DE69800825T2

DE69800825T2 - Rohrschmiedegerät mit hydraulischem Antrieb

Info

Publication number: DE69800825T2
Application number: DE69800825T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Vezzani
Original assignee: Cbc SpA
Current assignee: Cbc SpA
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2018-10-07
Also published as: EP0908657A1; DE69800825D1; ATE201491T1; IT1295321B1; EP0908657B1; ES2157108T3; ITMI972312A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Schmieden von Metallrohren des im Oberbegriff von Anspruch 1 beanspruchten Typs. Ein solches Gerät ist aus GB-A-1344784 bekannt. Ähnliche Geräte sind bereits bekannt und sind in den letzten Jahren in wachsendem Maße im Anlagenbau (zum Beispiel beim Bau von Heizungsanlagen und von Wasser- oder Luftverteilungsanlagen) verwendet worden, um zum Beispiel zwei Stücke eines Metallrohres ohne Anwendung von Wärme durch eine Metallhülse zu verbinden. Die Hülse wird in bekannter Weise in das äußere Rohrstück eingesetzt, welches dann, normalerweise an zwei verschiedenen Positionen, gequetscht wird, um die Verbindung herzustellen. Die Abdichtung erfolgt durch zwei oder mehr O-Ringe. Wie gut bekannt ist, kann die Verbindung auch unter Verwendung eines Verbindungsstückes hergestellt werden, an das die beiden zu verbindenden Rohrstücke befestigt werden, wobei diese über dem Verbindungsstück angebracht oder in das Verbindungsstück eingesetzt werden.
Üblicherweise wird das äußere Rohr gequetscht, um die Verbindung zu erzielen, wobei eine bekannte Vorrichtung verwendet wird, die mit einem Schmiede-Greifer mit zwei Einspannbacken versehen ist, welche durch die Bedienungsperson mittels Hebeln manuell betätigt werden.
Eine solche Vorrichtung ist unhandlich und arbeitsaufwendig im Gebrauch, und es sind daher Versuche unternommen worden, sie mit einem Motorantrieb zu versehen. Das erfolgte durch Verwendung einer Antriebseinrichtung für die Vorrichtung zum Schmieden von Rohren mit einem Elektromotor des Typs, wie er in Handbohrmaschinen verwendet wird. In der Praxis wird eine Handbohrmaschine verwendet, aus der das Bohrfutter entfernt ist. Eine herkömmliche mechanische Übertragungseinrichtung wandelt die Drehbewegung der Motorwelle der Bohrmaschine in eine Schließbewegung der Einspannbacken des Schmiede-Greifers um. Die mechanische Übertragungseinrichtung, die in dieser bekannten Vorrichtung verwendet wird, weist einen Freigabemechanismus auf, der wirksam wird, wenn die maximal erforderliche Schubkraft erreicht ist, oder eine Reibungskupplung, die nach Erreichen der maximalen Schubkraft rutscht. In allen Fällen sind die vorher beschriebenen Schmiedevorrichtungen mit Motorantrieb nicht nur schwer und unhandlich, sondern weisen auch den weiteren Nachteil auf, daß ihre mechanische Übertragungseinrichtung einem beträchtlichen Verschleiß unterliegt (es wirken Schubkräfte bis zu 4000 kg), auch wenn eine Kupplung oder ein Freigabemechanismus verwendet wird, und die sich daraus ergebenden Folgen kann man sich leicht vorstellen. Um die Vorrichtung in ihren Anfangszustand zurückzustellen, ist es immer erforderlich die Drehrichtung des Motors umzukehren (daher muß ein Wechselrichter vorgesehen sein). Auch das trägt zur Erhöhung des Verschleißes der mechanischen Übertragungseinrichtung bei.
Eine manuell betätigte Rohrbiegevorrichtung mit hydraulischer Übertragungseinrichtung ist aus EP-A-775538 bekannt.
