DE68925722T2

DE68925722T2 - Forging tool

Info

Publication number: DE68925722T2
Application number: DE68925722T
Authority: DE
Inventors: Arthur J Hyatt
Original assignee: Deutsch Co
Current assignee: Deutsch Co
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: NO894054D0; JP2923315B2; CA1320653C; DK173008B1; KR900009180A; JPH02182329A; DK658589A; ATE134322T1; AU4708689A; EP0376136B1; DK658589D0; EP0376136A3; DE68925722D1; NO180035C; EP0376136A2; NO180035B; KR920009857B1; AU623827B2; NO894054L

Abstract

A swaging tool (10) is provided for swaging a fitting and joining two tubes together, especially fittings in difficult-to-access areas. A removable head (60) of the tool (10) holds a first die (20) stationary with respect to a second die (18) moved toward the first die (20) by a double piston arrangement within the tool cylinder (53). The head (60) is slideably removable directly from the cylinder (53) by a tongue (76) and groove configuration on the head (60) and cylinder (53), respectively, which further includes head alignment means to ensure proper orientation of the dies (18, 20).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gesenk-Werkzeug mit:The invention relates to a die tool with:

- einem ersten Gesenk;- a first die;

- einem zweiten Gesenk, das auf das erste Gesenk zu bewegbar ist, um ein Werkstück zwischen diesen beiden einer Gesenkumformung zu unterziehen;- a second die which can be moved towards the first die in order to subject a workpiece between the two to a die forming process;

- einem Kopf, der das erste Gesenk relativ zu dem zweiten Gesenk während der Gesenkumformung hält;- a head that holds the first die relative to the second die during the forming process;

- einem Zylinder, der das zweite Gesenk abstützt und Mittel umfaßt, die das zweite Gesenk auf das erste Gesenk zu bewegen; und- a cylinder supporting the second die and comprising means for moving the second die towards the first die; and

- Verbindungsmitteln, die den Kopf mit dem Zylinder verbinden, wobei die Verbindungsmittel ein Paar Zungen am Kopf umfassen, die in eine Schiebeverbindung mit einem Paar Nuten am Zylinder bringbar sind, wobei sich die Zungen und die Nuten in einer Richtung erstrecken, die im wesentlichen quer zur Längsachse des Zylinders verläuft.- connecting means connecting the head to the cylinder, the connecting means comprising a pair of tongues on the head which can be brought into sliding connection with a pair of grooves on the cylinder, the tongues and the grooves extending in a direction which is substantially transverse to the longitudinal axis of the cylinder.

Ein Gesenk-Werkzeug der vorstehend genannten Art ist aus dem Dokument US-A-3 823 597 bekannt.A die tool of the above-mentioned type is known from the document US-A-3 823 597.

Seit vielen Jahren werden hydraulische Gesenkverbindungen eingesetzt, um Rohrleitungen in hydraulischen Systemen miteinander zu verbinden, insbesondere in der Luftfahrtindustrie. Die Rohre werden dabei in eine Verbindung eingeführt, die üblicherweise eine zylindrische Hülse umfaßt und die Verbindung wird dann mittels eines Gesenk-Werkzeugs einer Gesenkumformung unterzogen, um eine fluiddichte Verbindung zwischen den Rohren herzustellen. Während der Gesenkumformung wird die Verbindungshülse durch das Gesenk-Werkzeug radial einwärts zusammengedrückt. Dies bewirkt, daß ringförmige Kanten an der äußeren Oberfläche der Verbindung eingedrückt und auf deren innere Oberfläche übertragen werden. Als Ergebnis werden ringförmige Eindrückungen in dem Rohr erzeugt, die dieses sicher mit der Verbindungshülse verbinden.Hydraulic swage joints have been used for many years to join pipes in hydraulic systems, particularly in the aerospace industry. The pipes are inserted into a joint, which usually comprises a cylindrical sleeve, and the joint is then swaged using a swaging tool to create a fluid-tight connection between the pipes. During the swaging process, the coupling sleeve is compressed radially inward by the swaging tool. This causes annular edges to be depressed on the outer surface of the coupling and transferred to its inner surface. As a result, annular indentations are created in the pipe, securely connecting it to the coupling sleeve.

Bei einigen Arten von Gesenkumformungen ist der Zugang zu der mittels Gesenkumformung herzustellenden Verbindung sehr beschränkt. Es besteht daher ein Bedürfnis für ein Gesenk-Werkzeug, das die Gesenkumformung ausführen kann, andererseits aber so klein baut, daß ein Zugang zur Verbindungsstelle möglich ist.In some types of die forming, access to the joint to be formed by die forming is very limited. There is therefore a need for a die tool that can perform the die forming but is small enough to allow access to the joint.

Das eingangs erwähnte Dokument US-A-3 823 597 beschreibt ein Verlängerungsstück für ein Gesenk eines Gesenk-Werkzeugs. Das Werkzeug weist einen Kopf mit zwei langgestreckten Schenkeln auf. Die Schenkel haben nach außen weisende Vorsprünge, die so ausgebildet sind, daß sie unter Zähne des Werkzeugskörpers passen. Während des Zusammenbaus des Gesenk-Werkzeugs laufen die Vorsprünge unter den Zähnen entlang, um ein Ablösen des Kopfes vom Körper während der Gesenkumformung zu verhindern. Nach der Gesenkumformung wird der Kopf seitlich bewegt, so daß die Vorsprünge außer Eingriff mit den Zähnen rutschen. Der Körper ist an einer seiner Seiten mit einer Abschlußwand versehen, die eine Nut aufnimmt, an der sich das Rohr und die damit umzuformende Verbindungshülse abstützen. Dadurch, daß eine Abschlußwand an einer Seite des Körpers angeordnet ist, kann der Kopf in den Körper nur von der der Abschlußwand gegenüberliegenden Seite eingeführt werden. Der Kopf mit den Vorsprüngen einerseits und der Körper mit den Zähnen andererseits sind symmetrisch relativ zu einer Mittelebene des Werkzeugs ausgebildet, so daß es keinen Unterschied ausmacht, ob der Kopf in die eine Seite des Körpers in einer Richtung oder um 180º verdrehet eingeführt wird.The document US-A-3 823 597 mentioned at the beginning describes an extension piece for a die of a die tool. The tool has a head with two elongated legs. The legs have outward-pointing projections which are designed to fit under teeth of the tool body. During assembly of the die tool, the projections run along under the teeth to prevent the head from detaching from the body during die forming. After die forming, the head is moved sideways so that the projections slide out of engagement with the teeth. The body is provided on one of its sides with an end wall which receives a groove on which the tube and the connecting sleeve to be formed are supported. Because an end wall is arranged on one side of the body, the head can only be inserted into the body from the side opposite the end wall. The head with the projections on the one hand and the body with the teeth on the other hand are designed symmetrically relative to a center plane of the tool, so that it makes no difference whether the head is in which is inserted into one side of the body in one direction or rotated by 180º.

Das Dokument US-A-3 848 451 beschreibt ein relativ kompaktes Gesenk-Werkzeug nach dem Stand der Technik, das ein oberes, in einem Joch gehaltenes Gesenk sowie ein unteres Gesenk umfaßt, das mit dem Werkzeug über einen Gesenkhalter verbunden ist. Das Joch ist abnehmbar, indem eine Rändelmutter gelöst wird, so daß es möglich ist, das Joch vom Rest des Werkzeugs zu trennen, um auf diese Weise eine Verbindung mit der umzuformenden Verbindungshülse herzustellen. Trotz der Vorteile, die mit diesem Werkzeug aus dem Stand der Technik hinsichtlich seiner relativ kompakten Ausführung und Vielseitigkeit erzielbar sind, gibt es immer noch Gelegenheiten, in denen es sehr schwierig und häufig auch unmöglich ist, eine Verbindungshülse mit diesem Werkzeug umzuformen.Document US-A-3 848 451 describes a relatively compact prior art swaging tool comprising an upper die held in a yoke and a lower die connected to the tool by a die holder. The yoke is removable by loosening a knurled nut, so that it is possible to separate the yoke from the rest of the tool in order to connect it to the connecting sleeve to be formed. Despite the advantages that can be achieved with this prior art tool in terms of its relatively compact design and versatility, there are still occasions when it is very difficult and often impossible to form a connecting sleeve with this tool.

Über das Bedürfnis nach einem noch kompakteren Werkzeug hinaus gibt es noch eine Vielzahl von Problemen, die mit den Gesenk- Werkzeugen nach dem Stand der Technik zusammenhängen. Eines dieser Probleme besteht in der Möglichkeit, daß während der Verbindung des Werkzeugs mit der umzuformenden Verbindungshülse eines der Gesenke in falscher, nämlich umgekehrter Ausrichtung relativ zum anderen Gesenk liegen kann. Dies kann zu unvollständigen und damit unzuverlässigen Gesenkumformungen führen. Ein ähnliches Problem kann auftreten, wenn die Gesenke von Anfang an auf dem Werkzeug selbst so zusammengesetzt sind, daß eines der Gesenke in umgekehrter Richtung relativ zum anderen Gesenk installiert ist, sei es bereits während der Herstellung oder während des Einsatzes bei normalem Gebrauch. Verbindungen, die unvollständig oder fehlerhaft umgeformt wurden, müssen wieder entfernt und durch eine neue Verbindung ersetzt werden, was gelegentlich eine neue Verrohrung bedingt. Dies führt zu erhöhten Kosten hinsichtlich Material und Arbeit sowie zu erhöhter Ineffizienz und damit verbundenen Nachteilen.In addition to the need for an even more compact tool, there are a number of problems associated with the prior art die tools. One of these problems is the possibility that during the connection of the tool to the connecting sleeve to be formed, one of the dies may be in the wrong, i.e. reversed, orientation relative to the other die. This can lead to incomplete and thus unreliable die forming. A similar problem can arise if the dies are assembled from the beginning on the tool itself in such a way that one of the dies is installed in the reverse direction relative to the other die, either during manufacture or during normal use. Connections that have been incompletely or incorrectly formed must be removed and replaced with a new connection, which occasionally requires new piping. This leads to increased costs in terms of materials and labor as well as increased inefficiency and related disadvantages.

Es ist ferner bekannt, daß bei allen vorhandenen Werkzeugen das untere Gesenk die Neigung hat, sich während der Gesenkumformung zu verdrehen oder zu wackeln. Wenn eine Verdrehung oder ein Wackeln des Gesenks auftritt, kann dies das Werkzeug beschädigen und zu einer falsch umgeformten Verbindung führen. Bis zum heutigen Tage ist noch kein angemessenes Mittel entwickelt worden, um dieses Problem effektiv zu verhindern. Das Erkennen einer Abnutzung des Werkzeugs infolge eines häufigen Einsatzes des Werkzeugs über die Zeit könnte den Benutzer in die Lage versetzen, die Werkzeuge beizeiten zu reparieren oder zu ersetzen, um zu vermeiden, daß durch Abnutzung bedingte Probleme bei der Gesenkumformung auftreten. Bislang sind jedoch noch keine zuverlässigen Mittel bekannt geworden, um den Werkzeugverschleiß anzuzeigen. Zahlreiche weitere Probleme sind ebenfalls mit den Gesenk-Werkzeugen nach dem Stand der Technik verbunden.It is also known that in all existing tools, the lower die has a tendency to twist or wobble during the forming process. If twisting or wobbling of the die occurs, it can damage the tool and result in an improperly formed joint. To date, no adequate means have been developed to effectively prevent this problem. Detecting tool wear as a result of frequent use of the tool over time could enable the user to repair or replace the tools in a timely manner to avoid problems caused by wear during the forming process. However, no reliable means of indicating tool wear have yet been discovered. Numerous other problems are also associated with the state of the art die tools.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein Gesenk- Werkzeug zur Verfügung zu stellen, das noch vielseitiger und kompakter in der Baugröße ist, um mit den verschiedenartigsten Situationen von Gesenkumformungen fertig zu werden, mit denen der Benutzer konfrontiert wird. Darüber hinaus soll die Erfindung ein Gesenk-Werkzeug zur Verfügung stellen, das eine Umkehr der Richtung der Gesenke zueinander verhindert, das eine Verdrehung und ein Wackeln verhindert und das eine Abnutzung des Werkzeugs als Folge langandauernden Gebrauchs anzeigt.The invention is therefore based on the object of providing a die tool that is even more versatile and compact in size in order to cope with the most diverse die forming situations that the user is confronted with. In addition, the invention is intended to provide a die tool that prevents reversal of the direction of the dies relative to each other, that prevents twisting and wobbling and that indicates wear of the tool as a result of long-term use.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Gesenk-Werkzeug gelöst, das gekennzeichnet ist durch einen Gesenkhalter am Zylinder, mit einem Mittelabschnitt zur Aufnahme des zweiten Gesenks, sowie einem Paar geneigter äußerer Oberflächen auf gegenüberliegenden Seiten des zweiten Gesenks, die am Ende des Vorganges der Gesenkumformung in Anlage an ein komplementäres Paar geneigter äußerer Schultern auf gegenüberliegenden Seiten des oberen Gesenks in dem Kopf bringbar sind.According to the invention, this object is achieved by a die tool which is characterized by a die holder on the cylinder, with a central section for receiving the second die, and a pair of inclined outer surfaces on opposite sides of the second die, which at the end of the forming operation are adapted to engage a complementary pair of inclined outer shoulders on opposite sides of the upper die in the head.

