DE3331721C2 - Radialpresse für Werkstücke mit zylindrischer Außenfläche - Google Patents

Abstract

Radialpresse für Werkstücke mit zylindrischer Außenfläche, insbesondere für die Befestigung von Armaturen an Schlauchleitungen. In einem Pressengehäuse (6) sind mehrere Preßbacken (3) im Kreis um die Achse (A) der Werkstückaußenfläche herum angeordnet und mittels je eines Führungskörpers (4) in Radialführungen (5) geführt. An einem zur Achse (A) konzentrischen Druckring (8) sind äußere Gelenkstellen (9) für Kniehebel (10) angeordnet. In den Führungskörpern (4) ist konzentrisch zur Achse (A) je eine innere Gelenkstelle (7) für das jeweils entgegengesetzte Ende des Kniehebels angeordnet. Durch einen Antrieb (15) ist die relative Lage der äußeren und der inneren Gelenkstellen (9 bzw. 7) zueinander im Sinne einer Annäherung oder Entfernung der Kniehebelposition zu bzw. von der gestreckten bzw. radialen Stellung der Kniehebel (10) veränderbar.

Description

a) der an sich bekannte drehbare Druckring (8) sich über an den Umlaufstegen (34) vorhandene Rotationsführungen (20) an denselben radial abstützt,

b) die Gehäuseteile (18,19) mittels zur waagrechten Mittelachse der Presse konzentrisch angeordneter Zuganker (28) gegeneinander verspannt sind und

c) die Gehäuseteile (18,19) Ringnuten (21) zur Rotationsführung der Endzapfen der äußeren Gelenkstellen (9) der Kniehebel (10) aufweisen und zugleich

d) radiale Führungsnuten (5) für die Führungskörper (4) der Preßbacken (3).

2. Radialpresse nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten (21) für die Endzapfen (36) an den äußeren Gelenkstellen (9) in die radialen Führungsnuten (5) einmünden.

3. Radialpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (10) im Bereich ihrer inneren Gelenkstellen (7) an beiden Enden zylindrische Fortsätze (37a) aufweisen, die in die Führungskörper (4) eingreifen, die ihrerseits in den radialen Führungsnuten (5) geführt sind.

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Die Erfindung betrifft eine Radialpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die GB-OS 20 81 144 offenbart in den Fig. 5-7 eine derartige Kniehebel-Radialpresse, die über diese mit der vorliegenden Presse gemeinsamen Merkmale hinaus jedoch anders aufgebaut ist: Ein Stellring für die Betätigung der Kniehebel Mechanismen ist mittels Rollen konzentrisch auf äußeren Zylinderflächen von Führungssegmenten geführt. Die Rollenführung stützt den Stellring aber nicht nach außen hin ab. Vielmehr ist eo hierfür ein Druckring vorgesehen, der fest zwischen die beiden Gehäuseteile eingespannt, also nicht verdrehbar ist. Infolgedessen bilden auch zwei den Druckring übergreifende Umlaufstege keine Rotationsführungen. Die ortsfeste Anbringung des Druckrings und die radiale Führung der Preßbacken machen dann jedoch eine Unterteilung der Kniehebel erforderlich. Dies macht jeweils drei Gelenkstellen erforderlich, die durch Gelenkbolzen gebildet werden. Zumindest die nittleren Gelenkbolzen sind hierbei zusätzlich vorhanden. Der einzig drehbare Ring ist in diesem Falle kein Druckring, sondern der bereits beschriebene Stellring, der keine radialen Kräfte aufzunehmen vermag. eY muß zudem eine radiale Bewegung der mittleren Gelenkbolzen zulassen, was durch Schlitzführungen erreicht wird.

Durch die US-PS 6 84 216 ist eine radial wirkende Gesenkpresse mit einem drehbaren Druckring bekannt, die insbesondere für die Herstellung von Gewindebohrern vorgesehen ist. Das zweiteilige Pressengehäuse dient jedoch lediglich zur axialen und daher nahezu kräftefreien Führung der Preßbacken; es kann jedoch keine radialen Kräfte aufnehmen. Der innen geführte Druckring hat infolgedessen einen beträchtlichen Querschnitt, so daß sein verhältnismäßig hohes Gewicht an der tiefsten Stelle von einem Stützlager aufgenommen wird, das sich jedoch nur über einen Teilumfang des Druckrings erstreckt und infolgedessen nicht die Reaktionskräfte der Preßbacken aufnehmen kann, die die Tendenz haben, den Druckring polygonal aufzuweiten.