Das Ziel der Erfindung ist die Überwindung der vorher angeführten Nachteile für die Vorrichtungen mit Motorantrieb.
Dieses Ziel wird durch das Gerät zum Schmieden von Rohren, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist, erreicht.
Vorzugsweise ist der verformbare Wandbereich des Behältnisses eine elastische Membran (zum Beispiel aus Gummi). Die Pumpenbetätigungseinrichtung ist ein Elektromotor, der mit einer relativ herkömmlichen Einrichtung für das Umwandeln der Drehbewegung der Motorwelle in eine hin- und hergehende Bewegung des Pumpenkolbens verwendet wird. Eine solche Einrichtung wird in EP-A-389716 offenbart. Zweckmäßigerweise wird eine elektrische Handbohrmaschine, die an dem Gehäuse des Gerätes zum Schmieden von Rohren anbringbar ist, verwendet, wobei das Bohrfutter entfernt und durch ein Getriebe ersetzt ist, welches die Drehbewegung der Motorwelle der Bohrmaschine auf einen Nocken überträgt, dessen Umfang mit einem Nockenstößel eingreift, der mit dem äußeren Ende der Stange der Plungerpumpe starr verbunden ist.
Zweckdienlicherweise ist ein Sicherheitsventil vorgesehen, um Flüssigkeit aus der ersten Kammer in die zweite Kammer, und damit in das Behältnis abzuleiten, wenn die Zylinderstange ihre Verlagerungs-Endposition (maximales Volumen der ersten Kammer) erreicht.
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung einer ihrer Ausführungen deutlicher. In dieser Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, wobei Fig. 1 ist eine Seitenansicht teilweise im Querschnitt des Gerätes zum Schmieden von Rohren gemäß der Erfindung, vervollständigt durch eine Betätigungseinrichtung mit Motorantrieb, die durch eine elektrische Handbohrmaschine gebildet ist;
Fig. 2 ist eine Draufsicht davon teilweise im Querschnitt von oben;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die darstellt, wie ein herkömmlicher Rohrschmiede-Greifer für das Gerät der Erfindung angewendet wird; und
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die die Verwendung des Gerätes zum Schmieden von Rohren darstellt.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Gerät zum Schmieden von Rohren 82 der Erfindung, kombiniert mit einem Bedienungselement 15 vom Typ eines Elektromotors. Das Bedienungselement 15 umfaßt eine elektrische Handbohrmaschine (d. h. eine Bohrmaschine mit pistolenförmigem Griff 12), aus der das Bohrfutter entfernt und durch ein Getriebe (14, 16, 18) ersetzt ist, welches die Drehbewegung des Motorwellenzapfens der Bohrmaschine 10 auf einen Nocken 22 überträgt, dessen Seitenfläche mit einem Nockenstößel 24 eingreift, der mit einer Schraubenfeder 26 versehen ist.
Der Nockenstößel bildet mit dem Ende eines Plungers 28 einer Pumpe 30 eine Einheit, wobei der Plunger 28 in beide Richtungen in dem Zylinder 32 bewegbar ist.
Wenn der Elektromotor (nicht dargestellt) der Bohrmaschine 10 in Betrieb gesetzt ist, dreht sich der Zapfen 20 sowie, bewirkt durch die Getrieberäder 14,16, 18, der Nocken 22. Somit bewegt sich, bewirkt durch den Nocken 18, der Plunger hin- und hergehend. Das bedeutet, daß bei Bewegung des Plungers 28 nach oben (unter Bezugnahme auf Fig. 1), die inkompressible Flüssigkeit (vorzugsweise Mineralöl für Hydraulikübertragungen), die in dem Behältnis 34 enthalten ist, durch die Leitung 36 und das in einer Richtung wirkende Kugelventil 38 in den Zylinder 32 gesaugt wird. Wenn der Plunger 28 sich nach unten bewegt, schließt sich das Ventil 38, während das in einer Richtung wirkende Ventil 40 öffnet, so daß die in dem Zylinder 32 enthaltene Flüssigkeit durch eine erste Leitung 46, 48 einer ersten Kammer 42 zugeführt wird, die in dem Zylinder 44 vorgesehen ist.