Die vorliegenden Erfindung befriedigt damit die oben erläuterten Bedürfnisse und weitere mehr und führt zu weiteren damit verbundenen Vorteilen.The present invention thus satisfies the needs outlined above and more and leads to further related advantages.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Gesenk-Werkzeug zur Verfügung, das zur Gesenkumformung von hydraulischen Verbindungen und dergleichen eingesetzt wird, um zwei Rohrleitungen miteinander zu verbinden. Die zweistückige Ausbildung des Werkzeugs trägt mit anderen, weiter unten beschriebenen Merkmalen zu einem Gesenk-Werkzeug bei, das extrem kompakt und leichtgewichtig ist und es damit ermöglicht, Verbindungen durch Gesenkumformung unter begrenzten Platzverhältnissen herzustellen oder an schwierig zu erreichenden Stellen. Das Gesenk-Werkzeug der vorliegenden Erfindung soll darüber hinaus einfach in der Benutzung, zuverlässig im Gebrauch und weniger kostenträchtig in der Herstellung sein.The present invention provides a swaging tool used for swaging hydraulic joints and the like to join two pipes together. The two-piece design of the tool, along with other features described below, contributes to a swaging tool that is extremely compact and lightweight, allowing swaging of joints in confined spaces or in difficult to reach locations. The swaging tool of the present invention is also intended to be simple to use, reliable to operate and less expensive to manufacture.

Das Gesenk-Werkzeug umfaßt ein unteres Gesenk, das auf ein oberes Gesenk zu bewegbar ist, um ein Werkstück zwischen diesen beiden einer Gesenkumformung zu unterziehen. Ein Kopf des Werkzeugs hält während der Gesenkumformung das erste Gesenk raumfest relativ zu dem bewegbaren zweiten Gesenk, wobei das zweite Gesenk durch einen Gesenkhalter abgestützt wird, dessen Unterseite mit dem Werkzeugzylinder verbunden ist. Der Kopf ist unmittelbar mit dem Zylinder verbunden, und zwar über ein Paar von Zungen am Kopf, die so ausgebildet sind, daß sie in einem Paar Nuten des Zylinders gleiten. Die Zungen und Nuten erstrecken sich in einer Richtung, die im wesentlichen quer zur Längsachse des Zylinders verläuft, so daß ein schnelles Zusammensetzen und Auseinandernehmen des Kopfes relativ zum Zylinder möglich ist.The die tool includes a lower die that is movable toward an upper die to die-form a workpiece between the two. A head of the tool holds the first die stationary relative to the movable second die during die-forming, the second die being supported by a die holder whose bottom is connected to the tool cylinder. The head is directly connected to the cylinder by a pair of tongues on the head that are designed to slide in a pair of grooves in the cylinder. The tongues and grooves extend in a direction which is substantially transverse to the longitudinal axis of the cylinder, so that rapid assembly and disassembly of the head relative to the cylinder is possible.

Am Werkzeug sind vorzugsweise Maßnahmen vorgesehen, um die Gesenke relativ zueinander auszurichten. Eine dieser Maßnahmen umfaßt ein Mittel zum Ausrichten des Kopfes in Gestalt einer Rippe, die sich entlang der Länge einer der Nuten erstreckt sowie einer Mulde, die sich entlang der Länge einer zugehörigen Zunge erstreckt. Während des Zusammenfügens des Kopfes mit dem Zylinder bewegt sich die Rippe in Gleitverbindung mit der Mulde. Dieses Merkmal der Ausrichtung verhindert, daß der Kopf mit dem Zylinder in umgekehrter Ausrichtung verbunden wird, wodurch gewährleistet ist, daß das obere Gesenk relativ zum unteren Gesenk richtig ausgerichtet ist. Ein anderes Merkmal zum Ausrichten des Gesenks umfaßt einen Stift, der mit dem Zylinder verbunden ist und von dessen oberer Oberfläche an einer bestimmten Stelle absteht. Der Stift ist in eine Bohrung in der oberen Oberfläche des Gesenkhalters einführbar. Auf diese Weise kann der Gesenkhalter beim Zusammenfügen mit dem Zylinder nur auf eine Weise und damit richtig zusammengesetzt werden. Dies gewährleistet eine korrekte Ausrichtung der Gesenke relativ zueinander und trägt dazu bei, während der Gesenkumformung eine Verdrehung des unteren Gesenks in dem Gesenkhalter zu verhindern. Bei einer alternativen Ausführung der oben erläuterten Verbindung aus Stift und Bohrung hat der Zylinder eine nach oben vorstehende Schulter, die an einem Ende des Gesenkhalters anliegt, um diesen zum Zylinder auszurichten und eine unerwünschte Verdrehung zu verhindern.Preferably, the tool includes means for aligning the dies relative to one another. One of these means includes a head aligning means in the form of a rib extending along the length of one of the grooves and a trough extending along the length of an associated tongue. During assembly of the head to the cylinder, the rib moves in sliding engagement with the trough. This alignment feature prevents the head from being assembled to the cylinder in reverse alignment, thereby ensuring that the upper die is properly aligned relative to the lower die. Another die aligning feature includes a pin connected to the cylinder and projecting from the upper surface thereof at a specific location. The pin is insertable into a bore in the upper surface of the die holder. In this way, the die holder can only be assembled correctly in one way when assembled to the cylinder. This ensures that the dies are correctly aligned relative to each other and helps prevent twisting of the lower die in the die holder during die forming. In an alternative embodiment of the pin and bore connection discussed above, the cylinder has an upwardly projecting shoulder that rests against one end of the die holder to align it with the cylinder and prevent unwanted twisting.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Paar Kolben in dem Zylinder vorgesehen, mit denen das untere Gesenk auf das obere Gesenk zu bewegbar ist, um die Gesenkumformung der Verbindungshülse herzustellen. Der Zylinder ist mittels eines Trennelementes in eine obere und eine untere Kammer unterteilt. Ein oberer Kolben umfaßt einen Kopf, der für eine Hin- und -Her- Bewegung in der oberen Kammer aufgenommen ist. Der Kopf umfaßt eine Stange, die sich gleitend durch eine Bohrung im Zylinder hindurch erstreckt und mit dem unteren Gesenkhalter verbunden ist. Ein unterer Kolben umfaßt einen Kopf, der für eine Hin- und -Her-Bewegung in der unteren Kammer aufgenommen ist. Dieser Kopf umfaßt eine Stange, die sich gleitend durch eine Bohrung in dem Trennelement durcherstreckt und an einem Kopf des oberen Kolbens anliegt. Die beiden Kolben sind mittels einer Rückholfeder in einer eingezogenen Stellung vorgespannt, wobei die Rückholfeder vorzugsweise eine Vielzahl von gespapelten Tellerfedern umfaßt. Der zweite Kolben umfaßt ferner eine axiale Bohrung, durch die eine Fluid-Verbindung zwischen der oberen und der unteren Kammer hergestellt wird, wenn Fluid dem Zylinder zugeführt wird, um die Kolben zu bewegen und damit das untere Gesenk auf das obere Gesenk zuzubewegen, um das Werkstück einer Gesenkumformung zu unterziehen.According to a preferred embodiment, a pair of pistons are provided in the cylinder, with which the lower die can be moved towards the upper die in order to effect the forming of the connecting sleeve. The cylinder is divided into an upper and a lower chamber by means of a separating element. An upper piston comprises a head which is received for reciprocating movement in the upper chamber. The head comprises a rod which extends slidably through a bore in the cylinder and is connected to the lower die holder. A lower piston comprises a head which is received for reciprocating movement in the lower chamber. This head comprises a rod which extends slidably through a bore in the separating element and bears against a head of the upper piston. The two pistons are biased in a retracted position by means of a return spring, the return spring preferably comprising a plurality of stacked disc springs. The second piston further includes an axial bore through which fluid communication is established between the upper and lower chambers when fluid is supplied to the cylinder to move the pistons and thereby move the lower die toward the upper die to swage the workpiece.

Die untere Kammer des Zylinders schließt weiterhin einen zylindrischen Endverschluß ein, die sich gegenüber dem Trennelement befindet, um die untere Kammer zu verschließen. Der Endverschluß ist mit einem Außengewinde versehen, das in ein Innengewinde an der unteren Kammer einschraubbar ist. Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung verjüngt sich das Außengewinde an dem zylindrischen Endverschluß nach außen, so daß der Außendurchmesser des Endverschlusses in einer Richtung weg vom offenen Ende des Verschlusses zunimmt. Das sich verjüngende Gewinde ergibt eine verbesserte Lastverteilung, verglichen mit Gewinden, die in herkömmlicher Weise mit konstanter Steigung ausgeführt sind. Der Zahnfußradius des Innengewindes an der unteren Kammer ist ebenfalls vergrößert, wobei die Zahnspitzen des Gewindes am Endverschluß abgetragen sind. Dieser vergrößerte Zahnfußradius und die abgetragenen Zahnspitzen tragen dazu bei, einen Bruch des Werkzeugs infolge eines Versagens des Gewindes zu verhindern.The lower chamber of the cylinder further includes a cylindrical end closure located opposite the separator for closing the lower chamber. The end closure is provided with an external thread which is threadably engageable with an internal thread on the lower chamber. According to a preferred aspect of the invention, the external thread on the cylindrical end closure tapers outwardly so that the external diameter of the end closure increases in a direction away from the open end of the closure. The tapered thread provides improved load distribution compared to threads which are conventionally designed with a constant pitch. The root radius of the internal thread on the lower chamber is also increased, whereby the tooth tips of the thread at the end closure are worn away. This increased tooth root radius and the worn tooth tips help to prevent breakage of the tool as a result of thread failure.

Die Gesenke können mit dem Werkzeug über Gesenk-Rückhalteplatten an gegenüberliegenden Enden eines jeden Gesenks verbunden werden. Die Befestigungsmittel, die die Rückhalteplatten am Werkzeug halten, sind mit elastischen Mitteln versehen, die zwischen den Platten und den Verbindungsmitteln angeordnet sind, um eine Ausdehnung der Verbindungshülse und damit eine Bewegung der Platten während der Gesenkumformung zu ermöglichen, ohne daß das Verbindungsmittel abbricht oder die Platten beschädigt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt das elastische Mittel drei Federringe, die in Reihe zwischen dem Kopf des Befestigungsmittels und der äußeren Oberfläche der zugehörigen Rückhalteplatte angeordnet sind.The dies can be connected to the tool by die retaining plates at opposite ends of each die. The fastening means holding the retaining plates to the tool are provided with resilient means arranged between the plates and the connecting means to allow expansion of the connecting sleeve and thus movement of the plates during the die forming without breaking the connecting means or damaging the plates. In a preferred embodiment, the resilient means comprises three spring washers arranged in series between the head of the fastening means and the outer surface of the associated retaining plate.

Ein häufiger Gebrauch des Gesenk-Werkzeugs führt darüber hinaus zu einem Verschleiß des Werkzeuges, insbesondere an der Stelle, an der die Zunge in die Nut greift, um den Kopf mit dem Zylinder zu verbinden. Da es an dieser Stelle ein geringförmiges Spiel zwischen den einander zugehörigen Oberflächen der Zungen und der Nuten gibt, das eine Gleitbewegung für das Zusammenfügen des Werkzeugs ermöglicht, werden diese Oberflächen über die Zeit der Benutzung aufgerauht. Das Ausmaß der Aufrauhung kann in vorteilhafter Weise als sichtbares Maß herangezogen werden, um den Verschleiß des Werkzeugs bestimmen und bewerten zu können.Frequent use of the die tool also leads to wear on the tool, particularly at the point where the tongue engages the groove to connect the head to the cylinder. Since there is a slight clearance between the mating surfaces of the tongues and the grooves at this point, which allows a sliding movement for the tool to be joined together, these surfaces become roughened over time. The extent of the roughening can be used advantageously as a visible measure to determine and evaluate the wear of the tool.