Durch die DE-PS 12 41 683 ist eine Radialpresse bekannt, hei der der gleichfalls drehbare Druckring durch ein Rollen- oder Gleitlager zentrisch gegenüber dem Pressengehäuse geführt ist. Dabei ist jedoch nicht angesprochen und auch nicht erkennbar, daß bzw. wie der Druckring durch das Gehäuse nennenswert unterstützt würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Radialpresse mit drehbeweglichem Druckring die großen Kniehebelkräfte konstruktiv günstig abzufangen und, verbunden damit, die Presse baulich einfach zu gestalten.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Presse wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfange gelöst, d. h. die Reaktionskräfte des Preßvorganges werden bei baulich vereinfachter Presse konstruktiv günstig abgefangen.

Durch den Aufbau des Pressengehäuses aus zwei spiegelsymmetrischen Gehäuseteilen lassen sich diese wesentlich rationeller fertigen, insbesondere dann, wenn sie identische rotationssymmetrische Drehteile sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen; ihre Vorteile sind in der Detailbeschreibung näher erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen teilweisen Radialschnitt durch eine Presse am Anfang des Preßbackenhubes,

F i g. 2 einen Radialschnitt analog F i g. 2, jedoch am Ende des Preßbackenhubes,

F i g. 3 einen Axialschnitt durch den Gegenstand nach F i g. 2 entlang der Linie 1II-III,

Fig.4 eine Innenansicht eines der Gehäuseteile des Pressengehäuses,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung der wesentlichen Teile eines Kniehebels,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Führungskörpers für eine Preßbacke.

In F i g. 1 ist eine Radialpresse dargestellt, deren Achse mit A bezeichnet ist. Diese Achse ist mit der Werkstückachse identisch. Der strichpunklierte Kreis 1 kennzeichnet die Lage der Werkstückoberfläche nach Been-

digung des Preßvorgangs, d. h. der Kreis kennzeichnet auch die endgültige Lage der Arbeitsflächen 2 von insgesamt acht im Kreis um die Achse A herum angeordneten Preßbacken 3. Die Preßbacken sind auswechselbar in je einem Führungskörper 4 befestigt, von denen jeder in radialen Führungsnuten 5 eines Pressengehäuses 6 angeordnet ist.

Die Führungskörper 4 tragen auf der den Preßbacken 3 abgekehrten Seite je eine innere Gelenksteile 7, wobei sämtliche Gelenkstellen auf einem zur Achse A konzen- ic trischen Kreis liegen. Gleichfalls konzentrisch zur Achse A ist im Pressengehäuse 6 drehbar ein Druckring 8 gelagert, in dem in äquidistanter Verteilung und auf einem konzentrischen Kreis eine gleiche Anzahl äußerer Gelenkstellen 9 angeordnet ist. Zwischen den inneren Gelenkstellen 7 und den äußeren Gelenkstellen 9 erstrecken sich Kniehebel 10 mit zur Ausbildung der Gelenkstellen komplementären Enden, wobei die Achsen dieser Gelenkstellen sämtlich parallel zur Achse A verlaufen und auf der Zeichenebene senkrecht stehen.

Es ergibt sich aus einer Betrachtung der Fig. 1, daß beim Verdrehen des Druckrings 8 in Richtung des Pfeils 11 die Kniehebel 10 in Richtung auf eine zunehmend radiale Stellung aufgerichtet werden. Dies ist natürlich nur möglich, indem die Preßbacken in Richtung der Pfeile 12 radial einwärts verschoben werden. Die Richtung ist durch die Führungsnuten 5 vorgegeben.

In F i g. 2 sind die gleichen Teile wie in F i g. 2 relativ zueinander in einer unterschiedlichen Position dargestellt, und zwar befinden sich die Kniehebel 10 kurz vor ihrer radialen »gestreckten« Lage. Dies ist die Endstellung des Druckrings 8 gegenüber den Führungsnuten 5 und damit auch die Endstellung der Preßbacken 3. Wie eingezeichnet, stimmt in diesem Fall die Lage des Kreises 1 mit der Lage der Arbeitsfläche 2 überein. Eine derartige Stellungsbegrenzung wurde gewählt, um die Radialkräfte nicht beliebig groß werden zu lassen, da Kniehebelsystemc im Bereich ihrer durchgestreckten Lage ohne weiteres Kräfte erzeugen können, die gegen Unendlich gehen.

