-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Gegenstand
dieser Erfindung sind Verpressmaschinen und insbesondere Manschetten
und Pressformen, die dazu verwendet werden, Rohre während des
Verpressprozesses in solchen Maschinen zu halten, siehe beispielsweise
die US-A-3 726 122.
-
Das
Verpressen beinhaltet das Verjüngen
eines Stabs oder Rohrs, wie beispielsweise durch Schmieden, Hämmern oder
Quetschen. Es kann außerdem
die Verbindung zweier Komponenten miteinander durch ähnliche
Manipulation beinhalten. Beispielsweise muss ein Fitting wie eine
Kupplung mit der Außenseite
eines Rohrs durch irgendeine der Operationen des Schmiedens, Hämmerns oder Quetschens
verbunden werden. Im Allgemeinen wird der Fitting auf die Außenseite
der Stange oder des Rohrs gesetzt und dann am Platz verpresst, vorzugsweise
im Wesentlichen dort wo er angeordnet ist. Verpressen ist eine verbreitete
Praxis zum Anbringen von Fittings an Rohren. Eine Anzahl von Rohren
können
durch deren Fittingverbindungen untereinander verbunden werden,
die mit einem der beiden Enden des Rohres verpresst worden sind.
-
Obwohl
das Verpressen manuell ausgeführt werden
kann, werden Verpressmaschinen genutzt, um den Prozess des Verpressens
eines Fittings mit einem Rohr zu automatisieren und vereinfachen.
Es ist eine große
Vielfalt von Verpressmaschinen verfügbar. Die meisten enthalten
Mittel zum Festhalten von einer oder mehreren Pressformen. Eine
Pressform hält
den Fitting und das Rohr während
des Verpressprozesses am Platz. Mit dem am Platz gehaltenen Fitting
und dem Rohr wird in der Pressform auf die Außenseite des Fittings, der
den Außenumfang
des Rohrs berührt,
Druck ausgeübt.
Dies wird entweder durch Drehen des Stücks, Rohrs, der Stange oder ähnlichem
bewirkt, das zu verarbeiten ist, oder durch Drehen der Verpresseinrichtungen
um das betreffende Teil, das in fixierter Position verbleibt. Der
auf ein rohrförmiges
Werkstück
ausgeübte
Druck kann alternativ von der Innenseite des Rohrs durch einen Expander
ausgeübt
werden. Dies wird als Innenwalzverpressen bezeichnet.
-
In
den meisten Fällen
ist der Fitting größer als
das Rohr. Angesichts der Nähe
der beiden innerhalb der Pressform oder dem Pressformensatz ist
es notwendig, Mittel vorzusehen, die das Rohr innerhalb der Pressform
fangen, um es während
des Verpressvorgangs fest am Platz zu halten. Ein solches Mittel ist
ein eng passender, ringförmiger
Einsatz, der um das Rohr herum platziert ist und in einer Ausnahme der
Pressform sitzt. Dieser Einsatz besteht allgemein aus einem nicht
metallischen Material wie Nylon. Der Nyloneinsatz keilt das Rohr
innerhalb des Gesenks am Platz fest. Bei dem Innenwalzverpressen
wird ein Satz einander gegenüber
liegender Gesenkhälften dazu
verwendet, den Fitting und das Rohr zu positionieren. Jede Hälfte enthält einen
halbringförmigen Nyloneinsatz.
Das Rohr und der Fitting werden in einer der Hälften platziert und dann am
Platz festgeklemmt, wenn die zweite Pressformhälfte der ersten zugesellt wird.
-
Es
hat sich herausgestellt, dass der Nyloneinsatz zum Festhalten des
Rohrs am Platz während des
Verpressvorgangs nicht adäquat
ist. Speziell erbringt er häufig,
weil der Einsatz aus einem viskoelastischen Material besteht, nicht
die angemessene Klemmkraft während
des groben Verpressvorgangs. Im Ergebnis dreht sich das Rohr und/oder
bewegt sich axial während
des Vorgangs. Zusätzlich
hängt die
Größe der Klemmkraft,
die dem Gesenksatz zugeordnet ist, von individuellen Pressformtoleranzen und
dem Pressformverschleiß ab,
wenn die Nyloneinsätze
Anwendung finden. Es ist deshalb häufig nötigt, dass ein Bediener das
Rohr am Platz hält,
um eine Drehung und Axialbewegung zu verhindern. Dies beschränkt die
Effizienz des automatisierten Verpressens, minimiert die Fähigkeit
des Bedieners, andere Aufgaben zu erfüllen und erhöht die Nachgiebigkeit
der defekten Teile. Deshalb sind ein Gesenk und eine Gesenk-Rohr-Interfaceanordnung
erforderlich, die das Rohr und den Fitting während des Verpressens mit Gewissheit
am Platz halten.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Das
oben genannte Bedürfnis
wird durch die vorliegende Erfindung befriedigt, die eine Verpressform
und Manschettenanordnung schafft, bei der das Werkstück in einer
Verpressmaschine festgehalten wird. Die Anordnung umfasst eine Manschette,
die an dem Werkstück
lösbar
zu befestigen ist, und einen ersten Klemmabschnitt und einen zweiten
Klemmabschnitt aufweist, die miteinander sind, sowie eine Pressform,
die in eine Verpressmaschine einsetzbar ist. Die Pressform weist
einen Werkstückschlitz
und eine Manschettenausnehmung in einer Gesenkfläche der Pressform auf. Die
Manschettenausnehmung ist dazu eingerichtet, die Manschette aufzunehmen,
die ihrerseits um das Werkstück
herum gekoppelt ist.
-
Für gekrümmte Werkstücke kann
die Manschette in einer ihrer Flächen
einen verjüngten
Abschnitt aufweisen, um sich an den gekrümmten Abschnitt des Werkstücks anzupassen.
Die Manschettenausnehmung und die Manschette können eine sechs eckige Form
aufweisen. Wenn ein Fitting mit dem Werkstück zu verpressen ist, ist in
der Gesenkfläche
eine erste Ausnehmung für
den Fitting ausgebildet. Zusätzlich
kann ein Dummyfitting dazu verwendet werden, die Position der Manschette
des Werkstücks
vor dem Verpressen eines endgültigen Fittings
festzulegen.
-
Die
vorliegende Erfindung und ihre Vorzüge gegenüber dem Stand der Technik werden
aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung und der
angehängten
Patentansprüche
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
-
BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Der
als die Erfindung betrachtete Gegenstand ist speziell in dem nachfolgenden
Teil der Beschreibung erläutert
und entsprechend beansprucht. Die Erfindung kann jedoch am besten
mit Verweis auf die folgende Beschreibung verstanden werden, wenn sie
in Verbindung mit den zugehörigen
Zeichnungsfiguren verstanden wird, in denen:
-
1 eine
Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Pressform-
und Manschettenanordnung der vorliegenden Erfindung ist, in der eine
eines spiegelbildlichen Paares von Pressformen und ein Rohr mit
Fitting mit Manschette veranschaulicht,
-
2 eine
Draufsicht auf den Pressformabschnitt nach 1 mit dem
Rohr, dem Fitting und der Manschette an ihrem Platz ist,
-
3 eine
perspektivische Ansicht der Manschette der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung teilweise offen dargestellt ist,
-
4 eine
Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform der Pressform- und
Manschettenanordnung der vorliegenden Erfindung ist, die eine eines
spiegelbildlichen Paares von Pressformen und ein Rohr mit Fitting
und Manschette daran veranschaulicht,
-
5 ist
eine Draufsicht auf den Pressformabschnitt nach 4 mit
dem Rohr, dem Fitting und der Manschette an ihrem Platz,
-
6 ist
eine Perspektivansicht der Manschette gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, teilweise offen dargestellt und mit
Verjüngung
zur Aufnahme von Rohren mit kurzer gerader Länge zum Verpressen.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Es
wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen identische
Bezugszeichen die gleichen Elemente bezeichnen, wobei die 1 und 2 eine
erste Pressform- und Manschettenanordnung 10 veranschaulichen,
die in einer Verpressmaschine zum Verpressen eines Werkstücks, wie
beispielsweise eines Rohrs 12 und eines Fittings 14, verwendet
werden kann. Die Anordnung 10 enthält eine Pressform 16 und
eine Manschette 18, die in Kombination das Rohr 12 und
den Fitting 14 während des
Verpressens am Platz halten. Die Pressform enthält eine Fittingausnehmung 20,
eine Manschettenausnehmung 22 und einen Rohrschlitz 24 in
einer Pressformeinsatzfläche 26.
-
Die
Fittingausnehmung 20 und der Rohrschlitz 24 sind
so bemessen, dass sie an die speziellen Abmessungen des Fittings 14 und
des Rohrs 12 angepasst sind. Die Manschette 18 wird
in einer Konfiguration gebildet, die die Möglichkeit hinsichtlich ihrer
Drehung innerhalb der Manschettenausnehmung 22 minimiert,
wenn der Verpressvorgang stattfindet. Obwohl viele rotationsverhindernde
Konfigurationen möglich
sind, ist es ein Ansatz, die Manschettenausnehmung 22 in
sechseckiger Form auszubilden. Bei dieser Form kann die Manschette 18 ebenfalls
eine Sechseckform haben, wie in 1 und 3 veranschaulicht
ist. Selbstverständlich
sind andere Arten von „Antirotations"-Formen für die Manschette 18 und/oder
die Ausnehmung 22 möglich.
Ein Beispiel kann das Einführen
einer Stellschraube sein.
-
Mit
fortgesetzter Bezugnahme auf die 1 bis 3;
die Manschettenausnehmung 22 weist Abmessungen auf, die
die Außendimensionen
der Manschette 18 überschreiten.
Es kann ein geringer Spalt zwischen den Seitenwänden der Manschettenausnehmung 22 und
der Manschette 18 vorhanden sein, wenn die Manschette in
der Manschettenausnehmung 22 angeordnet ist. Der kleine
Spalt gestattet eine einfache Einführung und Herausnahme der Manschette 18,
wenn sie an dem Rohr 12 nach 1 angebracht
ist. Jedoch ist der Spalt nicht so groß, dass er eine signifikante
Kraft und daraus folgende Bewegung der Manschette 18 in
der Pressform 16 bewirken würde.
-
Die
Pressform 16 und die Manschette 18 können aus
jedem zum Pressformen von Werkstücken
geeigneten Material ausgebildet sein. Die Pressform 16 und
die Manschette 18 können
beide aus dem gleichen Material, wie beispielsweise Stahl, ausgebildet
sein. Eine von beiden Komponenten kann alternativ aus einem anderen
geeigneten Material, einschließlich,
jedoch nicht darauf beschränkt, Aluminium,
rostfreiem Stahl, Titan oder Nickellegierungen ausgebildet sein.
Die in 3 veranschaulichte Manschette 18 enthält einen
ersten Klemmabschnitt 28 und einen zweiten Klemmabschnitt 30. Der
erste Klemmabschnitt 28 und der zweite Klemmabschnitt 30 sind
durch ein Scharnier 32 miteinander verbunden. Der zweite
Klemmabschnitt 30 enthält
in einer Manschettenfläche
eine Manschettenklemme oder Manschettenhalter, wie beispielsweise einen
Haltebolzen 34. Der Haltebolzen 34 weist einen
Bolzenkörper 36 und
einen Bolzenkopf 38 auf. Der Bolzenkörper 36 ist dazu eingerichtet
in einen Manschettenschlitz 40 des ersten Klemmabschnitts 28 zu
passen. Der Manschettenschlitz 40 enthält Befestigungszinken 42,
an denen sich der Bolzenkopf 38 abstützt, wenn ein Werkstück zwischen
den Abschnitten 28 und 30 angeordnet ist. Der
Bolzenkopf 38 kann geschlitzt sein oder ähnliche
Anzugmittel aufweisen, so dass das Werkstück, wenn er auf den Zinken 42 festgezogen
ist, fest am Platz bleibt. Das Scharnier 32 bietet ein
einfaches Mittel, um die Abschnitte 28 und 30 zusammenzuhalten
während
das Einsetzen und Entfernen des Werkstücks einfach ist. Die Manschette
kann alternativ aus zwei gesonderten Sektionen bestehen, die miteinander
nicht über ein
Scharnier verbunden sind. An Stelle dessen können die beiden separaten Sektionen
miteinander über
alternative Manschettenbefestigungsmittel, wie beispielsweise unter
anderen allgemeinen Befestigungsmöglichkeiten über Gewindebolzen
und entsprechenden Muttern befestigt sein.
-
Die
Pressform-und-Manschettenanordnung 10 nach den 1 bis 3 gestattet
die sichere Platzierung eines Werkstücks, wie beispielsweise des
Rohrs 12, in einer Verpressmaschine. Sie beseitigt die
mit der Nutzung von Nyloneinsätzen
verbundenen Probleme. Insbesondere verhindert sie eine Dre hung des
Werkstücks
und eine Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung
des Werkstücks.
Sie beseitigt das Erfordernis, dass ein Bediener das Werkstück manuell
beim Verpressvorgang am Platz hält.
Zusätzlich
kann ein Dummy-Fitting vor dem Einsetzen des Werkstücks in das
Gesenk 16 benutzt werden. Der Dummy-Fitting, im Wesentlichen ein Fitting
der zu verpressenden Art, kann an der richtigen Position an dem
Rohr 12 platziert werden. Die Manschette 18 kann
dann an dem Rohr 12 an ihrem Platz fixiert werden. Dieser
Vorgang kann beendet werden bevor der Verpressprozess beginnt. Es
werden dann der zu verpressende Fitting und das Rohr 12 mit
der an seinem Platz befestigten Manschette 18 in die zugeordnete
Ausnehmung in der Pressformfläche 26 eingesetzt.
Die Verpressmaschine kann dann betätigt werden und mit der in
der richtigen Position befindlichen Manschette 18 ist ein
präzises
Anbringen des Fittings 14 an dem Rohr sichergestellt. Eine
Empfindlichkeit des Prozesses hinsichtlich Walzenabnutzung und Pressformtoleranzen
ist beseitigt.
-
Die
Anordnung 10 der 1 bis 3 ist
geeignet, um ein Werkstück,
wie beispielsweise ein Rohr 12, das ein „langes" gerades Ende aufweist, festzuhalten.
Jedoch mag sie nicht für
Werkstücke geeignet
sein, die „kurze" gerade Längen in
Bezug auf den Ort des Fittings haben, der zu Verpressen ist. Die 4 bis 6 veranschaulichen
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die für Werkstücke mit kurzer gerader Länge geeignet
sind. Eine zweite Verpressform-und-Manschetten-Anordnung 50 kann
in einer Verpressmaschine zum Verpressen eines kurzen Stücks, wie
beispielsweise eines gekrümmten
Rohrs 52 und eines Fittings 14 verwendet werden.
Die Anordnung 50 enthält
ein Gesenk 54 und eine Manschette 56, die in Kombination das
Rohr 52 und den Fitting 14 beim Verpressen am Platz
halten. Das Gesenk beinhaltet eine Fit tingausnehmung 58,
eine Manschettenausnehmung 60 und einen konischen Rohrschlitz 62 sowie
optional einen Expanderanschluss 64 in einer Pressformhaltefläche 66.
-
Die
Fittingausnehmung 58 kann so bemessen sein, dass sie an
die speziellen Dimensionen des Fittings 14 angepasst ist.
Der konische Rohrschlitz 62 gestattet das Einsetzen von
Rohren, die sehr kurze gerade Abschnitte haben, in die Pressform 54 ohne
Einfluss auf den gekrümmten
Abschnitt des Rohrs 52, der nicht in der Pressform 54 gehalten
ist. Die Pressform 54 kann außerdem einen Anschluss 64 aufweisen,
um das Einführen
eines Expanders 68 in das Rohr zu gestatten, wenn das Rohr 52 in
dem Bereich, in dem der Fitting 14 angeordnet ist, aufzuweiten
ist.
-
Die
Manschette 56 ist in einer Konfiguration ausgebildet, die
die Möglichkeit
zur Drehung in der Manschettenausnehmung 60 minimiert,
wenn der Verpressvorgang stattfindet. Obwohl viele rotationsverhindernde
Konfigurationen möglich
sind, ist es ein Ansatz, der Manschettenausnehmung 60 eine sechseckige
Form zu geben. Bei dieser Form kann die Manschette 56 ebenfalls
eine Sechseckform haben, wie in den 4 und 6 veranschaulicht.
Die Manschettenausnehmung 60 hat Abnehmungen, die die Außenabnehmungen
der Manschette 56 übersteigen.
Es kann ein geringer Spalt zwischen den Seitenwänden der Manschettenausnehmungen 60 und
der Manschette 56 vorhanden sein, wenn die Manschette in
der Manschettenausnehmung 60 angeordnet ist. Dieser geringe
Spalt gestattet ein einfaches Einführen und Herausnehmen der Manschette 56,
wenn sie, wie in 4 veranschaulicht, an dem Rohr 52 angebracht
ist. Jedoch ist der Spalt nicht so groß, dass eine signifikante Vorwärts- und
Rückwärtsbewegung
der Manschette 56 in der Pressform 54 möglich wäre.
-
Die
Pressform 54 und die Manschette 56 können aus
jedem Material ausgebildet sein, das für Presswerkstücke geeignet
ist. Die Pressform 54 und die Manschette 56 können bei
aus gleichem Material wie beispielsweise Stahl ausgebildet sein.
Eine der beiden Komponenten kann alternativ aus einem anderen geeigneten
Material einschließlich,
jedoch nicht darauf beschränkt,
Aluminium, rostfreier Stahl, Titan oder Nickellegierungen ausgebildet
sein. Die in 6 veranschaulichte Manschette 56 weist
einen ersten Klemmabschnitt 70 und einen zweiten Klemmabschnitt 72 auf.
Der erste Klemmabschnitt 70 und der zweite Klemmabschnitt 72 sind
untereinander durch ein Scharnier 74 verbunden. Der zweite
Klemmabschnitt 72 enthält
in einer Manschettenfläche eine
Manschettenklemme oder Manschettenbefestigung wie beispielsweise
einen Haltebolzen 76. Der Haltebolzen 76 weist
einen Bolzenkörper 78 und
einen Bolzenkopf 80 auf. Der Bolzenkörper 78 ist dazu eingerichtet,
in einen Manschettenschlitz zu passen, der im Wesentlichen der gleiche
wie bei der Anordnung und dem Klemmmechanismus der Manschette 18 nach 3 ist.
Das Scharnier 74 erbringt eine einfache Möglichkeit,
die Abschnitte 70 und 72 zusammenzuhalten, während das
Einführen
und Herausnehmen des Werkstücks
einfach ist. Um eine Anpassung an die Krümmung des Rohrs 52 vorzunehmen, weist
der zweite Klemmabschnitt 72 einen Konus oder eine Ausnehmung 82 an
seiner der Krümmung am
nächsten
liegenden Vertikalfläche
auf.
-
Die
Pressform-und-Manschetten-Anordnung 50 der 4 bis 6 gestattet
eine sichere Platzierung eines Werkstücks mit kurzer gerader Länge, wie beispielsweise
des Rohrs 52, in einer Verpressmaschine. Sie beseitigt
die Probleme, die mit der Verwendung von Nyloneinsätzen einhergehen.
Insbesondere verhindert sie eine Drehung und eine Vorwärts- und
Rückwärtsbe wegung
des gekrümmten Werkstücks. Sie
beseitigt das Erfordernis für
den Bediener, das Werkstück
manuell bei dem Verpressvorgang am Platz zu halten, was insbesondere
bei gekrümmten
Werkstücken
schwierig sein kann. Wie bei der Anordnung 10 kann ein
Dummy-Fitting vor dem Einsetzen des Werkstücks in die Pressform 54 genutzt
werden. Der Dummy-Fitting, im Wesentlichen ein Fitting der zu verpressenden
Bauart, kann an der richtigen Position an dem Rohr 52 platziert
werden. Dann kann die Manschette an dem Rohr 52 am Platz fixiert
werden. Dieser Vorgang kann vor Auslösung des Verpressprozesses
beendet sein. Der zu verpressende Fitting und das Rohr 52 mit
der daran am Platz fixierten Manschette 56 werden dann
in die entsprechende? Ausnehmungen in der Gesenkformfläche 66 eingesetzt.
Es kann dann die Verpressmaschine betätigt werden, wobei die Manschette 56 in geeigneter
Position gehalten wird und das präzise Festsetzen des Fittings 14 auf
dem Rohr 52 sichergestellt ist. Eine Empfindlichkeit des
Prozesses hinsichtlich einer Walzenabnutzung und Pressformtoleranzvariation
ist ebenfalls beseitigt.