Weitere Merkmale des Gesenk-Werkzeugs schließen Werkzeugeinführhilfen ein, die eine Beschädigung der Werkzeugbauteile während des Zusammenbaus des Werkzeugs verhindern. Diese Werkzeugeinführhilfen umfassen Hülsen mit abgeschrägten Öffnungen, die bspw. über den Zylinder passen, um eine Einführung des oberen Kolbens zu erleichtern, ohne daß der Kolben gegenüber dem Werkzeugzylinder beschädigt oder sonstwie verkantet wird. Das Werkzeug kann darüber hinaus mit einer zweiachsigen Gelenkverbindung versehen werden, mit der das Werkzeug in einer Ebene verdreht werden kann, die mit der Zylinderachse zusammenfällt oder um das Werkzeug entlang einer zylindrischen Ortkurve um die Achse der Schwenkverbindung herum führen zu können. Die Gelenkverbindung gestattet es, das Werkzeug nahezu in jeder erdenklichen Richtung auszurichten und verbessert erheblich die Fähigkeit des Werkzeugs, Gesenkumformungen an Verbindungen bei beschränktem Arbeitsraum vorzunehmen.Other features of the die tool include tool insertion aids that prevent damage to the tool components during assembly of the tool. These tool insertion aids include sleeves with beveled openings, which, for example, fit over the cylinder to facilitate the insertion of the upper piston without damaging or otherwise tilting the piston relative to the tool cylinder. The tool can also be provided with a two-axis articulated joint which allows the tool to be rotated in a plane which coincides with the cylinder axis or to be able to guide the tool along a cylindrical locus around the axis of the pivot joint. The articulated joint allows the tool to be oriented in almost any conceivable direction and greatly improves the tool's ability to perform die forming on joints in confined working spaces.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Einzelheiten in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, die beispielhaft die Grundzüge der Erfindung darstellen.Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of details in conjunction with the accompanying drawings, which illustrate by way of example the basic features of the invention.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die beigefügten Zeichnungen stellen die Erfindung dar. In den Zeichnungen ist:The attached drawings illustrate the invention. In the drawings:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gesenk-Werkzeugs mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung;Fig. 1 is a perspective view of a die tool with the features of the present invention;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, darstellend eine Verbindungshülse mit zugehöriger Verrohrung für eine Gesenkumformung mittels des Werkzeugs;Fig. 2 is a side view, partly in section, showing a connecting sleeve with associated tubing for swaging by the tool;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, ähnlich Fig. 1, mit abgenommenem Kopf des Werkzeugs für eine Aufnahme der Verbindungshülse;Fig. 3 is a perspective view, similar to Fig. 1, with the head of the tool removed for receiving the connecting sleeve;

Fig. 4 ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht des Werkzeugs, darstellend die wesentlichen Bauteile des Werkzeugs, aber mit im Interesse der Übersichtlichkeit fortgelassenen Gesenken;Fig. 4 is an enlarged side cross-sectional view of the tool, showing the essential components of the tool, but with the dies omitted for clarity;

Fig. 5 ist in Explosionsdarstellung eine seitliche Querschnittsdarstellung zur Illustrierung einer Werkzeugeinführhilfe zum Erleichtern der Einführung einer Rückholfeder und eines oberen Kolbens in den Werkzeugzylinder während des Zusammenfügens des Werkzeugs;Fig. 5 is an exploded side cross-sectional view illustrating a tool insertion aid for facilitating insertion of a return spring and an upper piston into the tool cylinder during assembly of the tool;

Fig. 6 ist eine weitere Explosionsdarstellung in seitlicher Querschnittsdarstellung einer anderen Werkzeugeinführhilfe zum Erleichtern des Einführens eines unteren Kolbens in einen Endverschluß, der das untere Ende des Werkzeugzylinders definiert;Fig. 6 is another exploded side cross-sectional view of another tool insertion aid for facilitating insertion of a lower piston into an end cap defining the lower end of the tool cylinder;

Fig. 7 ist eine weitere Explosionsdarstellung, in seitlicher Querschnittsansicht darstellend ein Trennelement, das auf die Baugruppe der Stange des unteren Kolbens und des Endverschlusses gemäß Fig. 6 aufgesetzt ist;Fig. 7 is another exploded view, in side cross-section, showing a separator element fitted to the lower piston rod and end cap assembly of Fig. 6;

Fig. 8 ist eine weitere Explosionsdarstellung, teilweise im Schnitt, die den endgültigen Zusammenbau der Zylinderbauteile des Werkzeugs darstellt, einschließlich einer zweiachsigen Gelenkverbindung zum Anschluß an den Werkzeugzylinder;Fig. 8 is another exploded view, partly in section, showing the final assembly of the tool’s cylinder components, including a two-axis articulation for connection to the tool cylinder;

Fig. 9 ist eine Querschnitts-/Seitenansicht von Rückhalteplatten zum Sichern der Gesenke am Werkzeug;Fig. 9 is a cross-sectional/side view of retaining plates for securing the dies to the tool;

Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels des Werkzeugzylinders; undFig. 10 is a perspective view of an alternative embodiment of the tool cylinder; and

Fig. 11 ist eine Explosionsdarstellung, im Schnitt, und zwar des Abschnittes, der in Fig. 4 mit dem Doppelpfeil 11 bezeichnet ist.Fig. 11 is an exploded view, in section, of the portion indicated by the double arrow 11 in Fig. 4.

DESCRIPTION OF THE DETAILS OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Wie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wird die Erfindung in einem Gesenk-Werkzeug verkörpert, das allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Das Werkzeug 10 dient zum Gesenkumformen einer Verbindungshülse 12 mit zwei aneinanderstoßenden Rohren 14 und 16. Das Gesenk-Werkzeug umfaßt ein unteres Gesenk 18, das so ausgebildet ist, daß es auf ein oberes Gesenk 20 zu bewegt werden kann, um die Verbindung durch Gesenkumformung herzustellen. Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt die Verbindungshülse 12 eine Hülse, die die Enden der beiden Rohre 14 und 16 aufnimmt und, nachdem die Gesenkumformung mittels des Werkzeugs hergestellt wurde, die beiden Rohre miteinander verbindet. Vor dem Umformungsvorgang weist die Verbindungshülse 12 eine glatte, zylindrische innere Wand 22 sowie eine unregelmäßig gestaltete äußere Wand 24 auf, wie im rechten Teil von Fig. 2 dargestellt. Die unregelmäßig gestaltete äußere Wand 24 ist mit einer Ringnut 26 verminderten Durchmessers versehen, von denen je eine in der Nähe der Enden der Verbindungshülse angeordnet ist. Jeweils außerhalb der Ringnut 26 befindet sich eine flache Ringschulter 28 mit einer sich nach innen vergrößernden Nase 30, die sich bis zum Ende der Verbindungshülse 12 erstreckt. Die ebene Oberfläche der Ringschulter 28 ist vorgesehen, um eine relative Verdrehung des Rohrs 16 und der Verbindungshülse 12 zu vermeiden, wenn die Umformung vollzogen ist.As shown in the accompanying drawings, the invention is embodied in a swaging tool, generally designated by the reference numeral 10. The tool 10 is used to swage a connector sleeve 12 having two abutting tubes 14 and 16. The swaging tool includes a lower die 18 which is adapted to be moved toward an upper die 20 to swage the connection. As shown in Fig. 2, the connector sleeve 12 includes a sleeve which receives the ends of the two tubes 14 and 16 and, after swaging is performed by the tool, joins the two tubes together. Before the swaging process, the connector sleeve 12 has a smooth, cylindrical inner wall 22 and an irregularly shaped outer wall 24 as shown in the right hand portion of Fig. 2. The irregularly shaped outer wall 24 is provided with an annular groove 26 of reduced diameter, one of which is arranged near each end of the connecting sleeve. Outside each annular groove 26 there is a flat annular shoulder 28 with an inwardly enlarging nose 30 which extends to the end of the connecting sleeve 12. The flat surface of the annular shoulder 28 is provided to prevent relative rotation of the tube 16 and the connecting sleeve 12 when the forming is completed.

Während des Umformungsvorgangs wird die Verbindungshülse 12 durch die Gesenke 18 und 20 des Gesenk-Werkzeugs 10 nach innen zusammengedrückt, so daß der Verbindungshülse auf ihrer inneren Wand 22 eine unregelmäßige Gestalt verliehen wird, die das Rohr eng umfaßt. Der linke Teil von Fig. 2 stellt die Verbindungshülse 12 dar, nachdem die Gesenkumformung abgeschlossen wurde, wobei die Ringschulter 28 zwangsweise einwärts verformt wurde, so daß sie eine ringförmige Eindrückung 32 auf der Innenwand 22 der Verbindungshülse bildet. Das Rohr 14 wird in entsprechender Weise in eine an die Innenwand 22 der Verbindungshülse angepaßte Gestalt umgeformt, so daß insgesamt eine dauerhafte, lecksichere Verbindung zwischen den beiden Rohren 14 und 16 hergestellt wird.During the forming process, the connecting sleeve 12 is compressed inwardly by the dies 18 and 20 of the die tool 10, so that the connecting sleeve is given an irregular shape on its inner wall 22 which tightly surrounds the pipe. The left part of Fig. 2 shows the connecting sleeve 12 after the forming process has been completed, with the annular shoulder 28 being forcibly deformed inwardly so that it forms an annular depression 32 on the inner wall 22 of the connecting sleeve. The pipe 14 is correspondingly formed into a shape adapted to the inner wall 22 of the connecting sleeve, so that overall a permanent, leak-proof connection is made between the two pipes 14 and 16.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt das Gesenk-Werkzeug 10 ein Paar identischer Gesenke 18 und 20, die einstückige und vom jeweiligen Ende nach innen weisende Schlitze aufweisen, um ein radiales Zusammendrücken der Gesenke zu ermöglichen. Betrachtet man hierzu der Übersichtlichkeit halber das untere Gesenk 18, so haben die Gesenke 18 und 20 jeweils eine gebogene Oberfläche 34 zur Aufnahme eines Abschnitts der Verbindungshülse 12. Die Oberfläche 34 schließt drei parallele Längsschlitze 36 ein, die sich durch die Oberfläche jeweils einwärts vom linken Ende des Gesenks bis zu einer Stelle in der Nähe des rechten Endes erstrecken. Weitere und ähnliche parallele Längsschlitze 38 durch die gebogene Oberfläche 34 erstrecken sich einwärts vom rechten Ende bis zu einer Stelle in der Nähe des linken Endes. Diese beiden Sätze von Schlitzen 36 und 38 erstrecken sich einwärts von einander gegenüberliegenden Enden des Gesenks und bilden langgestreckte, biegsame Elemente 40, die ein Zusammendrücken der Gesenke in radialer Richtung ermöglichen. Es versteht sich von selbst, daß auch mehr als drei Schlitze 36 und 38 in den Gesenken 18 und 20 vorgesehen werden können, falls dies gewünscht ist. Die äußeren Enden der Gesenke sind ferner mit einem kegeligen Abschnitt 42 versehen, der sich radial nach außen zum jeweils zugehörigen Ende aufweitet. Gesenke mit diesen und weiteren wünschenswerten Merkmalen sind in der US- Patentschrift 3 848 451 beschrieben. Das Gesenk-Werkzeug 10 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet derartige Gesenke. Diese müssen jedoch für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht näher erläutert werden.As shown in Figures 1 and 2, the swaging tool 10 includes a pair of identical dies 18 and 20 having integral slots extending inwardly from each end to permit radial compression of the dies. Looking at the lower die 18 for clarity, the dies 18 and 20 each have an arcuate surface 34 for receiving a portion of the connecting sleeve 12. The surface 34 includes three parallel longitudinal slots 36 each extending inwardly through the surface from the left end of the die to a location near the right end. Additional and similar parallel longitudinal slots 38 through the arcuate surface 34 extend inwardly from the right end to a location near the left end. These two sets of slots 36 and 38 extend extend inwardly from opposite ends of the die to form elongated, flexible members 40 which permit compression of the dies in a radial direction. It will be understood that more than three slots 36 and 38 may be provided in the dies 18 and 20 if desired. The outer ends of the dies are also provided with a tapered portion 42 which flares radially outwardly toward the associated end. Dies having these and other desirable features are described in U.S. Patent No. 3,848,451. The die tool 10 of the present invention utilizes such dies. However, these need not be described in detail for an understanding of the present invention.

Betrachtet man nun die Fig. 1, 3 und 4, so ist das untere Gesenk 18 in einem Gesenkhalter 44 befestigt, der eine obere Oberfläche 46 mit einem Mittelabschnitt umfaßt, der als ein im wesentlichen zylindrisches Segment 48 zur Aufnahme des gebogenen Gesenks 18 ausgebildet ist, und einen geneigten, äußeren Abschnitt 49 auf einander gegenüberliegenden Seiten des mittleren zylindrischen Elementes 48 (siehe auch Fig. 4). Der Gesenkhalter 44 umfaßt vier flache Seiten 50 und eine flache Auflage 52 zur Verbindung mit dem Werkzeugzylinder 53. Das untere Gesenk 18 ist am Gesenkhalter 44 mittels eines Paars flacher Rückhalteplatten 54 für das Gesenk gesichert, die an einander gegenüberliegenden flachen Endwänden des Gesenkhalters 44 angreifen. Ein Paar Schrauben 46 an beiden Enden der Rückhalteplatten 54 befestigt die Platten am unteren Gesenk 18. Die mittleren oberen Kanten der Platten sind mit sich nach innen erstreckenden Flanschen 58 versehen, die die kegeligen Abschnitte 42 an den Enden des unteren Gesenks 18 überlappen und sich daran anpassen, damit gewährleistet ist, daß das untere Gesenk sicher durch den Gesenkhalter 44 gehalten wird.Referring now to Figures 1, 3 and 4, the lower die 18 is mounted in a die holder 44 which includes an upper surface 46 with a central portion formed as a substantially cylindrical segment 48 for receiving the curved die 18 and an inclined outer portion 49 on opposite sides of the central cylindrical member 48 (see also Figure 4). The die holder 44 includes four flat sides 50 and a flat support 52 for connection to the tool cylinder 53. The lower die 18 is secured to the die holder 44 by a pair of flat die retaining plates 54 which engage opposite flat end walls of the die holder 44. A pair of bolts 46 at either end of the retaining plates 54 secure the plates to the lower die 18. The central upper edges of the plates are provided with inwardly extending flanges 58 which overlap and conform to the tapered portions 42 at the ends of the lower die 18 to ensure that the lower die is securely held by the die holder 44.