In Fig. 2 ist noch dargestellt, daß der Druckring 8 einen Ausleger 13 besitzt, der über eine Gelenklasche 14 mit einem Antrieb 15 in Verbindung steht, der im vorliegenden Fall als Druckmittelzylinder 16 ausgebildet ist. Der Druckmittelzylinder 16 ist über einen Gelenkbolzen 17 am Pressengehäuse 6 gelagert und überträgt auf diese Weise die e';wa tangentialen Reaktionskräfte auf das Pressengehäuse 6. Es ist aus den F i g. 1 und 2 erkennbar, daß die Kniehebel in einer zur Achse A radialen Ebene schwenkbar sind, die mit der Zeichenebene übereinstimmt bzw. parallel zu dieser verläuft.

F i g. 3 zeigt, daß das Pressengehäuse 6 aus zwei zu einer radialen Symmetrieebene E-E spiegelsymmetrischen Gehäuseteilen 18 und 19 besteht, die je eine Rotationsführung 20 für den Druckring 8 aufweisen. Weiterhin sind vorhanden Ringnuten 21 für die äußeren Gelenkstellen 9 der Kniehebel 10, die in die Führungskörper 4 eingreifen. Die Ringnuten 21 dienen dazu, die Kniehebel am Herausfallen aus den äußeren Gelenkstellen 9 zu hindern. Dies wäre ohne die Ringnuten 21 möglich, weil die Lagerflächen die Enden der Kniehebel nur etwa zur Hälfte umschließen, um einen genügend großen Schwenkwinkel der Kniehebel zu ermöglichen. Die Ringnuten haben aber vor allem die Aufgabe, einen Zwangsrückzug der Preßbacken aus der Stellung gemaß Fig. 2 in, die Stellung gemäß F i g. 1 zu ermöglichen, wenn der Druckring 8 in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil 11 betätigt wird. Dies hat den ganz beträchtlichen Vorteil, daß zwischen den Preßbacken keine tangentialen Druckfedern angeordnet werden müssen, die Ermüdungserscheinungen unterliegen und keine genau synchrone Rückführung der Preßbacken ermögüchen. Durch die Ringnuten 21, die konzentrisch zur Achse A-A verlaufen und in Umfangsrichtung nur durch die Führungsnuten 5 unterbrochen sind bzw. sogar in diese einmünden, wird eine synchrone Bewegung der Preßbacken auch in Öffnungsrichtung erreicht, an der Schließbewegung sind sie nur insoweit beteiligt, daß sie diese nicht behindern.

Die beiden Gehäuseteile 18 und 19 besitzen entsprechend groß dimensionierte öffnungen 22 und 23, die gleichfalls konzentrisch zur Achse A-A verlaufen, die Preßbacken 3 teilweise sichtbar werden lassen und das Einführen einer Armatur 24 mit Schlauchleitung 25 ermöglichen. Zur Armatur 24 gehört noch die Hülse 26. Der innerhalb des Schlauches liegende Nippel der Armatur ist nicht sichtbar.

Im vorliegenden Fall handelt es sich bei der Armatur 24 um eine solche mit einem Rohrkrümmer, und es ist ersichtlich, daß die extrem kurze axiale Baulänge der Radialpresse das Einlegen solcher Armaturen erleichtert bzw. ermöglicht.

