnbare O-Ringe 60 und 62 aufweist, welche aus Öl-Fett- und hitzebeständigem Werkstoff bestehen und in nach innen geneigten Aufnahmenuten 64 und 66 in den Stirnwänden 18 bzw. 20 jedes der Segmente 16 gelagert sind. Die Aufnahmenuten 64 und 66 fluchten in ihrer Kurvenform mit den Spreizsegmenten 16, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Durch diese Ausbildung sind die Außenflächen oder Außenwände 28 der Spreizsegmente 16 frei von Störungen und über ihre gesamte Länge glatt. Es liegt auf der Hand, daß andere Kontraktionsfedern vorgesehen sein können,, um ein Auseinanderfallen des Spreizkörpers 12 zu vermeiden. So könnten beispielsweise O-Ringe oder kreisförmige Federschnüre in miteinander fluchtenden Ringnuten in den Außenflächen 28 der Spreizsegmente zwischen deren Enden angeordnet sein.

Im Bedarfsfall kann das Griffteil 36 mit einer Querbohrung versehen sein_B die in nicht näher dargestellter Weise einen

603841/0765

Querstab od. dgl. aufnehmen kann, um so das Aufbringen des Drehmomentes auf das Hetätigungsglied 14 zu erleichtern.

Zur Benutzung des Spreizdornes werden die erläuterten Bauteile in der aus den Fig. 1 bis 4 ersichtlichen Weise montiert, wonach der Spreizkörper 12 in ein dünnwandiges rohrförmiges Werkstück wie etwa einen Auspuffschalldämpfer oder ein Auspuffendrohr eingeführt wird. Sodann wird ein Drehmoment auf das Betätigungsglied 14 ausgeübt, so daß die Spreizkeile 44 und 46 durch die Schraubverbindung zwischen dem Außengewindeabschnitt 40 des Betätigungsgliedes 14 und dem Spreizkeil 44 gegeneinander gezogen werden. Bei dieser Gegeneinanderbewegung der Spreizkeile 44 und 46 stellen die komplementären, ebenen, passenden Keilflächen 32, 34 und 52 sicher, daß die Spreizkräfte gleichförmig und gleichmäßig auf jedes der Segmente 16 übertragen werden, um so eine gleichmäßige Umfangsspreizung des Spreizkörpers 12 herbeizuführen, wie dies in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht ist, ohne daß dabei ein gegenseitiges Verdrehen von Spreizsegmenten 16 auftritt, welche zu einem Verkanten oder Verklemmen des Werkzeuges führen könnten.

Wenn die beiden Spreizkeile 44 und 46 aufeinander zu bewegt werden, so nehmen deren innere Enden 50 die Enden der Schraubenfeder 42 in Längsrichtung mit und drücken die Feder 42 zusammen. Die Länge der Feder 42 ist so gewählt, daß ihre Windungen in voll zusammengedrücktem Zustand aufeinandertreffen und so einen festen Anschlag bilden, der vermeidet, daß die Spreizkeile soweit in die Bohrung 30 eindringen, daß eine Überspreizung des Spreizkörpers 12 über den nutzbaren Spreizbereich des Werkzeuges hinaus erfolgen kann. Die Feder 42 begrenzt somit die Bewegung der Spreizkeile in das Innere des Spreizkörpers 12 hinein, wenn bei einer Weiterbewegung eine Überspreizung aufträte.

809841/0765

Wenn der Spreizdorn 10 aus dem Inneren des Werkstückes entnommen werden soll, so wird das Betätigungsglied 14 im Gegensinn gedreht, worauf die Feder 42 die Spreizkeile 44 und 46 in Längsrichtung der Bohrung 30 radial nach außen drückt und dabei die haltenden Reibungskräfte zwischen den Oberflächen und den Spreizkeilen 44 und 46 überwindet. Die erfindungsgemäße Ausbildung unterstützt somit auch die Kontraktion des Spreizkörpers und die einfache Entnahme des Spreizdornes aus dem Werkstück, und verhindert weiterhin jegliches Verklemmen oder Verkanten des Spreizdornes im Werkstück.

603841/Q765

Claims (4)

1. 2617694

   I¹!! tut: UaMJii nie ho

   (1.!Spreizdorn mit einem zylindrischen Spreizkörper, der aus einer Mehrzahl von am Umfang verteilt angeordneten Spreizsegmenten besteht, die eine sich durch den Spreizkörper erstreckende axiale Bohrung begrenzen, mit einer an den Spreizsegmenten zur Lagesicherung der Segmente in ihrer spreizbaren Lage gehaltenen Pedereinrichtung, mit einem sich durch die Bohrung erstreckenden Betätigungsglied und mit Spreizkeilen, die in gleichen Winkelabständen liegende pyramidenartige Flächensegmente aufweisen, welche an sich in Längsrichtung erstreckenden und radial nach innen geneigten ebenen Stützflächen an beiden Enden jedes Segmentes angreifen, wobei eine Relativbewegung der Spannkeile aufeinander zu zu einer Spreizung des Spreizkörpers führt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens acht Spreizsegmente (16) vorgesehen sind, daß das Betätigungsglied (14) einen Gewindeabschnitt (40) und einen glatten Schaftabschnitt (38) an den gegenüberliegenden Enden des Spreizkörpers (12) aufweist, daß einer der Spannkeile (44) vollständig in den Gewindeabschnitt (40) des Betätigungsgliedes (14) eingreift und der zweite Spannkeil (46) gleitbeweglich am Schaftabschnitt (38) des Betätigungsgliedes (14) angeordnet ist, daß jeder Spannkeil (44, 46) acht in gleichen Winkelabständen liegende pyramidenartige Flächensegmente (52) aufweist, die durch acht in gleichen Abständen liegende konische Flächensegmente (54) voneinander getrennt sind, und daß die pyramidenförmigen Plächensegmente (52) der Spreizkeile (44, 46) an den ebenen Stützflächen (32, 34) an den gegenüberliegenden Enden der Spreizsegmente (16) angreifen.
2. 2. Spanndorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubendruckfeder (42) um das Betätigungsglied (14) herum in der Bohrung (30) angeordnet ist, welche die Spannkeile (44, 46)

   809841/0765

   auseinanderdrückt.
3. 3. Spreizdorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (42) eine solche Länge aufweist, daß sie als Anschlag zur Begrenzung der Bewegung der Spannkeile (44, 46) aufeinander zu dient.
4. 4. Spreizdorn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (14) einen langgestreckten Griffabschnitt (36) aufweist, der an einem Ende des Spreizkörpers (12) herausragt.

   £09 84 1 /'0 7 65