Das obere Gesenk 20 ist in einem im wesentlichen U-förmigen Kopf 60 gehalten. Der Kopf 60 hat einen im wesentlichen zylindrischen Mittelabschnitt 62, ähnlich dem mittleren zylindrischen Segment 48 des Gesenkhalters 44, um das gebogene obere Gesenk 20 aufzunehmen. Ein Paar geneigter äußerer Schultern 63 auf einander gegenüberliegenden Seiten des zylindrischen Mittelabschnittes 20 des Kopfes 60 ist so ausgebildet, daß es während der Gesenkumformung an den geneigten äußeren Abschnitten 49 des Gesenkhalters 44 angepaßt ist und in Anlage an diese gelangt. Der Winkel dieser geneigten Oberflächen 49 und 63 relativ zur Querachse des Werkzeugs 10 beträgt etwa 30º (siehe Fig. 4). Bei Werkzeugen nach dem Stand der Technik waren diese Oberflächen horizontal gerichtet. Dies führte zu einer unerwünscht hohen Konzentration der Belastung in dem Augenblick, in dem die Oberflächen beim Umformungsvorgang in Anlage zueinander gelangten. Dies führte zu vorzeitigem Werkzeugbruch. Um einen vorzeitigen Bruch zu verhindern, war das bekannte Werkzeug in diesem Bereich verstärkt, wodurch es jedoch größer und schwerer wurde. Die verbesserten geneigten Werkzeugoberflächen 49 und 63 gemäß der Erfindung bewirken jedoch eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung der Belastung und führen demzufolge zu einer wesentlich niedrigeren Wahrscheinlichkeit eines Werkzeugbruchs. Darüber hinaus ermöglichen es diese Maßnahmen in vorteilhafter Weise, daß das Werkzeug kleiner und leichter wird, weil das Werkzeug 10 in diesem Bereich nicht mehr verstärkt ausgebildet werden muß.The upper die 20 is held in a generally U-shaped head 60. The head 60 has a generally cylindrical central portion 62, similar to the central cylindrical segment 48 of the die holder 44, for receiving the curved upper die 20. A pair of inclined outer shoulders 63 on opposite sides of the cylindrical central portion 20 of the head 60 are designed to mate with and engage the inclined outer portions 49 of the die holder 44 during die forming. The angle of these inclined surfaces 49 and 63 relative to the transverse axis of the tool 10 is approximately 30° (see Fig. 4). In prior art tools, these surfaces were horizontally directed. This resulted in an undesirably high concentration of stress at the moment the surfaces came into contact with each other during the forming process. This led to premature tool breakage. In order to prevent premature breakage, the known tool was reinforced in this area, which however made it larger and heavier. However, the improved inclined tool surfaces 49 and 63 according to the invention result in a substantially uniform distribution of stress and consequently lead to a significantly lower probability of tool breakage. In addition, these measures advantageously enable the tool to be smaller and lighter because the tool 10 no longer has to be reinforced in this area.

Ein Paar von Rückhalteplatten 64 ist mit einander gegenüberliegenden Enden des Kopfes mittels Schrauben 66 verbunden, um das obere Gesenk 20 im Kopf zu sichern. Die oberen Rückhalteplatten 64 für das Gesenk sind mit sich nach innen erstreckenden Flanschen 68 versehen, die kegeligen Abschnitte 42 an den Enden des oberen Gesenks 20 überlappen und sich daran anlegen, um das Gesenk im Kopf 60 zu sichern. Wie in Fig. 9 dargestellt und weiter unten noch im einzelnen erläutert werden wird, ist eine spezielle Unterlegscheibe zwischen den Köpfen der Schrauben und der äußeren Oberfläche der oberen Rückhalteplatten für das Gesenk eingefügt, um zu verhindern, daß die Schrauben brechen oder die Rückhalteplatten beschädigt werden, und zwar infolge einer Ausdehnung der Verbindungshülse während des Vorganges der Gesenkumformung.A pair of retaining plates 64 are connected to opposite ends of the head by means of bolts 66 to secure the upper die 20 in the head. The upper die retaining plates 64 are provided with inwardly extending flanges 68 which overlap and engage tapered portions 42 at the ends of the upper die 20 to to secure the die in the head 60. As shown in Fig. 9 and will be explained in more detail below, a special washer is inserted between the heads of the screws and the outer surface of the upper die retaining plates to prevent the screws from breaking or the retaining plates from being damaged as a result of expansion of the connecting sleeve during the die forming process.

Der Kopf 60 ist mit zwei parallelen Seitenteilen 70 versehen, die sich von den geneigten, äußeren Schultern 63 und dem mittleren, zylindrischen Abschnitt 63 erstrecken. Die Seitenteile 70 haben ebene, parallele innere und äußere Oberflächen 72 und 74, die an ihren freien Enden in sich nach innen erstreckende Zungen 76 auslaufen. Die Zungen 76 haben abgerundete Spitzen 78 sowie abgerundete innere Oberflächen 80 und im wesentlichen flache, parallele äußere Oberflächen 82, die näher beieinander stehen als die flachen, parallelen äußeren Oberflächen 74 der Seitenteile 70. Die Zungen 76 sind so ausgebildet, daß sie von Nuten 84 im Zylinder 53 aufgenommen werden, deren Formgebung an die Formgebung der Zungen 76 angepaßt ist. Die Nuten 84 erstrecken sich in einer Richtung quer zur Längsachse des Zylinders 53. Um den Kopf 60 unmittelbar am Zylinder 53 zu befestigen, werden die Enden der Zungen 76 in einer Gleitbewegung in die zugehörigen Nuten 84 eingeführt, bis das obere Gesenk 20 im Kopf 60 unmittelbar oberhalb des unteren Gesenks 18 ausgerichtet ist. Das aus der Zunge 76 und der Nut 84 bestehende und oben beschriebene Befestigungsmittel des Kopfes 60 am Zylinder 53 ermöglicht in vorteilhafter Weise eine direkte Verbindung des Kopfes mit dem Zylinder. Es sind daher keine zwischengeschalteten Vorsprünge, Muttern oder anderen Bauteile erforderlich, um diese Verbindung herzustellen. Die unmittelbare Gleitverbindung zwischen dem Kopf 60 und dem Zylinder 53 macht daher mehrere gesonderte Bauteile entbehrlich, die bei bekannten Werkzeugen üblich sind. Dies führt zu einer kompakteren und leichteren Bauweise des Werkzeugs, ausgedrückt sowohl in axialer Länge des Werkzeugs wie auch im Gesamtdurchmesser des Werkzeugs. Die Verbindung zwischen den beiden Bauteilen ist darüber hinaus sehr sicher und kann schnell hergestellt werden. Weitere Vorteile der Schiebeverbindung zwischen dem Kopf 60 am Zylinder 53 werden weiter unten beschrieben werden.The head 60 is provided with two parallel side members 70 extending from the inclined outer shoulders 63 and the central cylindrical portion 63. The side members 70 have flat, parallel inner and outer surfaces 72 and 74 which terminate at their free ends in inwardly extending tongues 76. The tongues 76 have rounded tips 78 and rounded inner surfaces 80 and substantially flat, parallel outer surfaces 82 which are closer together than the flat, parallel outer surfaces 74 of the side members 70. The tongues 76 are adapted to be received in grooves 84 in the cylinder 53, the shape of which is adapted to the shape of the tongues 76. The grooves 84 extend in a direction transverse to the longitudinal axis of the cylinder 53. To attach the head 60 directly to the cylinder 53, the ends of the tongues 76 are inserted in a sliding movement into the associated grooves 84 until the upper die 20 in the head 60 is aligned immediately above the lower die 18. The fastening means of the head 60 to the cylinder 53 consisting of the tongue 76 and the groove 84 and described above advantageously enables a direct connection of the head to the cylinder. Therefore, no intermediate projections, nuts or other components are required to make this connection. The direct sliding connection between the head 60 and the cylinder 53 makes This makes it possible to dispense with several separate components which are common in known tools. This results in a more compact and lighter construction of the tool, both in terms of the axial length of the tool and in the overall diameter of the tool. The connection between the two components is also very secure and can be made quickly. Further advantages of the sliding connection between the head 60 and the cylinder 53 will be described below.

In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind Mittel zum Ausrichten des Kopfes vorgesehen, damit der Kopf 60 relativ zum Zylinder 53 ausgerichtet werden kann, mit der Folge, daß der Kopf mit dem Zylinder immer in der richtigen Richtung verbunden wird. Eine richtige Richtung des Kopfes relativ zum Zylinder ist wichtig, weil das obere und das untere Gesenk 20 und 18, die vom Kopf 60 bzw. vom Zylinder 53 gehalten werden, immer in richtiger Orientierung zueinander angeordnet sein müssen, um eine ordnungsgemäße Gesenkumformung der Verbindungshülse 12 zu gewährleisten. Wenn bspw. das obere Gelenk 20 in rückwärtiger Richtung relativ zum unteren Gesenk 18 angeordnet ist, könnte eine unvollständige und damit fehlerhafte Gesenkumformung der Verbindungshülse 12 auftreten.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, means for aligning the head are provided to align the head 60 relative to the cylinder 53, with the result that the head is always connected to the cylinder in the correct direction. Correct alignment of the head relative to the cylinder is important because the upper and lower dies 20 and 18, which are held by the head 60 and the cylinder 53, respectively, must always be arranged in the correct orientation to one another in order to ensure proper swaging of the connecting sleeve 12. For example, if the upper joint 20 is arranged in a rearward direction relative to the lower die 18, incomplete and thus faulty swaging of the connecting sleeve 12 could occur.

Das Mittel zum Ausrichten des Kopfes umfaßt eine Rippe 86, die sich vorzugsweise entlang der Unterseite der Nut 84 erstreckt, sowie eine Mulde 88, die sich vorzugsweise entlang der Spitze 78 der zugehörigen Zunge 76 erstreckt. Bei der Verbindung des Kopfes 60 mit dem Zylinder 53 ist die Rippe 86 so angeordnet, daß sie in der Mulde 86 aufgenommen wird, wenn sich die Zunge 76 in einer Schiebeverbindung mit der Nut 84 bewegt. Da die Kombination aus Rippe 86 und Mulde 88 nur auf einer der Zungen 76 und der zugehörigen Nut 84 ausgebildet ist, ist es unmöglich, die Richtung des Kopfes 60 und damit der Gesenke 18 und 20 zu vertauschen, wenn der Kopf 60 am Zylinder 53 befestigt wird, um eine Verbindungshülse umzuformen. Würde man versuchen, den Kopf 60 mit dem Zylinder 53 in der falschen Richtung zu verbinden, dann würde die Rippe 86 in der Nut 84 die Zunge 76 ohne die Mulde 88 daran hindern, eingeführt zu werden. Auf diese Weise wird also eine richtige Ausrichtung der Gesenke 18 und 20 jedesmal dann gewährleistet, wenn der Kopf 60 mit dem Zylinder 52 zusammengefügt wird.The means for aligning the head includes a rib 86 which preferably extends along the bottom of the groove 84 and a trough 88 which preferably extends along the tip 78 of the associated tongue 76. When the head 60 is connected to the cylinder 53, the rib 86 is arranged to be received in the trough 86 as the tongue 76 moves in sliding engagement with the groove 84. Since the combination of rib 86 and trough 88 is formed on only one of the tongues 76 and the associated groove 84, it is impossible to to reverse the direction of the head 60 and hence the dies 18 and 20 when the head 60 is attached to the cylinder 53 to form a connecting sleeve. If one were to attempt to connect the head 60 to the cylinder 53 in the wrong direction, the rib 86 in the groove 84 would prevent the tongue 76 from being inserted without the depression 88. In this way, proper alignment of the dies 18 and 20 is ensured each time the head 60 is joined to the cylinder 52.

Die flachen, parallelen Seiten 50 des Gesenkhalters 44 sind im wesentlichen komplimentär zwischen die inneren Oberflächen 72 der Seitenteile 70 des Kopfes 60 eingepaßt. Der Gesenkhalter 44 wird zwischen den Seitenteilen 70 mittels einer Kugel 90 zurückgehalten, die in eine Öffnung 92 im Gesenkhalter paßt und nach außen mittels einer Feder 94 in eine Nut 96 in der inneren Oberfläche 72 des Seitenteils 70 vorgespannt ist, wie in Fig. 4 dargestellt. Die Nut 96 erstreckt sich in axialer Richtung in ausreichendem Abstand, damit das untere Gesenk 18 und der Gesenkhalter 44 sich während des Umformvorganges auf das obere Gesenk 20 zu bewegen können, während der Kopf 60 und das obere Gesenk 20 raumfest bleiben. Die Auflage 52 des Gesenkhalters 44 stößt an die obere Oberfläche 98 des Zylinders 53 an und hat eine Ausbildung, die der Auflage des Gesenkhalters angepaßt ist.The flat, parallel sides 50 of the die holder 44 are substantially complementarily fitted between the inner surfaces 72 of the side members 70 of the head 60. The die holder 44 is retained between the side members 70 by a ball 90 which fits into an opening 92 in the die holder and is biased outwardly by a spring 94 into a groove 96 in the inner surface 72 of the side member 70, as shown in Fig. 4. The groove 96 extends axially a sufficient distance to allow the lower die 18 and die holder 44 to move toward the upper die 20 during the forming operation while the head 60 and upper die 20 remain stationary. The support 52 of the die holder 44 abuts the upper surface 98 of the cylinder 53 and has a configuration that is adapted to the support of the die holder.