Es ist im unteren Teil von F i g. 3 weiterhin zu erkennen, daß innerhalb der Rotationsführung 20 für den Druckring 8 eine erste konzentrische Reihe von Durchgangsbohrungen 27 für Zuganker 28 und außerhalb der Rotationsführung 20 eine zweite konzentrische Reihe von Durchgangsbohrungen 29 für weitere Zuganker 30 angeordnet sind. Zwischen den Gehäuseteilen 18 und 19 sind im Bereich der Zuganker noch Distanzstücke 31 bzw. 32 angebracht. Auf diese Weise wird erreicht, daß die beiden Gehäuseteile 18 und 20 eine verwindungsteife Baueinheit bilden, die auch gegenüber denjenigen Radialkräften unempfindlich ist, die an der Rotationsführung 20 auf die dort befindlichen Umlaufstege 34 der Gehäuseteile einwirken. Die beiden Gehäuseteile erzeugen gemeinsam ein großes Widerstandsmoment gegen die achtfache, etwa punktförmig auftretende Belastung an der Rotationsführung 20. Die Oberflächenelemente der Gehäuseteile lassen sich überwiegend als Drehteile ausbilden, die preiswert und mit hoher Präzision herstellbar sind. Dies hat wiederum einen Einfluß auf die Oberflächengüte an dem fertig verpreßten Werkstück, was sehr leicht an den dort befindlichen Abdrücken der Preßbacken, den sogenannten Preßfeldern, zu erkennen ist.

Fig.4 zeigt die Innenansicht eines der Gehäuseteile 18 des Pressengehäuses 6 in einer Darstellung analog F i g. 2, jedoch mit folgender Variante: Während in den Fig. 1 bis 3 die Gehäuseteile 18 und 19 einteilig und rechteckig sind und den Gelenkbolzen 17 des Antriebes 15 (F i g. 2) zwischen sich aufnehmen, sind die Gehäuseteile 18 und 19 gemäß Fig.4 absolut rotationssymmetrisch ausgebildet. Sie werden zwischen rechteckigen Platten (nicht gezeigt) montiert, so daß sich wiederum eine Anordnung gemäß den F i g. 1 bis 3 ergibt. Wegen der Beibehaltung gleicher Bezugszeichen sind weitere Erläuterungen entbehrlich.

In Fig. 5 ist dargestellt, daß der Kniehebel 10 zwei mit Abstand voneinander angeordnete Zylinderflächen 33 uno 33a besitzt, deren zueinander und zur Achse A-A parallele Achsen B-B und C-Cdie äußeren und inneren Gelenkstellen definieren. Die äußere Zylinderfläche 33 des Kniehebels 10 ist die Oberfläche eines an der Unterseite um einen Sekantenabschnitt verminderten Zylinderbolzens 35, der Endzapfen 36 aufweist, die in die

Ringnuten 21 eingreifen. Diese hindern die äußeren Enden der Kniehebel 10 am Herausfallen aus den äußeren Gelenkstellen 9. Die F i g. 1 und 2 lassen aber auch erkennen, daß die Ringnuten 21 in die Führungsnuten 5 einmünden. Hierdurch wird eine Demontage der Führungskörper 4 und der Kniehebel 10 zu Wartungsarbeiten wie folgt ermöglicht: Nach dem Ausbau der Preßbacken 3 und nach einer Trennung des Antriebs 15 vom Ausleger 13 (F i g. 2) läßt sich der Druckring 8 gegenüber der Stellung in F i g, 2 noch weiter entgegen dem iq Uhrzeigersinn verschwenken, bis die Längsachse 10a des Kniehebels mit dem zugehörigen Radius R zusammenfällt. Nunmehr verlieren die Endzapfen 36 ihre Stütze in den Ringnuten 21, und der Führungskörper 4 läßt sich zusammen mit dem Kniehebe! 10 radial einwärts entnehmen. Auf diese Weise lassen sich nacheinander sämtliche Kniehebel ausbauen (und natürlich auch in umgekehrter Richtung montieren).

Wie wiederum aus F i g. 5 hervorgeht, ist die innere Zylinderfläche 33a des Kniehebels 10 die Oberfläche eines gleichfalls um einen Sekantenabschnitt verminderten Zylinderbolzens 37, der an beiden Enden zylindrische Fortsätze 37a aufweist, die in den Führungskörper 4 der Preßbacken 3 eingreifen (Fig. 6).

Aus F i g. 5 ist zu entnehmen, daß die beiden Zylinderbolzen 35 bzw. 37 durch ein etwa quaderförmiges Distanzstück 38 miteinander verbunden sind, durch das Zuganker 39 (F i g. 2 und 3) von einem Zylinderbolzen 35 zum anderen 37 hindurchgeführt sind. Von diesen Zugankern sind in Fig. 5 nur die beiden Einführungsbohrungen 40 zu sehen. Der Zylinderbolzen 37 ist einschließlich seiner Fortsätze 37a von einer Hülse 41 aus einem Lagerwerkstoff umgeben, die an der Stelle des Distanzstücks 38 eine etwa rechteck-förmige Ausnehmung 42 besitzt. Mit den beiderseitigen Enden der Hülse 41 im Bereich der Fortsätze 37a greift der Kniehebel 10 in den Führungskörper 4 ein. was nachfolgend anhand von F i g. 6 näher erläutert wird.