Eine Stange 52, die mit einem Kolben 54 eine Einheit bildet und mit einem O-Ring 56 versehen ist, ist in beide Richtungen verschiebbar in dem Zylinder 44 angeordnet. Der Kolben 54 unterteilt das Innere des Zylinders 44 in zwei Kammern, von denen eine die vorher erwähnte erste Kammer 42 ist und die zweite Kammer mit 58 bezeichnet ist. Die Kammern 42 und 58, in denen sich dieselbe Flüssigkeit befindet, die im Behältnis 34 vorhanden ist, haben in dem Sinne ein veränderbares Volumen, daß ihr Volumen von der Position der Stange 52 und des mit ihr eine Einheit bildenden Kolbens 54 abhängig ist. Wie bereits festgestellt wurde, wird bei Betätigung der Pumpe 30 die in dem Behältnis 34 enthaltene Flüssigkeit allmählich unter Druck der ersten Kammer 42 zugeführt. Daher herrscht auf der rechten Stirnfläche des Kolbens 54 (in Bezug auf Fig. 1) ein größerer Druck als auf der gegenüberliegenden Stirnfläche. Dadurch wird bewirkt, daß sich der Kolben 54 und seine Stange 52 nach links bewegen.
Die Stange 52 ist hohl und enthält ein Kugelventil 68, das durch die elastische Reaktionskraft einer vorgespannten Feder 62 offen gehalten wird und das, wenn es den Bedingungen in der ersten Kammer 42 ausgesetzt wird, mit der zweiten Kammer 58 (über den Kanal 50) in Verbindung steht und damit über einen zweiten Kanal 72 mit dem Behältnis 34, um dadurch den Druck in den beiden Kammern 42 und 58 auszugleichen. Auf diese Weise werden unerwünschte und gefährliche Überdrücke in der ersten Kammer 42 verhindert. Das Ventil 68 kann eingestellt werden, indem das Ausmaß des Einschraubens einer Madenschraube 67 in einen teilweise mit Gewinde versehenen Hohlraum 71 in der Stange verändert wird. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, hat die Stange 52 einen ringförmigen Absatz 60, der als Anschlag beim Anstoßen gegen die linke Endwand 70 des Zylinders 44 wirkt, wenn sich der Kolben vollständig nach links bewegt hat.
In der zweiten Kammer 58 ist auch ein inkompressible Flüssigkeit vorhanden. Wenn sich der Kolben 54 nach links bewegt, wird bewirkt, daß die in der zweiten Kammer 58 enthaltene Flüssigkeit über den zweiten Kanal 72 (Rücklaufkanal), der die zweite Kammer 58 mit dem Behältnis 34 verbindet, in das Behältnis 34 ausströmt.