Ein weiteres Merkmal des Gesenk-Werkzeugs 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen von Mitteln zum Ausrichten des unteren Gesenks 18 und des Gesenkhalters 44 relativ zum Zylinder 53, und zwar in richtiger Richtung. Aus denselben Gründen, die weiter oben im Zusammenhang mit den Mitteln zum Ausrichten des Kopfes erörtert wurden, ist es ebenso wichtig, daß während der Befestigung des unteren Gesenks 18 und des Gesenkhalters 44 am Zylinder 53 sich das untere Gesenk in der richtigen Richtung relativ zum oberen Gesenk befindet, wenn die Umformung vorgenommen wird. Das Mittel zum Ausrichten des unteren Gesenks umfaßt einen Stift 100, der mit der oberen flachen Oberfläche 98 des Zylinders 53 an einer vorbestimmten Stelle verbunden ist und von dieser absteht. Diese Stelle kann praktisch überall auf der oberen Oberfläche 98 des Zylinders liegen, ausgenommen natürlich deren Mittelpunkt und vorzugsweise weit genug entfernt von diesem Mittelpunkt, um die Positionierung des Gesenkhalters 44 auf dem Zylinder 53 zu erleichtern. Jede Positionierung des Stiftes 100 in der Nähe eines der Ränder der zylindrischen oberen Oberfläche 98 wäre geeignet. In der Auflage 52 des Gesenkhalters 44 ist eine Bohrung 102 vorgesehen, die zur Aufnahme des Stiftes 100 dient, wenn der Gesenkhalter auf dem Zylinder befestigt wird. Die Länge des Stiftes 100 und die Tiefe der Bohrung 102 sind groß genug, so daß der Gesenkhalter 44 während des Umformungsvorgangs vom Zylinder 53 fortbewegt werden kann, während sich der Stift immer noch vollständig in der Bohrung befindet. Die Bohrung 102 ist in der Auflage 52 des Gesenkhalters derart positioniert, daß dann, wenn der Stift 100 von der Bohrung aufgenommen ist und die Ränder der Auflage 52 des Gesenkhalters mit den Ränder der oberen Oberfläche 98 des Zylinders ausgerichtet sind, sich das untere Gesenk 18 in richtiger Ausrichtung zum Zylinder 53 befindet. Die Montageperson im Herstellerwerk und die Benutzerperson des Gesenk-Werkzeugs braucht daher über die Frage der korrekten Ausrichtung der Gesenke nicht herumzurätseln.Another feature of the die tool 10 according to a preferred embodiment of the present invention is the provision of means for aligning the lower die 18 and die holder 44 relative to the cylinder 53 in the correct direction. For the same reasons discussed above in connection with the means for aligning the head, it is equally important that during the fastening of the lower die 18 and the die holder 44 on the cylinder 53, the lower die is in the correct direction relative to the upper die when the forming operation is carried out. The means for aligning the lower die comprises a pin 100 connected to and projecting from the upper flat surface 98 of the cylinder 53 at a predetermined location. This location can be virtually anywhere on the upper surface 98 of the cylinder, except of course its center and preferably far enough from this center to facilitate positioning of the die holder 44 on the cylinder 53. Any positioning of the pin 100 near one of the edges of the cylindrical upper surface 98 would be suitable. A bore 102 is provided in the support 52 of the die holder 44 for receiving the pin 100 when the die holder is mounted on the cylinder. The length of the pin 100 and the depth of the bore 102 are large enough so that the die holder 44 can be moved away from the cylinder 53 during the forming operation while the pin is still completely within the bore. The bore 102 is positioned in the die holder seat 52 such that when the pin 100 is received in the bore and the edges of the die holder seat 52 are aligned with the edges of the cylinder upper surface 98, the lower die 18 is in proper alignment with the cylinder 53. The assembly person at the factory and the user of the die tool therefore need not puzzle over the question of correct alignment of the dies.

Die Kombination aus Stift 100 und Bohrung 102, so wie sie oben beschrieben wurde, verhindert darüber hinaus eine unerwünschte Verdrehung des Gesenkhalters 44 relativ zum Zylinder 53, die ansonsten während des Umformungs-Vorganges auftreten könnte. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, das in Fig. 10 dargestellt ist, ist eine geneigte Schulter 103, die von der oberen flachen Oberfläche 98 des Zylinders 53 absteht, so ausgebildet, daß sie gegen ein Ende des Gesenkhalters 44 anstößt, um eine Relativverdrehung des Gesenkhalters relativ zum Zylinder zu verhindern. Diese Anti-Verdrehungs-Merkmale haben den Sinn, die Lebensdauer des Werkzeuges und die Zuverlässigkeit des Umformungs-Vorganges zu verbessern.The combination of pin 100 and bore 102 as described above also prevents undesirable rotation of the die holder 44 relative to the cylinder 53, which could otherwise occur during the forming process. In an alternative embodiment, shown in Fig. 10, an inclined shoulder 103 extending from the upper flat surface 98 of the cylinder 53 is formed to abut against one end of the die holder 44 to prevent relative rotation of the die holder relative to the cylinder. These anti-rotation features are intended to improve the life of the tool and the reliability of the forming operation.

Um die Verbindungshülse 12 der Gesenkumformung zu unterziehen, wird das untere Gesenk 18 auf das obere Gesenk 20 mittels einer Kolbenanordnung im Zylinder 53 zu bewegt. Die Kolbenanordnung ist am besten aus Fig. 4 erkennbar. Sie umfaßt ein Trennelement 104 im Zylinder 53, das einen ersten oder oberen Zylinderraum 106 sowie einen zweiten oder unteren Zylinderraum 108 definiert. Das Trennelement 104 ist eine zylindrische Scheibe mit einer zentralen, axialen Bohrung 110. Die äußeren umlaufenden Ränder des Trennelementes 104 sind mit einer sich nach außen erstreckenden Ringschulter 112 versehen, die sich an eine sich nach innen erstreckende Ringschulter 114 auf der Innenoberfläche des Zylinders anlegt, um auf diese Weise den Zugang zur oberen Kammer 106 zu bilden. Das Trennelement 104 ist zwischen den Räumen 106 und 108 gegen die zylindrische Schulter 114 durch das offene Ende 116 eines zylindrischen Endverschlusses 118 gesichert, der das äußere Ende des Zylinders 53 abschließt. Das offene Ende 116 des Endverschlusses 118 ist mit einer äußeren Oberfläche 120 in Gestalt eines Außengewindes versehen, das in eine als Innengewinde ausgestaltete Oberfläche 122 am äußeren Ende des Zylinders 53 im Bereich des unteren Raumes 108 eingeschraubt werden kann. Wenn der Endverschluß 118 vollkommen in den Zylinder 53 eingeschraubt ist, schließt er somit das Trennelement 104 zwischen seinem offenen Ende 116 und der sich nach innen erstreckenden Schulter 114 an der inneren Oberfläche des Zylinders ein. Eine Gewindebohrung 124 in der Mitte des Endverschlusses 118 gestattet die Zuführung eines Fluids zum Zylinder 53, um eine pneumatische oder hydraulische Betätigung des Gesenk- Werkzeugs 10 zu ermöglichen, je nachdem, wie es gewünscht wird. Es muß ferner darauf hingewiesen werden, daß die innere zylindrische Oberfläche des Endverschlusses 118 glatt ist und die Seitenwand des unteren Raumes 108 bildet.In order to swage the connecting sleeve 12, the lower die 18 is moved toward the upper die 20 by means of a piston assembly in the cylinder 53. The piston assembly is best seen in Fig. 4. It includes a separator 104 in the cylinder 53 which defines a first or upper cylinder chamber 106 and a second or lower cylinder chamber 108. The separator 104 is a cylindrical disk having a central axial bore 110. The outer peripheral edges of the separator 104 are provided with an outwardly extending annular shoulder 112 which abuts against an inwardly extending annular shoulder 114 on the inner surface of the cylinder to thereby provide access to the upper chamber 106. The separating element 104 is secured between the spaces 106 and 108 against the cylindrical shoulder 114 by the open end 116 of a cylindrical end cap 118 which closes the outer end of the cylinder 53. The open end 116 of the end cap 118 is provided with an outer surface 120 in the form of an external thread which can be screwed into an internally threaded surface 122 on the outer end of the cylinder 53 in the region of the lower space 108. When the end cap 118 is fully screwed into the cylinder 53, it thus closes the separating element 104 between its open end 116 and the inwardly extending shoulder 114 on the inner surface of the A threaded bore 124 in the center of the end cap 118 allows fluid to be supplied to the cylinder 53 to enable pneumatic or hydraulic actuation of the die tool 10, as desired. It should also be noted that the inner cylindrical surface of the end cap 118 is smooth and forms the side wall of the lower chamber 108.

Im Zylinder 53 ist eine Doppelkolben-Anordnung vorgesehen. Diese umfaßt einen ersten oder oberen Kolben 126 im oberen Raum 106 sowie einen zweiten oder unteren Kolben 128 im unteren Raum 108. Insbesondere ist der obere Kolben 126 mit einem Kopf 130 versehen, der für eine Hin- und -Her-Bewegung im oberen Raum 106 geführt ist, sowie mit einer Stange 132, die sich aufwärts durch eine axiale Bohrung 134 im Zylinder 53 erstreckt und mit dem Gesenkhalter 44 verbunden ist, der das untere Gesenk 18 trägt. Das obere Ende der Stange 132 befindet sich in einer Ausnehmung 136 in der Auflage 52 des Gesenkhalters und ist mit dieser durch eine Mehrzahl von Sprengringen 138 verbunden. Eine Rückholfeder 140 ist im oberen Raum 106 um die Stange 132 herum sowie zwischen dem Kopf 130 des oberen Kolbens und dem oberen Ende des oberen Raumes 106 angeordnet. Die Rückholfeder 140 spannt den oberen Kolben 126 gegenüber dem Trennelement 104 vor, wenn kein Fluiddruck im Zylinder 53 herrscht. Dadurch wird erreicht, daß nach Beendigung jedes Gesenkumform-Vorganges, in dessen Verlauf der obere Kolben 126 sich nach oben bewegt, um das untere Gesenk 18 auf das obere Gesenk 120 zu zubewegen, das untere Gesenk 18 wieder unter der Wirkung der Rückholfeder 140 gegen das Trennelement 104 zurückgezogen wird. Der untere Kolben 128 weist einen zylindrischen Kopf 142 auf, der für eine Hin- und -Her-Bewegung in dem unteren Raum 108 geführt ist, sowie mit einer Stange 144, die sich nach oben durch die zentrale, axiale Bohrung 110 im Trennelement 104 erstreckt. Das Ende der Stange 144 des unteren Kolbens stößt an den Kopf 130 des oberen Kolbens an. Eine axiale Durchgangsbohrung 146 erstreckt sich über die gesamte Länge durch den unteren Kolben 128 hindurch und bildet damit eine Fluid-Verbindung zwischen dem unteren Raum 108 und dem oberen Raum 106.A dual piston arrangement is provided in the cylinder 53. This includes a first or upper piston 126 in the upper space 106 and a second or lower piston 128 in the lower space 108. In particular, the upper piston 126 is provided with a head 130 guided for reciprocating movement in the upper space 106 and a rod 132 extending upwardly through an axial bore 134 in the cylinder 53 and connected to the die holder 44 which supports the lower die 18. The upper end of the rod 132 is located in a recess 136 in the die holder support 52 and is connected thereto by a plurality of snap rings 138. A return spring 140 is arranged in the upper chamber 106 around the rod 132 and between the head 130 of the upper piston and the upper end of the upper chamber 106. The return spring 140 biases the upper piston 126 against the separating element 104 when there is no fluid pressure in the cylinder 53. This ensures that after completion of each die forming process in which the upper piston 126 moves upward to move the lower die 18 towards the upper die 120, the lower die 18 is again retracted against the separating element 104 under the action of the return spring 140. The lower piston 128 has a cylindrical head 142 guided for reciprocating movement in the lower chamber 108 and a rod 144 extending upwardly through the central axial bore 110 in the separator 104. The end of the lower piston rod 144 abuts the upper piston head 130. An axial through-bore 146 extends the entire length through the lower piston 128 and thereby forms a fluid connection between the lower chamber 108 and the upper chamber 106.