F i g. 6 zeigt, daß der Führungskörper 4 U-förmig ausgebildet ist und zwei Schenkel 43 und ein Joch 44 besitzt. Die Schenkel 43 gleiten in jeweils gegenüberliegenden Führungsnuten 5 (F i g. 3), durch die Länge der Schenkel sind sie gegen ein Kippen wirksam geschützt. Das Joch 44 besitzt eine halbzylindrische Lagerfläche 45, die ais Widerlager für den Zylinderbolzen 37 dient. Die Lagerfläche 45 setzt sich durch die beiden Schenkel 43 hindurch fort, ist in deren Bereich jedoch nach oben hin ringförmig geschlossen, so daß der Führungskörper 4 mittels des Kniehebels 10 nach oben hin angehoben werden kann. Die Montage geschieht in der Weise, daß zunächst der Zylinderbolzen 37 mit aufgeschobener Hülse 41 durch den einen Schenkel 43 in den Bereich der Lagerfläche eingeschoben wird, bis die beiden endseitigen Stirnflächen der Fortsätze 37a mit den außenliegenden Stirnflächen der Schenkel 43 bündig abschließen. Alsdann wird das Distanzstück 38 in die entsprechend positionierte Ausnehmung 42 in der Hülse 41 eingesetzt und mittels der Zuganker verschraubt (Fig. 3 und 5). Kniehebel 10 und Führungskörper 4 bilden jetzt eine nur noch durch Lösen der Zuganker voneinander trennbare Einheit.

Das Joch 44 besitzt beiderseits der Lagerfläche 45 Flächen 46 und 47, die gemeinsam in einer schiefen Ebene liegen, wie dies auch aus Fig. 2 hervorgeht. Hierdurch wird ein entsprechender Schwenkbereich für den Kniehebel 10 geschaffen. An der Unterseite trägt der Führungskörper 4 eine Ausnehmung 48, in die jeweils eine Preßbacke 3 auswechselbar eingesetzt wird.

Es ist noch zu erwähnen, daß an den Golenkslellen 7 und 9 sowie im Bereich der Rotationsführungen 20, an denen hohe Belastungen auftreten, spezielle Lagcrmiiterialien bzw. Lagerringe eingesetzt siijd, von denen hier nur die Hülse 41 näher erläutert wurde. Für derartige Lagerwerkstoffe werden solche mit Trockenschmierung verwendet, die wartungsfrei sind und eine lange Lebensdauer haben.

Die geometrische Werkstückbezeichnung »zylindrisch« bezieht sich auf das ursprüngliche, d. h. unverformte Werkstück, wobei Abweichungen von der exakten Zylinderform durchaus zulässig sind. Die Formen des Fertigprodukts können sehr vielseitig sein: außer Zylindern sind Kegel. Doppelkegel, Polygone. Prismen, Tonnen, Einschnürungen in der Mitte, Stufenkörper etc. als geometrische Form denkbar, die nur durch die Geometrie der Arbeitsflächen der Preßbacken bestimmt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Radialpresse für Werkstücke mit zylindrischer Außenfläche, mit in einer Ebene radial beweglichen « Kniehebeln und einem aus zwei gleichen Wandflächenteilen bestehenden Pressengehäuse mit Radialführungen und Führungskörpern für mehrere im Kreis um die Achse der Werkstückaußenfläche herum angeordneten Preßbacken, mit je einer inneren Gelenkstelle für das innere Ende des beireffenden Kniehebels, mit einem zur Achse konzentrischen Druckring mit äußeren Gelenkstellen für die äußeren Enden der Kniehebel sowie mit einem Antrieb für die synchrone Bewegung aller Preßbacken durch relatives Verschwenken der Kniehebel wobei an den Gehäuseteilen beiderseits je ein den Druckring übergreifender Umlaufsteg angeformt ist, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß