DE2827774A1

DE2827774A1 - Maschine zum falz-verbinden von zwei teilen

Info

Publication number: DE2827774A1
Application number: DE19782827774
Authority: DE
Inventors: Hiralal V Patel
Original assignee: Weatherhead Co
Current assignee: Weatherhead Co
Priority date: 1977-07-07
Filing date: 1978-06-24
Publication date: 1979-01-25
Also published as: FR2396602A1; ZA782949B; JPS5418463A; DE2827774C2; MX146688A; FR2396602B1; CA1094920A; GB1586414A; ES470954A1; BE868717A; JPS5744421B2; IT1108160B; US4118970A; BR7803277A; IT7868604A0

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine der im Oberbegriff von Anspruch 1 und/oder 6 genannten Art.

Es ist eine große Vielfalt von Falz-Verbindungsmaschinen (crimping machines) zum radialen Deformieren eines Metall-Endverbundstücks zum dauerhaften Befestigen desselben an einem flexiblen Schlauch bekannt. Eine solche Maschine ist in dem US-Patent 3 742 754 offenbart. Diese bekannte Maschine benutzt einen hydraulischen Stößel oder Kolben, der auf eine Platte (gaging plate einwirkt, um eine aus mehreren Segmenten bestehende Klemm- oder Preßform (crimping die) in einen konischen Sockel zu stoßen. Die in diesem Patent gezeigte Platte ist reversibel bzw. umsteuerbar, um die Größe der axialen Bewegung der Mehrfachsegmentform relativ zu dem zugeordneten Sockel zu verändern.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer zweckmäßigen, insbesondere bezüglich des Falz- oder Klemmdurchmessers einstellbaren, Maschine zum Falz-Verbinden von zwei Teilen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Maschine der genannten Art erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen 1 einer· seits lind 6 andererseits aufgeführten Merkmale aus. Weitere Merkmale ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Die vorliegende Erfindung wendet sich somit von dem Stand der Technik ab und beinhaltet eine Maschine zum Falz-Verbinden von zwei Teilen, die einen stationären Sockel und eine Preß- bzw. Klemmform aufweist, welche in bezug auf "den Sockel axial bewegt wird, um ein Werkstück einem Falz-Verbindungsvorgang zu unterwerfen. Ein hydraulisches Betätigungsorgan zum Bewegen der Form relativ zu dem Sockel enthält einen Zylinder, eine ein Ende desselben verschließende Endplatte und einen in dem Zylinder verschiebbaren Kolben. Der Zylinder sowie die Endplatte und der Kolben bilden zusammen eine volumenvariable Druckkammer.

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Eine hydraulische Pumpe bildet eine Fluidleistungsquelle für die Maschine, und ein Kanal in der Endplatte verbindet die Pumpe mit der Druckkammer. Ein Ventilglied in dem Kanal ist zwischen einer diesen öffnenden Öffnungsposition und einer den Kanal verschliessenden Schließposition bewegbar. Eine mechanische Verbindungsstange ist fest an einem Ende des Ventilgliedes angebracht und in einstellbarer Weise an dem anderen Ende des Kolbens befestigt. Durch diesen Aufbau führt eine Bewegung des Kolbens in einer von der Endplatte abweisenden Richtung zu einem Bewegen des Ventilgliedes in Richtung zu seiner Schließposition zum Verschließen des Kanals.

Die Verbindungsstange ist mit dem Kolben verschraubt, so daß eine Drehung der Verbindungsstange die Distanz zwischen dem Ventilglied und dem Kolben ändert. Hierdurch wird die Kolbenposition geändert, an der die Vorbewegung des Kolbens beendet ist, und zwar durch Schließen bzw. Unterbrechen des Fluidstroms von der Pumpe über den Kanal zu der Druckkammer. Ein Ventilschaft dient zum drehbaren Einstellen der Verbindungsstange in bezug auf den Kolben. Eine Dreh- bzw. Schwenkverbindung ist zwischen dem Schaft und dem Ventilglied vorgesehen, so daß das Ventilglied auch dann passend in dem Kanal sitzt, wenn der Schaft nicht präzis mit dem Ventilglied und dem Verbindungsglied ausgerichtet ist. Ein in dem Ventilglied vorgesehenes Rückschlagventil ermöglicht eine Verminderung des Fluiddrucks in der Druckkammer, wenn der Kolben zurückgezogen werden soll.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - in einer Vorderansicht eine erfindungsgemäße Maschine zum Falz-Verbinden von zwei Teilen, wobei Abschnitte geschnitten dargestellt sind und sich der Kolben in einer Rückzugposition befindet, Figur 2 - in einer vergrößerten fragmentarischen Schnittansicht einen Teil der in Figur 1 dargestellten Maschine, wobei jedoch der Kolben in einer vorbewegten Position dargestellt ist, und

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Figur 3 - in einer vergrößerten, auseinandergezogenen, perspektivischen Ansicht einen Teil der in Figur 1 dargestellten Maschine.

In der Zeichnung zeigt Figur 1 eine zum Falz-Verbinden dienende Maschine (crimping machine), die eine Grundplatte 11, eine untere Zylinderendplatte 12 und eine obere Zylinderendplatte 14 enthält. Die Platten 11, 12 und 14 sind jeweils allgemein ebene rechtwinklige Platten. Vier Zugstangen 15 sind an den vier Ecken der rechtwinkligen Platten 11, 12 und 14 angeordnet. Die Zugstangen 15 sind abgestuft, um einen Abschnitt größeren Durchmessers zwischen der Grundplatte 11 sowie der unteren Endplatte 12 und einen Abschnitt kleineren Durchmessers zwischen der unteren Endplatte 12 sowie der oberen Endplatte 14 zu bilden. Alternativ können die Stangen 15 einen gleichförmigen Durchmesser haben und mit einem geeigneten Kragen zwischen der Grundplatte 11 sowie der unteren Endplatte 12 versehen sein, um dazwischen einen passenden Abstand aufrechtzuerhalten.

Zwischen den Endplatten 12 und 14 ist ein Zylinder 19 angeordnet. Eine gummiartige Dichtung 2o verhindert eine Fluidleckerscheinung zwischen dem Zylinder 19 und der oberen Endplatte 14. Ein zylindrischer Stößel oder Kolben 21 ist in dem Zylinder 19 verschiebbar angeordnet. Eine Fluidleckerscheinung zwischen dem Kolben 21 und dem Zylinder 19 wird durch eine gummiartige Dichtung 22 verhindert. Die obere Endplatte 14 und der Zylinder 19 sowie der Kolben 21 bestimmen zusammen eine volumenvariable Fluiddruckkammer 2 3.

Ein umgekehrt napfförmiges zylindrisches Schieberglied 24 ist an dem unteren Ende des Kolbens 21 durch eine geeignete Schraube 25 befestigt. Das Schieberglied 24 ist vorzugsweise mit einem longitudinalen Schlitz (nicht dargestellt) versehen, der sich von seinem offenen Ende aufwärts erstreckt, um es zu ermöglichen, daß ein einem Falz-Verbindungsvorgang zu unterwerfendes Verbundstück auf der Grundplatte 11 seitlich in das und aus dem Schieberglied 24 verschoben werden kann. Dieser Schlitz in der Seitenwandung de,

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Schiebergliedes 24 ist in dem US-Patent 3 742 754 offenbart. Eine Schraubenfeder 26 wirkt zwischen der unteren Endplatte 12 und dem Kolben 21, um diesen zu einer vollständig zurückgezogenen Position gemäß Figur 1 zurückzubewegen, wenn der Druck in der Kammer 23 aufgehoben wird.