Das Gesenk-Werkzeug 10 verwendet eine Doppelkolben-Anordnung der oben beschriebenen Art zum Zweck der Kraftverstärkung. Ein Fluid tritt in den unteren Raum 108 durch die Bohrung 124 im Endverschluß ein und strömt durch die Durchgangsbohrung 146 in den Bereich hinter dem oberen Kolben 126. Die Durchgangsbohrung ist mit einem konisch aufgeweiteten Zugang 148 versehen, um eine Aufwärtsbewegung des unteren Kolbens 128 während des Beginns der Zuführung des Fluids zu erleichtern. Ein ringförmiger Aussparungsbereich 150 im Endverschluß 180 unterhalb des Kopfes 142 des unteren Kolbens ermöglicht es, daß das Fluid sich hinter dem Kopf schneller aufbaut, um die Aufwärtsbewegung des Kolbens weiter zu erleichtern. Sobald das Fluid den oberen Kolben 126 über die Durchgangsbohrung 146 erreicht, baut es sich zunächst in einem kleinen Bereich hinter dem Kopf 130 auf und wird dann schnell hinter den gesamten Kopf 130 verteilt, sobald sich der untere Kolben 128 nach oben bewegt, was wiederum den oberen Kolben 126 vom Trennelement 104 abhebt. Die zuvor geschilderte Kolbenstruktur nutzt in vorteilhafter Weise den gesamten Bereich der Oberfläche des Kopfes jedes Kolbens aus. Es ist wichtig, festzuhalten, daß dies die Kolbenkraft maximiert, ohne daß es erforderlich ist, den Druck des Fluids zu erhöhen. Im Ergebnis ist es möglich, eine Anordnung mit einem kleineren Kolben einzusetzen, was sich wiederum in einem kompakteren und leichteren Aufbau des Werkzeugs auswirkt, insbesondere im Hinblick auf den Gesamtdurchmesser des Werkzeugs.The swaging tool 10 uses a dual piston arrangement of the type described above for the purpose of force amplification. Fluid enters the lower chamber 108 through the bore 124 in the end cap and flows through the through bore 146 into the area behind the upper piston 126. The through bore is provided with a flared access 148 to facilitate upward movement of the lower piston 128 during the initiation of fluid delivery. An annular recess area 150 in the end cap 180 below the head 142 of the lower piston allows the fluid to build up more quickly behind the head to further facilitate upward movement of the piston. As the fluid reaches the upper piston 126 via the through bore 146, it initially builds up in a small area behind the head 130 and is then rapidly distributed behind the entire head 130 as the lower piston 128 moves upward, which in turn lifts the upper piston 126 from the separator 104. The piston structure described above advantageously utilizes the entire area of the surface of the head of each piston. It is important to note that this maximizes the piston force without the need to increase the pressure of the fluid. As a result, it is possible to use an arrangement with a smaller piston, which in turn results in a more compact and lighter tool design, particularly with regard to the overall diameter of the tool.

Im Rahmen der Bemühungen, das Werkzeug so kompakt und leicht wie möglich zu gestalten, wurde festgestellt, daß eine herkömmliche Schraubenfeder nicht das am meisten geeignete Bauelement zum Einsatz als Rückholfeder 140 ist. Stattdessen wurde gefunden, daß ein kleiner Stapel von Tellerfedern dieselbe Last in weit weniger Bauraum aufnehmen kann, im Vergleich zu einer wesentlich größeren Schraubenfeder. Der Stapel von Tellerfedern 140 in der vorliegenden Erfindung ist im Durchmesser kleiner, im Gewicht leichter, kann eine höhere Belastung aufnehmen und führt zu einer schnelleren Rückkehrbewegung des oberen Kolbens 126, verglichen mit einer herkömmlichen Schraubenfeder. Auch dies trägt wiederum zu einer Verminderung der Größe und des Gewichtes des Gesenk-Werkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung bei.In an effort to make the tool as compact and lightweight as possible, it was found that a conventional coil spring was not the most suitable structural member for use as the return spring 140. Instead, it was found that a small stack of Belleville springs could accommodate the same load in a much smaller space as compared to a much larger coil spring. The stack of Belleville springs 140 in the present invention is smaller in diameter, lighter in weight, can accommodate a higher load and results in a faster return movement of the upper piston 126 as compared to a conventional coil spring. This again contributes to a reduction in the size and weight of the die tool according to the present invention.

Die Vielseitigkeit des Gesenk-Werkzeugs 10 wird ferner durch eine zweiachsige Gelenkverbindung 152 verbessert, die durch Schrauben mit der Unterseite des Zylinders 53 über eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung 124 im Endverschluß 118 dargestellt wird, wie man am besten aus Fig. 4 erkennt. Die Gelenkverbindung 152 umfaßt eine erste Gelenkverbindung 154, die es ermöglicht, das Werkzeug 10 in einer Ebene zu verdrehen, die mit der Achse des Zylinders 53 zusammenfällt. Eine zweite Gelenkverbindung 156 gestattet es, das Werkzeug 10 entlang einer zylindrischen Ortskurve um die Längsachse der Gelenkverbindung 152 herum zu führen. Auf diese Weise gestattet es die Gelenkverbindung 152, das Werkzeug 10 in praktisch jede Richtung zu führen. Dieses Merkmal ist von besonderer Nützlichkeit, bspw. dann, wenn eine Gesenkumformung unter engen Zugangsbedingungen ausgeführt werden soll oder wenn ein direkter axialer Zugang zur Verbindungshülse 12 nicht möglich ist.The versatility of the die tool 10 is further enhanced by a two-axis articulation 152 which is provided by bolting to the bottom of the cylinder 53 through an internally threaded bore 124 in the end cap 118, as best seen in Figure 4. The articulation 152 includes a first articulation 154 which allows the tool 10 to rotate in a plane coincident with the axis of the cylinder 53. A second articulation 156 allows the tool 10 to be guided along a cylindrical locus about the longitudinal axis of the articulation 152. In this way, the articulation 152 allows the tool 10 to be guided in virtually any direction. This feature is particularly useful, for example, when a die forming operation is to be carried out under tight access conditions or when direct axial access to the connecting sleeve 12 is not possible.

Ein häufiger Einsatz des Gesenk-Werkzeugs 10 mit zugehörigen Aufbringen eines relativ hohen Druckes für das Zusammenpressen der Gesenke 18 und 20 führt zu einem allmählichen Verschleiß des Werkzeugs. Eine Art eines derartigen Verschleißes ist durch die axialen Belastungen verursacht, die auf die Seitenteile 70 des Kopfes 60 ausgeübt werden, insbesondere an der Stelle, an der die Zungen 76 in die Nuten 84 greifen, um den Kopf 60 mit dem Zylinder 52 zu verbinden. Da es ein geringfügiges Spiel zwischen den aneinanderliegenden Oberflächen der Zungen 76 und der Nuten 84 gibt, um eine Gleitbewegung zwischen diesen Elementen beim Zusammenbau des Werkzeugs zu ermöglichen, verursacht jeder Gesenk-Umformvorgang eine Reibung der Zungen an den Nuten, was wiederum zu einem gewissen Werkzeugverschleiß führt. Es ist wichtig, den Verschleiß des Werkzeugs zu erkennen, weil es auf diese Weise möglich ist, die verschlissenen Teile auszutauschen oder zu reparieren, bevor ein größeres Problem auftritt.Frequent use of the swaging tool 10, with the associated application of relatively high pressure to compress the dies 18 and 20, results in gradual wear of the tool. One type of such wear is caused by the axial loads exerted on the side members 70 of the head 60, particularly where the tongues 76 engage the grooves 84 to connect the head 60 to the cylinder 52. Since there is a slight clearance between the mating surfaces of the tongues 76 and the grooves 84 to allow sliding movement between these elements during assembly of the tool, each swaging operation causes friction of the tongues against the grooves, which in turn results in some tool wear. It is important to detect tool wear because it makes it possible to replace or repair worn parts before a major problem occurs.

Ein extremer Verschleiß an Werkzeug kann auch als Ergebnis einer unvollständig oder fehlerhaft ausgeführten Gesenk-Umformverbindung auftreten. Gemäß der vorliegenden Erfindung unterliegen die äußeren Oberflächen der Zungen 76 in dem Bereich, in dem sie in die Nuten 84 eingreifen, einem Verschleiß und werden während des Einsatzes des Werkzeugs 10 aufgerauht, um auf diese Weise den Verschleiß des Werkzeugs anzuzeigen. Dieser aufgerauhte Bereich ist zur Verdeutlichung mit dem Bezugszeichen 158 bezeichnet. Der Bereich 158 unterliegt einem Verschleiß und wird dadurch aufgerauht, daß ein begrenzter Betrag an Reibung oder Abrieb zwischen den Zungen 76 und den Nuten 84 während des Gesenk-Umf ormvorganges auftritt. Sobald der Bereich 158 hinreichend verschlissen und aufgerauht ist, kann dies als eine Anzeige dafür eingesetzt werden, daß bestimmte Elemente des Werkzeugs ersetzt oder repariert werden müssen, vielleicht das Werkzeug selbst.Extreme tool wear can also occur as a result of an incomplete or faulty swaging joint. In accordance with the present invention, the outer surfaces of the tongues 76 in the area where they engage the grooves 84 wear and become roughened during use of the tool 10 to indicate tool wear. This roughened area is designated by the reference numeral 158 for clarity. The area 158 wears and becomes roughened by a limited amount of friction or abrasion occurring between the tongues 76 and the grooves 84 during the swaging process. Once the area 158 is sufficiently worn and roughened, this can be used as an indication that certain elements of the tool needs to be replaced or repaired, perhaps the tool itself.

Ein weiterer Vorteil des Werkzeugs 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen von Werkzeugeinführhilfen, die verhindern sollen, daß Bauelemente des Werkzeugs während des Zusammenbaus des Werkzeugs beschädigt werden. Diese Werkzeugeinführhilfen sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt und erleichtern die Zusammenfügung der Bauelemente des Zylinders des Werkzeugs in einer Art und Weise, wie sie in den Fig. 5 bis 8 dargestellt ist. Ein erster Schritt beim Zusammenbau des Zylinders ist in Fig. 5 dargestellt. Er umfaßt das Einsetzen des Stapels von Tellerfedern 140 auf die Stange 132 des oberen Kolbens sowie die Einführung des oberen Kolbens 126 in das offene Ende des Zylinders 53. Die in Fig. 5 dargestellte Werkzeugeinführhilfe 160 verhindert, daß der Kopf 130 des oberen Kolbens 126 beim Einführen beschädigt oder gegen den Zylinder 53 verkantet wird. Die Werkzeugeinführhilfe 160 umfaßt eine im wesentlichen zylindrische Hülse mit einem dünnwandigen inneren Ende 162, das so ausgebildet ist, daß es in das Innengewinde 122 des unteren Raumes 108 eingeführt und daran zur Anlage gebracht werden kann. Ein dickwandiges äußeres Ende 164 der Einführhilfe 160 erstreckt sich aus dem unteren Raum 108 hinaus und über das offene Ende des Zylinders 53. Der Zugang zu der Hülse 160 befindet sich am äußeren Ende und weist einen angeschrägten Abschnitt 166 auf, der das Einführen des oberen Kolbens 126 in den Zylinder 53 weiter erleichtert. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß der Innendurchmesser des dünnwandigen inneren Endes 162 der Einführhilfe 160 im wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser des oberen Raumes 106, so daß ein stetiger Übergang zwischen dem Bereich, der den unteren Raum 108 des Zylinders definiert und dem Bereich, der den oberen Raum 106 definiert, gewährleistet ist. Die Einführhilfe 160 kann aus einem frei bearbeiteten Stahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen, der den oberen Kolben 126 nicht beschädigt. Nach dem Einführen kann die Einführhilfe 160 entfernt und für den nächsten Einsatz beiseite gelegt werden.Another advantage of the tool 10 according to a preferred embodiment of the present invention is the provision of tool insertion aids to prevent components of the tool from being damaged during assembly of the tool. These tool insertion aids are shown in Figs. 5 and 6 and facilitate the assembly of the components of the cylinder of the tool in a manner as shown in Figs. 5 to 8. A first step in the assembly of the cylinder is shown in Fig. 5. It includes inserting the stack of disc springs 140 onto the rod 132 of the upper piston and inserting the upper piston 126 into the open end of the cylinder 53. The tool insertion aid 160 shown in Fig. 5 prevents the head 130 of the upper piston 126 from being damaged or jammed against the cylinder 53 during insertion. The tool insertion aid 160 comprises a substantially cylindrical sleeve with a thin-walled inner end 162 which is designed to be inserted into and brought into contact with the internal thread 122 of the lower chamber 108. A thick-walled outer end 164 of the insertion aid 160 extends out of the lower chamber 108 and over the open end of the cylinder 53. Access to the sleeve 160 is located at the outer end and has a beveled section 166 which further facilitates the insertion of the upper piston 126 into the cylinder 53. It should also be noted that the inner diameter of the thin-walled inner end 162 of the insertion aid 160 is substantially the same size as the inner diameter of the upper chamber 106, so that a continuous transition between the area defining the lower chamber 108 of the cylinder and the area defining the upper chamber 106 is ensured. The Insertion aid 160 may be made of a free machined steel or other suitable material that does not damage the upper piston 126. After insertion, the insertion aid 160 can be removed and set aside for the next use.

Der nächste Schritt im Zusammenbau der Zylinderbauelemente des Werkzeugs 10 ist in Fig. 6 dargestellt. Er umfaßt das Einführen des unteren Kolbens 128 in das offene Ende 116 des Endverschlusses 118. Wiederum erleichtert eine andere Werkzeugeinführhilfe 168 diesen Zusammenbauschritt. Insbesondere umfaßt die zweite Werkzeugeinführhilfe 168 eine im wesentlichen zylindrische Hülse, die so ausgebildet ist, daß sie auf das offene Ende 116 des mit einem Außengewinde versehenen Endverschlusses 118 aufgesetzt werden kann. Der Innendurchmesser der Hülse 168 ist im wesentlichen gleich groß wie der Innendurchmesser des mit einer glatten Wand versehenen Innenraums des Endverschlusses 118. Der Zugang zu der Einführhilfe hat ebenfalls einen angeschrägten Abschnitt 170, um das Einführen des unteren Kolbens 128 in den zylindrischen Endverschluß 118 zu erleichtern. Sobald der untere Kolben 128 in den Endverschluß 118 eingeführt und die Einführhilfe 168 entfernt ist, wird das Trennelement 104 auf der Stange 144 des unteren Kolbens 128 aufgesetzt, wie in Fig. 7 dargestellt. Die Einführhilfe 168 kann dann für den nächsten Einsatz beiseite gelegt werden.The next step in assembling the cylinder components of the tool 10 is shown in Figure 6. It involves inserting the lower piston 128 into the open end 116 of the end cap 118. Again, another tool insertion aid 168 facilitates this assembly step. In particular, the second tool insertion aid 168 comprises a substantially cylindrical sleeve adapted to be fitted onto the open end 116 of the externally threaded end cap 118. The inner diameter of the sleeve 168 is substantially equal to the inner diameter of the smooth-walled interior of the end cap 118. The access to the insertion aid also has a tapered portion 170 to facilitate insertion of the lower piston 128 into the cylindrical end cap 118. Once the lower piston 128 is inserted into the end closure 118 and the insertion aid 168 is removed, the separator element 104 is placed on the rod 144 of the lower piston 128 as shown in Fig. 7. The insertion aid 168 can then be put aside for the next use.

Der letzte Schritt des Zusammenbaus ist in Fig. 8 dargestellt. Darin wird der Endverschluß 118, der den unteren Kolben 128 und das Trennelement 104 trägt, in den Zylinder 53 eingeschraubt, bis das offene Ende 116 des Endverschlusses 118 das Trennelement 104 gegen die sich nach innen erstreckende Schulter 114 des Zylinders sichert, der den Zugang zum oberen Raum 106 definiert. Nach Abschluß dieses Zusammenbauschrittes kann die zweiachsige Gelenkverbindung 152 an den Endverschluß 118 des Zylinders angeschlossen und ihrerseits an eine entsprechende hydraulische oder pneumatische Versorgung (nicht dargestellt) angeschlossen werden, um dem Werkzeug 10 einen Fluiddruck zuzuführen.The final step of assembly is shown in Fig. 8. Therein, the end cap 118, which carries the lower piston 128 and the separator 104, is screwed into the cylinder 53 until the open end 116 of the end cap 118 secures the separator 104 against the inwardly extending shoulder 114 of the cylinder, which defines the access to the upper space 106. After completion of this assembly step, the biaxial Articulated joint 152 can be connected to the end closure 118 of the cylinder and in turn can be connected to an appropriate hydraulic or pneumatic supply (not shown) in order to supply fluid pressure to the tool 10.

Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung ist das Vorsehen von sich verjüngenden Gewinden beim Außengewinde 120 des Endverschlusses 118. Es ist bekannt, daß eine wesentliche Verbesserung in der Lastverteilung eines Gewindes dadurch erzielt werden kann, daß man das Gewinde des männlichen oder des weiblichen Gewindebauteils in entsprechender Weise verjüngt ausbildet, verglichen mit einem herkömmlichen Gewinde mit konstanter Steigung. Das sich verjüngende Gewinde ergibt eine wesentliche Verbesserung in der Festigkeit der Schraubverbindung, insbesondere solchen, die normalerweise eine spröd-plastische Verformung fördern und daher häufig zu einem Sprödbruch führen, wie dies z.B. bei dynamischen Belastungen in Gesenk-Werkzeugen auftritt. Aus diesem Grunde ist das Außengewinde 120 des zylindrischen Endverschlusses 118 bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach außen abgeschrägt, so daß der Außendurchmesser des Endverschlusses 118 sich in einer Richtung fort vom offenen Ende 116 des Endverschlusses 118 vergrößert, wobei das Innengewinde 122 des Zylinders 53 in herkömmlicher Weise mit konstanter Steigung ausgebildet ist.Another preferred feature of the invention is the provision of tapered threads on the external thread 120 of the end cap 118. It is known that a significant improvement in the load distribution of a thread can be achieved by making the thread of the male or female threaded component tapered in a corresponding manner, compared to a conventional thread with a constant pitch. The tapered thread results in a significant improvement in the strength of the screw connection, especially those that normally promote brittle-plastic deformation and therefore often lead to brittle fracture, as occurs, for example, with dynamic loads in die tools. For this reason, in the preferred embodiment, the external thread 120 of the cylindrical end closure 118 is tapered outwardly so that the outside diameter of the end closure 118 increases in a direction away from the open end 116 of the end closure 118, with the internal thread 122 of the cylinder 53 being formed in a conventional manner with a constant pitch.

Weitere Modifizierungen des Außengewindes 120 des Endverschlusses 118 und des Innengewindes 122 des Zylinders 53, die in Fig. 11 dargestellt sind, sehen vor, daß das Innengewinde 122 des Zylinders 53 mit einem Zahnfußradius 171 versehen wird, der größer ist als nach UNJ-Norm. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Zahnfußradius 171 des Gewindes 122 des Zylinders wobei der Innendurchmesser im Bereich des Gewindes ungefähr 60,325 mm (2,375 Zoll) beträgt. Der Zahnfußradius nach UNJ-Norm liegt für derartige Gewinde normalerweise ungefähr zwischen 0,3175 und 0,381 mm (0,0125 und 0,0150 Zoll). Demzufolge ist der Zahnfußradius 171 beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ungefähr 40 % größer als der übliche Zahnfußradius. Eine weitere Modifizierung betrifft das Entfernen der Zahnspitze 173 des nach außen geneigten Außengewindes 120 am Endverschluß 118. Bei dem erläuterten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden ungefähr 0,7366 bis 0,7874 mm (0,029 bis 0,031 Zoll) der Zahnspitze entfernt. Im übrigen folgen die nach außen geneigten Gewinde 120 des Endverschlusses 118 den UNJ-Normen. Der großzügiger bemessene Zahnfußradius 171 in Verbindung mit den Zahnspitzen 173 verminderter Größe (sowie die Schräge des Gewindes 120 des Endverschlusses 118) verbessern die Lastverteilung im Gewinde beträchtlich, erhöhen die Festigkeit der Schraubverbindung und vermindern die Wahrscheinlichkeit eines Werkzeugbruchs.Further modifications of the external thread 120 of the end cap 118 and the internal thread 122 of the cylinder 53, which are shown in Fig. 11, provide that the internal thread 122 of the cylinder 53 is provided with a tooth root radius 171 which is larger than the UNJ standard. In the preferred embodiment, the tooth root radius 171 of the thread 122 of the cylinder is, whereby the internal diameter in the area of the thread is approximately 60.325 mm (2.375 inches). The UNJ standard root radius for such threads is typically between approximately 0.3175 and 0.381 mm (0.0125 and 0.0150 inches). Accordingly, the root radius 171 in the preferred embodiment is approximately 40% larger than the usual root radius. Another modification involves the removal of the tooth tip 173 of the outwardly inclined external thread 120 on the end cap 118. In the preferred embodiment illustrated, approximately 0.7366 to 0.7874 mm (0.029 to 0.031 inches) of the tooth tip is removed. Otherwise, the outwardly inclined threads 120 of the end cap 118 follow UNJ standards. The more generously dimensioned tooth root radius 171 in conjunction with the reduced size of the tooth tips 173 (as well as the bevel of the thread 120 of the end closure 118) considerably improve the load distribution in the thread, increase the strength of the screw connection and reduce the likelihood of tool breakage.

Die Mehrheit der Bauelemente des Werkzeugs 10 gemäß der vorliegenden Erfindung sind aus einem Material hoher Zugfestigkeit hergestellt, bspw. aus rostfreiem Stahl oder z.B. aus martensitischen Stahl. Diese Bauelemente umfassen das untere Gesenk 18, das obere Gesenk 20, den Gesenkhalter 40, den Werkzeugzylinder 53, den Kopf 60, den Stift 100, das Trennelement 104, den Endverschluß 118, den oberen Kolben 126 und den unteren Kolben 128. Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen vieler dieser Bauteile, bspw. des Zylinders 53 und des Kopfes 60, ist das Elektroerodieren (elektrische Entladungsmaschine - EDM). Die Rückhalteplatten 54 und 64 für das Gesenk können aus kaltgewalztem Stahl bestehen und die Werkzeugeinführhilfen 160 und 168 können aus frei bearbeitetem Stahl hergestellt werden. Die Rückholfeder 140 kann aus Federstahl hergestellt werden.The majority of the components of the tool 10 according to the present invention are made of a high tensile strength material, such as stainless steel or martensitic steel. These components include the lower die 18, the upper die 20, the die holder 40, the tool cylinder 53, the head 60, the pin 100, the separator 104, the end cap 118, the upper piston 126 and the lower piston 128. A preferred method for manufacturing many of these components, such as the cylinder 53 and the head 60, is by electrical discharge machining (EDM). The die retaining plates 54 and 64 may be made of cold rolled steel and the tool insertion aids 160 and 168 may be made of free machined steel. The return spring 140 may be made of spring steel.

Die Wirkungsweise des Gesenk-Werkzeugs 10 ist wie folgt. Eine Verbindungshülse 12, die einer Gesenkumformung unterzogen werden soll, wird zwischen dem oberen und dem unteren Gesenk 18 und 20 angeordnet, wobei sich das untere Gesenk 18 in einer zurückgezogenen Position befindet. Dies kann dadurch geschehen, daß man den Kopf 60 vom Zylinder 43 abschiebt, die Hülse in den Bereich des unteren Gesenks 18 positioniert und dann den Kopf wieder aufsetzt. Die Flansche 58 und 68 der Rückhalteplatten 54 und 64 des Gesenks sind mit Ecken versehen, die sich in die Öffnung des Gesenks erstrecken, die von den Enden der Verbindungshülse 12 erfaßt werden, wenn die Hülse vor dem Umformvorgang in ihre endgültige Stellung gebracht wird. Die Rückhalteplatten 54 und 64 wirken damit als Anschläge um die Verbindungshülse 12 in einer richtigen axialen Position relativ zum unteren und zum oberen Gesenk 18 und 20 zu positionieren. Wenn die Verbindungshülse 12 richtig positioniert ist, wird unter Druck stehendes Fluid durch die axiale Bohrung 124 im Endverschluß 118 in den Zylinder 53 eingeführt. Wie im einzelnen weiter oben beschrieben wurde, bewegt dies die Kolben 126 und 128 nach oben und bewegt das untere Gesenk 18 auf das obere Gesenk 20 zu. Ein Zusammendrücken der Gesenke 18 und 20 setzt sich auf diese Weise fort, bis die geneigten Oberflächen 49 und 63 in Kontakt zueinander gelangen, wonach der Umformvorgang beendet ist. Wenn der Fluiddruck entspannt wird und die Rückholfeder 140 die Kolben 126 und 128 in ihre zurückgezogenen Positionen bewegt, kann die Verbindungshülse 12 aus dem Werkzeug 10 entnommen werden und der Umformvorgang ist beendet.The operation of the swaging tool 10 is as follows. A connecting sleeve 12 to be swaged is placed between the upper and lower dies 18 and 20 with the lower die 18 in a retracted position. This can be done by sliding the head 60 off the cylinder 43, positioning the sleeve in the area of the lower die 18 and then replacing the head. The flanges 58 and 68 of the die retaining plates 54 and 64 are provided with corners extending into the die opening which are engaged by the ends of the connecting sleeve 12 when the sleeve is brought into its final position prior to the swaging operation. The retaining plates 54 and 64 thus act as stops to position the connecting sleeve 12 in a proper axial position relative to the lower and upper dies 18 and 20. When the connecting sleeve 12 is properly positioned, pressurized fluid is introduced into the cylinder 53 through the axial bore 124 in the end cap 118. As described in detail above, this moves the pistons 126 and 128 upwardly and moves the lower die 18 toward the upper die 20. Compression of the dies 18 and 20 continues in this manner until the inclined surfaces 49 and 63 come into contact with each other, after which the forming operation is completed. When the fluid pressure is released and the return spring 140 moves the pistons 126 and 128 to their retracted positions, the connecting sleeve 12 can be removed from the tool 10 and the forming process is completed.

Während des Umformungsvorganges tritt eine Ausdehnung der Verbindungshülse 12 in axialer Richtung relativ zu den Rohren 14 und 16 auf. Diese erzeugt eine Kraft gegen die Rückhalteplatten 54 und 64 und wird in manchen Fällen so groß, daß die Platten verformt oder anderweitig beschädigt werden oder daß die Schrauben 56 und 66, die die Platten am Werkzeug sichern, abgerissen oder abgebrochen werden. Um zu verhindern, daß dies geschieht, ist das Werkzeug 10 mit elastischen Mitteln versehen, die zwischen den Rückhalteplatten 54 und 64 für die Gesenke und die Schrauben 56 und 66 eingefügt werden, um eine Ausdehnung der Verbindungshülse 12 während des Umformungsvorganges zu ermöglichen, ohne die Schrauben abzubrechen oder die Rückhalteplatten zu beschädigen. Die elastischen Mittel umfassen mindestens eine Unterlegscheibe 172, die zwischen dem Kopf 174 der Schraube 66 und der äußeren Oberfläche der zugehörigen Rückplatte 64 angebracht ist. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Unterlegscheibe 172 drei Federringe, die in Reihe angeordnet sind, wie in Fig. 9 dargestellt. Wenn sich die Verbindungshülse 12 während des Umformungsvorganges ausdehnt und eine Kraft gegen die Rückhalteplatten ausübt, wirken die Federringe 172 als Puffer, der eine gewisse Bewegung der Platten relativ zum Werkzeug 10 zuläßt und demzufolge das Risiko einer Beschädigung des Werkzeuges wesentlich vermindert.During the forming process, expansion of the connecting sleeve 12 occurs in the axial direction relative to the tubes 14 and 16. This creates a force against the retaining plates 54 and 64 and in some cases becomes so great that the plates are deformed or otherwise damaged or that the screws 56 and 66 securing the plates to the tool are torn or broken off. To prevent this from happening, the tool 10 is provided with resilient means interposed between the die retaining plates 54 and 64 and the screws 56 and 66 to allow expansion of the connecting sleeve 12 during the forming operation without breaking off the screws or damaging the retaining plates. The resilient means comprise at least one washer 172 mounted between the head 174 of the screw 66 and the outer surface of the associated back plate 64. In the preferred embodiment, the washer 172 comprises three spring washers arranged in series as shown in Fig. 9. When the connecting sleeve 12 expands during the forming process and exerts a force against the retaining plates, the spring rings 172 act as a buffer, allowing some movement of the plates relative to the tool 10 and thus significantly reducing the risk of damage to the tool.

In manchen Anwendungsfällen wird das zusammengesetzte Werkzeug 10 direkt auf die Verbindungshülse 12 aufgesetzt, falls eines der Rohre 14 oder 16, das einer Gesenkumformung unterzogen werden soll, ein freies Ende aufweist und auf diese Weise einen Zugang ermöglicht. In anderen Fällen ist es notwendig, den Kopf 60 vom Werkzeug 10 abzunehmen, um den Kopf um die Verbindungshülse 12 zwischen den freien Enden der beiden Seitenteile 70 herumzulegen. Im letztgenannten Fall gestattet es die Schiebeverbindung aus der zweistückigen Anordnung Kopf-Zylinder, das Werkzeug schnell zusammenzusetzen und ist daher besonders nützlich bei Gesenk-Umformverbindungen in schwierig zugänglichen Bereichen. Nach Herstellung der Verbindung kann der Kopf 10 schnell vom Werkzeug 10 entfernt werden, um danach die nächste Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß das Gesenk-Werkzeug 10 der Erfindung geeignet ist, durch Gesenkumformung Verbindungshülsen 12 mit Rohren 14 und 16 zu verbinden, insbesondere dann, wenn die Verbindungsstellen in engen oder schwierig zugänglichen Bereichen liegen. Einfache und dennoch wirksame Mittel sind vorgesehen, um eine saubere Verbindung zu gewährleisten. Die Ausrichtung und Orientierung des oberen Gesenks 20 relativ zum unteren Gesenk 18 dienen ebenso wie andere wichtige Merkmale der Erfindung dazu, den Gebrauch und das Zusammensetzen des Werkzeugs zu erleichtern. Auf diese Weise wird ein Beitrag geleistet, um ein wesentlich leichteres und kleineres Gesenk- Werkzeug zur Verfügung zu stellen, als dies bislang möglich war.In some applications, the assembled tool 10 is placed directly on the connecting sleeve 12 if one of the tubes 14 or 16 to be swaged has a free end and thus allows access. In other cases, it is necessary to remove the head 60 from the tool 10 in order to place the head around the connecting sleeve 12 between the free ends of the two side parts 70. In the latter case, the sliding connection of the two-piece head-cylinder assembly allows the tool to be assembled quickly and is therefore particularly useful for swaging connections in difficult-to-access areas. Once the connection has been made, the head 10 can be quickly removed from the tool 10 in order to then carry out the next From the foregoing, it will be appreciated that the swaging tool 10 of the invention is suitable for swaging connecting sleeves 12 to tubes 14 and 16, particularly where the joints are in narrow or difficult to access areas. Simple yet effective means are provided to ensure a clean joint. The alignment and orientation of the upper swage 20 relative to the lower swage 18, as well as other important features of the invention, serve to facilitate the use and assembly of the tool. In this way, a contribution is made to providing a much lighter and smaller swage tool than has been possible heretofore.

Obwohl eine bestimmte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, versteht sich, daß zahlreiche Veränderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie beansprucht, zu verlassen. Die Erfindung soll daher nicht einschränkend zu verstehen sein, außer durch die beigefügten Patentansprüche.Although a particular embodiment of the invention has been shown and described, it will be understood that numerous changes may be made without departing from the scope of the invention as claimed. The invention, therefore, is not to be construed as being limited except as by the appended claims.

Claims

1. Die tool (10) with:

- a first die (20);

- a second die (18) which is movable towards the first die (20) in order to subject a tool (12, 14, 16) between them to a die forming operation;

- a head (60) which moves the first die (20) relative to the second die (18) during the die forming

- a cylinder (53) supporting the second die (18) and comprising means (104, 118, 126, 128) for moving the second die (18) towards the first die (20); and

- connecting means connecting the head (60) to the cylinder (53), the connecting means comprising a pair of tongues (76) on the head (60) which can be brought into a sliding connection with a pair of grooves (84) on the cylinder (53), the tongues (76) and the grooves (84) extending in a direction which is substantially transverse to the longitudinal axis of the cylinder (53), characterized by

- a die holder (44) on the cylinder (53), with a central portion (48) for receiving the second die (18), and a pair of inclined outer surfaces (49) on opposite sides of the second die (18) which, at the end of the die forming operation, are adapted to engage a complementary pair of inclined outer shoulders (63) on opposite sides of the upper die (20) in the head (60).

2. Die tool according to claim 1, characterized in that the angle of the inclined surfaces (49) on the die holder (44) and the angle at the inclined shoulders (63) on the head (60) are approximately 15 degrees to 45 degrees relative to the transverse axis of the tool (10).

3. Die tool according to claim 2, characterized in that the angle of the inclined surfaces (49) on the die holder (44) and the angle of the inclined shoulders (63) on the head (60) are approximately 30 degrees relative to the transverse axis of the tool (10).

4. Die tool according to one of claims 1 to 3, characterized by:

- an alignment means for aligning the second die (18) relative to the cylinder (53) in the correct direction, the alignment means comprising:

-- a die holder (44) on an upper surface (98) of the cylinder (53) for holding the second die (18); and

-- a pin (100) connected to the cylinder (53) and projecting from the upper surface (98) thereof at a predetermined location, the pin (100) being insertable into a bore (102) in the die holder (44) so that the Die (18) and die holder (44) on the cylinder (53) are always assembled in the same direction.

5. Die-forming tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that a portion of each tongue (76) in the area (158) where it engages the groove (84) is designed so that it wears or becomes roughened with continued use of the tool (10) in order to indicate wear of the tool.

6. Die tool according to one of claims 1 to 5, characterized by a means for preventing rotation of the second die (18) relative to the cylinder (53), the means comprising:

- a die holder (44) on an upper surface (98) of the cylinder (53) for holding the second die (18); and

- a shoulder (103) extending from the upper surface (98) of the cylinder (53) and designed to bear against and thus engage the die holder (44) to prevent rotation thereof relative to the cylinder (53).

7. Die tool according to one of claims 1 to 6, characterized in that the means for moving the second die (18) towards the first die (20) comprises piston means.

8. Die tool according to claim 7, characterized in that the piston means comprises:

- a separating element (104) in the cylinder (53) defining a first chamber (106) at one end of the cylinder (53) adjacent to the second die (18) and a second chamber (108) at the other end of the cylinder (53);

- a first piston (126) having a head (130) extending in reciprocating motion into the first chamber (106) and having a rod (132) slidably extending through a bore (134) in the cylinder (53) and connected to the second die (18);

- a return spring (140) arranged in the first chamber (106) between one end of the cylinder (53) and the head (130) of the first piston (126);

- a second piston (128) having a head (142) supported for reciprocating movement in the second chamber (108) and having a rod (144) slidably extending through a bore (110) in the separator (104) and abutting the head (130) of the first piston (126), the second piston (128) further including an axial bore (146) extending therethrough that provides fluid communication between the first chamber (106) and the second chamber (108); and

- Means for supplying the second chamber (108) with a fluid in order to move the pistons (126, 128) in the direction towards one end of the cylinder (53) and thereby simultaneously move the second die (18) towards the first die (20) in order to subject the workpiece (12, 14, 16) to a die forming process.

9. Die tool according to claim 8, characterized in that the return spring (140) comprises a plurality of stacked disc springs.

10. Die tool according to claim 8 or 9, characterized in that the second chamber (108) in the cylinder (53) further comprises a cylindrical end closure (118) on the side opposite the separating element (104) to close the second chamber (108), the end closure (118) comprising an external thread which can be brought into engagement with an internal thread on the second chamber (108).

11. Die tool according to one of claims 1 to 10, characterized by tool insertion aids (160, 168) which prevent damage to the tool parts during assembly of the tool (10).

12. Die tool according to claim 11, characterized in that one of the tool insertion aids (160) comprises a cylindrical sleeve with a thin-walled inner end (162) which is inserted into and adapted to an internal thread of the second chamber (108) of the cylinder (53), and a thick-walled outer end (164) which extends out of the second chamber (108), the access to the sleeve at the outer end being beveled in order to facilitate the insertion of the first piston (126) into the first chamber (108) of the cylinder (53).

13. Die tool according to claim 11 or 12, characterized in that the other tool insertion aid (168) comprises a cylindrical sleeve which is fitted onto the open end of an end closure (118) provided with an external thread. of the cylinder (53), the inner diameter of the sleeve being substantially equal to the inner diameter of the end closure (118), the access (170) to the sleeve being bevelled to facilitate the insertion of a second piston (128) into the cylindrical end closure (118).

14. Die tool according to one of claims 10 to 13, characterized in that the internal thread of the second chamber (108) of the cylinder (53) has a tooth root radius (171) that is larger than the standardized tooth root radius according to UNJ.

15. Die tool according to one of claims 10 to 13, characterized in that the internal thread on the second chamber (108) of the cylinder (53) has a tooth root radius (171) which is approximately 25 percent to 50 percent larger than the standardized tooth root radius according to UNJ.

16. Die tool according to one of claims 10 to 13, characterized in that the internal thread on the second chamber (108) of the cylinder (53) has a tooth root radius (171) which is approximately 40 percent larger than the standardized tooth root radius according to UNJ.

17. Die tool according to one of claims 10 to 16, characterized in that the external thread on the cylindrical end closure (118) is tapered outwards so that the outer diameter of the end closure (118) increases in a direction away from the open end of the end closure (118).

18. Die tool according to one of claims 10 to 17, characterized in that the tooth tips (123) on the external thread of the cylindrical end closure (118) are removed.

19. Die tool according to one of claims 1 to 18, characterized by:

- a pair of retaining plates (54, 64) at opposite ends of the dies (18, 20) to hold the dies (18, 20) in the tool (10);

- a fastening element "56, 66) for fastening the retaining plates (54, 64) to the tool (10); and

- elastic means arranged between the retaining plates (54, 76) for the dies and the fastening means (56, 66) to allow expansion of the workpiece (12, 14, 16) during the die forming process without the connecting means (56, 66) breaking off or the retaining plates (54, 64) being damaged.

20. Die-forming tool according to claim 19, characterized in that the elastic means comprises a spring ring (172) arranged between the head (174) of at least one of the fastening means (66) and the outer surface of the associated retaining plate (64).

21. Die tool according to claim 19, characterized in that the elastic means comprises three spring rings (172) arranged in series between the head (174) of at least one of the fastening means (66) and the outer surface of the associated retaining plate (64).

22. Die tool according to one of claims 1 to 21, characterized by a joint means (154) which enables the tool (10) to be rotated in a plane in which the cylinder axis (53) lies.

23. Die-forming tool according to one of claims 1 to 22, characterized by a hinge means (156) which enables the tool (10) to follow a cylindrical locus around the cylinder axis (53).

24. Die tool according to one of claims 1 to 23, characterized by:

- the connecting means allowing the head (60) to be connected to the cylinder (53) on both sides of the cylinder (53); and

- a head aligning means cooperating with one of the tongues (76) and its associated groove (84) to correctly align the head (60) when connecting the head (60) to the cylinder (53) and thus to align the direction of the first die (20) relative to the cylinder (53) and thus also to the second die (18) each time the head (60) is brought into sliding connection with the cylinder (53), so that connection of the head (60) to the cylinder (53) in an inverted position is prevented.

25. Die tool according to claim 24, characterized in that the means for aligning the head comprises a rib (86) extending along the length of one of the grooves (84) and a trough (88) extending along the length of the associated tongue (76), the rib (86) is designed such that it can be moved in sliding connection with the trough (88) when the head (60) is assembled with the cylinder (53).

26. Die tool according to claim 24 or 25, characterized by a means for aligning the second die (18) relative to the cylinder (53) in the correct direction.

27. Die tool according to claim 26, characterized in that the means for aligning the second die (18) relative to the cylinder (53) comprises:

- a pin (100) connected to the cylinder (53) and projecting from the upper surface (98) thereof at a predetermined location, the pin (100) being insertable into a bore (102) in the die holder (44) so that the die (18) and the die holder (44) are always assembled on the cylinder (53) in the same orientation.