Gemäß Figur 1 ist die Grundplatte 11 mit einem Schlitz 29 versehen, der sich von der Vorderkante der Grundplatte 11 seitlich rückwärts erstreckt. Dieser Aufbau des Schlitzes 29 ist auch in dem oben erwähnten US-Patent 3 742 754 gezeigt. Ein konischer Sockel 3o ist verschiebbar auf der Grundplatte 11 angeordnet und axial mit dem Kolben 21 und dem Schieberglied 24 sowie dem Schlitz 29 ausgerichtet. Eine zum Falz-Verbinden dienende Form 31 mit einer konischen äußeren Umfangsflache 32 ist in dem Sockel 3o aufgenommen. Die Form 31 enthält wie bei dem US-Patent 3 750 452 eine Mehrzahl von Backensegmenten 33, die durch ein elastisches Abstandshaltermaterial 34 gemäß Figur 1 zu einer freien radial äußeren Position vorgespannt sind. Ein abnehmbarer ebener bzw. flacher Ring 27 ruht auf der Oberseite der Form 31, um für eine Kraftübertragung zwischen dem Schieberglied 24 und jedem der Segmente 33 der Form 31 zu sorgen.

Ein Metallschlauch-Endverbundstück 35 sitzt auf einem Ende eines flexiblen Schlauches 36. Das Endverbundstück 35 wird in der in Figur 1 dargestellten Weise in der Form 31 angeordnet, wenn es radial einwärts verformt bzw. einem Falz-Verbindungsvorgang unterworfen werden soll, um das Endverbundstück 35 auf dem Ende des Schlauches 36 zu befestigen.

Gemäß Figur 1 ist eine durch einen elektrischen Motor 41 angetriebene Pumpe 4o vorgesehen, um Fluid von einem Behälter 42 zu einem Ventil 43 zu leiten. Eine hydraulische Leitung 44 verbindet das Ventil 43 mit einem zu der Kammer 23 führenden Fluidkanal. Gemäß Figur 2 erstreckt sich ein Fluidkanal 48 axial vollständig durch die obere Endplatte 14, um Fluid zu der Kammer 23 zu leiten und hiervon abzulassen. Ein austauschbares Ventilsitzglied 49 ist in dem Kanal 48 durch ein Gehäuse 5o festgelegt, das in den Kanal 48

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eingeschraubt ist. Ein Ventilglied 54 zum Schließen und Öffnen des Kanals 48 ist in diesem für eine Bewegung zu und von dem Ventilsitzglied 49 angeordnet. Ein Verbindungsstangen- oder -bolzenglied 55 ist mit dem Ventilglied 54 einstückig ausgebildet und erstreckt sich von diesem nach unten zu einem unteren Gewindeabschnitt, der in ein Gewindeloch 56 eingeschraubt ist, welches sich von der oberseitigen Oberfläche des Kolbens 21 erstreckt. Durch diesen Aufbau ist das Ventilglied 54 an dem Kolben 21 festgelegt, um sich mit diesem unter allen Bedingungen axial hin- und herzubewegen.

Ein zylindrischer Ventilschaft 57 erstreckt sich von dem Ventilglied 54 durch den Kanal 48 aufwärts. Das untere Ende des Ventilschafts 57 ist an dem Ventilglied 54 durch einen Stift 58 angelenkt (pivotally connected), der sich durch ausgerichtete Löcher in dem Ventilglied 54 und dem Ventilschaft 57 erstreckt. Der obere Teil des Kanals 48 in dem Gehäuse 5o ist mit einer gummiartigen O-Ringdichtung 59 versehen, die mit der Oberseite des Ventilschafts 57 in Eingriff tritt, um eine Fluidleckerscheinung zwischen dem Gehäuse 5o und dem Ventilschaft 57 zu vermeiden.

Ein umgekehrt napfförmiges Haubenglied 6o ist an der Oberseite des Ventilschafts 57 durch eine Klemmschraube 61 befestigt. Durch diesen Aufbau führt eine Drehung des Haubengliedes 6o zu einer Drehung des Ventilschafts 57, um das Verbindungsbolzenglied 55 in das Gewindeloch 56 einzuschrauben und aus diesem herauszuschrauben. Wie es am besten in Figur 3 dargestellt ist, wo das Haubenglied 6o aus Klarheitsgründen von dem Gehäuse 5o abgenommen ist, ist der untere ümfangsrand 62 des Haubengliedes 6o unter gleichmäßigen Abständen mit den Zahlen 0 bis 9 markiert. Die äussere Oberfläche des oberen Abschnitts des Gehäuses 5o ist mit einer Skala versehen, die in zehn gleiche Abschnitte unterteilt ist, wobei jeder Abschnitt eine Länge hat, die der axialen Bewegung des Haubengliedes 6o entspricht, welche auftritt, wenn das Haubenglied 6o eine volle Umdrehung durchführt. Durch diesen Aufbau kann, wenn der Kolben 21 zurückgezogen wird, die axiale Distanz zwischen dem Ventilglied 54 und dem Kolben 21 präzis einge-

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stellt werden, indem das Haubenglied 60 bis zu einer vorbestimmten Zahlenposition an den Skalen gedreht wird, die an dem Gehäuse 5o und an dem Haubenglied 60 vorgesehen sind.

Eine Schulter 63 an dem Ventilschaft 57 kommt mit einer axial ausgerichteten Schulter an dem Gehäuse 5o in Eingriff, wenn der Ventilschaft 57 in einer Richtung gedreht wird, um das Verbindungsbolzenglied 55 aus dem Gewindeloch 56 herauszuschrauben. Hierdurch wird die maximale Distanz begrenzt, die zwischen dem Ventilglied 54 und dem Kolben 21 vorgesehen werden kann, wenn sich dieser in seiner zurückgezogenen Position befindet, um den maximalen Hub des Kolbens 21 zu begrenzen. Die Tiefe des Gewindes in dem Gewindeloch 56 begrenzt den Einschraubvorgang des Verbindungsbolzengliedes 55 in das Gewindeloch 56, um die minimale Distanz zwischen dem Ventilglied 54 und dem Kolben 21 zu begrenzen, wenn der Kolben 21 zurückgezogen ist. Dieses begrenzt den minimalen Hub des Kolbens 21.

Ein T-förmiger Ruckströmungskanal 64 erstreckt sich axial und radial durch das Ventilglied 54. Der Ruckströmungskanal 64 hat einen konischen Ventilsitz, der mit einer Kugel 65 zusammenarbeitet, um ein Einweg-Rückströmungs-Rückschlagventil zu bilden. Wenn sich der Kolben 21 am Ende seines Hubes befindet, so daß das Ventilglied 54 mit dem Ventilsitzglied 49 in Eingriff kommt, um den Kanal 48 zu verschließen, und wenn der Kolben zurückgezogen werden soll, ermöglicht eine Abnahme des Fluiddrucks an der Pumpseite des Ventilgliedes 54, daß die Kugel 65 in dem Ruckströmungskanal 64 von ihrem Ventilsitz abgehoben wird, um einen anfänglichen Fluidrückstrom von der Kammer 23 zuzulassen. Nachdem ein sehr kleines Fluidvolumen durch den Ruckströmungskanal 64 gelangt, erfolgt ein Trennen des Ventilgliedes 54 von dem Ventilsitzglied 49, um einen weiteren Fluidrückstrom von der Kammer 23 zu ermöglichen.

Wie es aus Figur 1 ersichtlich ist, wird die Größe der radialen Deformation des Endverbundstücks 35 durch die Distanz bestimmt, um die die Form 31 in den konischen Sockel 3o geschoben wird.

Diese Distanz muß für verschiedene Arten von Endverbundstücken, die durch irgendeine Form einem Falz-Verbindungsvorgang zu unterwerfen sind, nicht dieselbe sein. Wenn verschiedene Formen für verschiedene Größen von Schläuchen und Endverbindungsstücken benutzt werden, ändert sich auch diese Distanz. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Distanz, um die die Form 31 in den Sockel 3o geschoben wird, durch Ändern des Hubes des Kolbens 21 und des Schiebergliedes 24 bestimmt.

Vor dem Falz-Verbinden bzw. Anwürgen des Endverbundstücks 35 wird das Haubenglied 6o in der in Figur 1 dargestellten vollständig zurückgezogenen Position des Kolbens 21 bis zu einer vorbestimmten Position relativ zum Gehäuse 5o gedreht, wie es durch die Skalen an der äußeren Oberfläche des Gehäuses 5o und an der unter seite des Umfangsrandes des Haubengliedes 6o angezeigt wird. Für irgendeine bestimmte Art und Größe eines Endverbundstücks, das einem Falz-Verbindungsvorgang zu unterwerfen ist, kann die passende Position des Haubengliedes 6o von einer Tabelle (nicht dargestellt) abgelesen werden, die an einer zweckmäßigen Stelle der Falz-Verbindungsmaschine befestigt ist. Ein Drehen des Haubengliedes 6o bis zu dieser vorbestimmten Einstellung in bezug auf das Gehäuse 5o führt zu einem Positionieren des Ventilgliedes an einer vorbestimmten Position in bezug auf das Ventilsitzglied 49. Die Distanz zwischen der konischen Ventiloberfläche des Ventigliedes 54 und der zusammenpassenden konischen Ventiloberfläche des Ventilsitzgliedes 49 bestimmt den Hub des Kolbens 21.

Nachdem das Haubenglied 6o auf die passende Zahl eingestellt worden ist, werden das Ventil 43 nach rechts bewegt und der Motor zum Betreiben der Pumpe 4o angeschaltet. Die Pumpe 4o leitet unter hohem Druck stehendes Fluid durch die Leitung 44 zu dem zu der Druckkammer 23 führenden Kanal 48. Das das Ventilglied 54 einen Abstand von dem Ventilsitzglied 49 hat, strömt dieses Hochdruckfluid in die Druckkammer 23, um den Kolben 21 gegen die Kraft der Rückhol- bzw. Schraubenfeder 26 axial nach unten vorzubewegen. Wenn der untere Rand des Schiebergliedes 24 mit der oberseitigen Oberfläche der Form 31 in Eingriff kommt, beginnt

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sich die Form 31 axial nach unten in den konischen Sockel 3o zu bewegen. Dieses axiale Vorbewegen der Form 31 in den konischen Sockel 3o verlagert die verschiedenen Segmente 33 der Form 31 radial einwärts, um das Schlauch-Endverbundstück 35 auf dem flexiblen Schlauch 36 einem Falz-Verbindungsvorgang zu unterwerfen bzw. anzuwürgen.

Durch dieses Vorbewegen des Kolbens 21 wird das Ventilglied 54 über das Verbindungsbolzenglied 55 zu dem Ventilsitzglied 49 gezogen. Wenn das Ventilglied 54 mit dem Ventilsitzglied 49 in Eingriff kommt, wird der sich in die Druckkammer 23 erstreckende Kanal 48 verschlossen, so daß das Vorbewegen des Kolbens 21 beendet wird. Jeglicher weiterer Fluiddruckanstieg an der Pumpseite des Ventilgliedes 54 wirkt hierauf in einer Richtung ein, um das Ventilglied 54 gegen das Ventilsitzglied 49 zu drücken.

Wenn dieses auftritt und der Entlastungsdruck (relief pressure) der Pumpe erreicht ist, bewegt die Bedienungsperson das Steuerventil 43 nach links, und der elektrische Motor 41 wird abgeschaltet. Somit wird die obere Seite des Ventilgliedes 54 über die Leitung 44 mit dem Behälter 42 verbunden. Wenn der Druck an der oberen Seite des Ventilgliedes 54 bis zu einem Druck abfällt, der kleiner als der Druck in der Kammer 23 ist, wird die Kugel 65 von ihrem Sitz abgehoben, so daß Fluid von der Kammer 23 durch den Ruckströmungskanal 64 strömen kann. Wenn das Fluid in der Kammer 23 durch die Leitung 44 und das Ventil 43 zu dem Behälter 42 zurückkehrt, bewegt die Rückhol- bzw. Schraubenfeder 26 den Kolben 21 in seine Rückzugposition zurück. Da das Fluidvolumen in der Kammer 23 ziemlich groß und die Querschnittsfläche zwischen dem Ventilglied 54 sowie dem Ventilsitzglied 49 bei dem anfänglichen TrennungsVorgang ziemlich klein sind, sorgt ein Hochgeschwin· digkeitsfluidstrom zwischen dem Ventilsitzglied 49 und dem Ventilglied 54 für ein Wegwaschen jeglicher Verunreinigungen von dem Ventilsitzglied 49 und dem Ventilglied 54.

Nachdem der Kolben 21 vollständig zu der in Figur 1 dargestellten Position zurückgezogen ist, wird das Endverbundstück 35 von der

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Form 31 abgenoirimen. Die Maschine ist dann dazu bereit, das nächste Werkstück (nicht dargestellt) aufzunehmen und in der oben beschriebenen Weise einem Falz-Verbindungsvorgang bzw. Anwürgen zu unterwerfen.

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Claims

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The Weatherhead Company, 300 East 131st Street, Cleveland, Ohio 44108 (USA)

Maschine zum Falz-Verbinden von zwei Teilen

Patentansprüche

aschine zum Falz-Verbinden von zwei Teilen mit einem Sockel, mit einer axial in den und aus dem Sockel bewegbaren Klemmbzw. Preßform, mit einem Zylinder, mit einem in dem Zylinder axial bewegbaren Kolben zum axialen Bewegen der Form relativ zu dem Sockel, wobei der Zylinder und der Kolben zusammen eine Fluiddruckkammer begrenzen, ferner mit einer Pumpe und mit einem diese sowie die Kammer hydraulisch verbindenden Kanal, gekennzeichnet durch ein zum Schließen und Öffnen des Kanals (48) in diesem verschiebbares Ventilglied (54) und durch Verbindungsmittel (55), die mit dem Ventilglied verbunden sind, sich zwischen diesem und dem Kolben (21) erstrecken und einen konstanten vorbestimmten Abstand zwischen dem Ventilglied sowie dem Kolben aufrechterhalten.
2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einstellmittel

(55, 56) zum Ändern des konstanten vorbestimmten Abstandes.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel ein Bolzenglied (55) enthalten, welches sich zwischen dem Ventilglied und dem Kolben erstreckt, und daß die Einstellmittel eine Gewindeverbindung (55, 56) zwischen dem Bolzenglied sowie dem Kolben enthalten.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied und das Bolzenglied zusammenhängend einstückig ausgebildet sind.
5. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Ventil-

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schaft (57) und durch zweite Verbindungsmittel (58) , die den Schaft sowie das Ventilglied schwenkbar miteinander verbinden, wodurch eine axiale Fehlausrichtung des Ventilschafts und des Bolzengliedes nicht ein Verschließen des Kanals durch das Ventilglied verhindert.
6. Maschine zum Falz-Verbinden von zwei Teilen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-5, mit einem Zylinder, mit einem Kolben, der in dem Zylinder in einer Richtung zu einer vorbewegten Position und in der anderen Richtung zu einer zurückgezogenen Position axial verschiebbar ist, wobei der Zylinder und der Kolben in Verbindung miteinander eine Fluiddruckkammer begrenzen, ferner mit einem Kanal, der hydraulisch mit der Kammer verbunden ist, und mit einer mit dem Kolben axial ausgerichteten Klemm- bzw. Preßform (crimping die), gekennzeichnet durch ein in dem Kanal befindliches Ventilglied (54) , das zwischen einer den Kanal öffnenden Öffnungsposition und einer den Kanal verschließenden Schließposition verschiebbar ist, durch erste Mittel (55), die eine konstante vorbestimmte Distanz zwischen dem Kolben (21) sowie dem Ventilglied während der axialen Vorbewegung des Kolbens aufrechterhalten, und durch zweite Mittel (55, 56) zum Ändern der vorbestimmten Distanz in der Rückzugposition des Kolbens.
7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Mittel ein sich zwischen dem Ventilglied sowie dem Kolben erstreckendes mechanisches Element (55) enthält und daß das zweite Mittel eine Gewindeverbindung (56) zwischen dem mechanischen Element sowie dem Kolben und einen sich von dem Ventil· glied in einer von dem Kolben abweisenden Richtung erstreckenden Ventilschaft (57) aufweist.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemm- bzw. Preßform (3D, der Kolben (21), das mechanische Element (55), das Ventilglied (54) und der Schaft (57) sämtlich weitgehend axial ausgerichtet sind.

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