Wie bereits festgestellt, ist ein Bereich der Innenwand des Behältnisses 34 verformbar, wobei dieser verformbare Bereich aus einer schalenförmigen Membran 74 besteht (zum Beispiel aus Gummi oder aus einem geeigneten Kunststoff) und durch einen Deckel 76 mit einem durchgehenden Loch 78 abdichtend in seiner Position arretiert ist, so daß der Druck, der auf die Außenseite der Membran 74 wirkt, der atmosphärische Druck ist. Die elastische Membran gestattet einen Ausgleich des entsprechenden Volumens der inkompressiblen Flüssigkeit.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist am linken Ende des Zylinders 44 eine Gabel 84 angebracht, die in Bezug auf den Zylinder 44 drehbar ist, wobei die Drehachse der Gabel 84 mit der Drehachse der Stange 52 zusammenfällt. An der Gabel 84 sind zwei leerlaufende Walzen 80 angebracht, die bei Bewegung der Stange 52 nach links mit den jeweiligen Einspannbacken 92 (Fig. 3 und 4) eines herkömmlichen Schmiede-Greifers 90 eingreifen, der für das Gerät zum Schmieden von Rohren 82 verwendbar ist. Er wird angewendet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, d. h. durch Einsetzen des Schaftes 94 des Rohrschmiede- Greifers 90 in die Gabel 84 (auch wenn der Greifer zwei Schäfte aufweisen würde, gilt die Beschreibung gleichermaßen). Das Verbindungsrohr 86 wird dann in die Löcher 88 eingesetzt, die in den Schenkeln der Gabel 84 vorgesehen sind und in das entsprechende Loch 96 in dem Schaft 94 (oder in die entsprechenden Löcher in den beiden Schäften). An diesem Punkt wird die Einspannbacke 92 des Greifers 90 manuell in üblicher Weise geöffnet und das zu schmiedende Rohr zwischen den Einspannbacken 92 positioniert (die dargestellte Ausführung zeigt eine Hülse, in die zwei zu verbindende Stücke Metallrohr 102 und 104, die vorher darin eingesetzt worden sind, miteinander verbunden werden sollen). An diesem Punkt wird der Elektromotor der Bohrmaschine 10 in Betrieb gesetzt (durch Drücken des Druckknopfes 11 mit einem Finger der Hand, welche den Handgriff 12 hält), um zu bewirken, daß sich die Walzen 80 vorwärtsbewegen (in die Position, die mit 80' bezeichnet ist) und mit dem Inneren der jeweiligen Einspannbacken 92 in Kontakt kommen (in Fig. 3 und 4 aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt), so daß die letzteren schließen, um die Hülse in die entsprechende Position zu quetschen. Wenn das Schmieden in dem gewünschten Grad erfolgt ist, wird der Druckknopf 11 freigegeben. Wenn jedoch die Stange 52 nicht ihre Verlagerungs-Endposition erreicht hat, bleibt die inkompressible Flüssigkeit in der ersten Kammer 42 unter Druck, so daß die Einspannbacken 92 geschlossen bleiben. Um die Einspannbacken 92 zu lösen, ist ein Handrad 49 loszuschrauben, wobei dieses Handrad beim Herunterschrauben das Kugelventil 51 in Position hält, um so die Verbindung mit der Leitung 53 zu unterbrechen, welche die Leitung 48 mit dem Behältnis 34 verbindet. Das Öffnen des Ventils 51 nach dem Losschrauben des Handrades 49 bewirkt, daß der Druck in der ersten Kammer 42 gleich dem Druck in der zweiten Kammer 58 wird, so daß eine Rückholfeder 55, die koaxial mit der Stange 52 angebracht ist, die letztere in ihre Ruheposition zurückholt und so die Einspannbacken 92 löst.
Das dargestellte Gerät 82 zum Schmieden von Rohren weist eine Einrichtung zum Ausrichten der Gabel 84 in bestimmte Winkelpositionen in Bezug auf den Zylinder 44 auf. In dieser Beziehung zeigt Fig. 1 in Form eines Beispiels eine Positioniereinrichtung des vorher angeführten Typs, die aus einer Kugel 83 besteht, welche durch eine vorgespannte Feder gegen die Gabel 84 gedrückt wird, wobei eine Einkerbung 73 in der Oberfläche der Gabel in den erforderlichen Winkelpositionen (zum Beispiel alle 30 Grad) vorgesehen ist, in welche die Kugel 83 teilweise eingreifen kann.
Es sollte bemerkt werden, daß bei Verwendung des Schmiedegerätes der Erfindung Rohrstücke, die innen oder außen mit einem geeigneten Kunststoff beschichtet sind, ebenfalls miteinander verbunden werden können.
Das vorher beschriebene Gerät zum Schmieden von Rohren weist eine hohe Leistung auf und hat viel kleinere Abmessungen und ein viel geringeres Gewicht als die bekannten Schmiedegeräte mit Motorantrieb. Es ist ferner einfach zu verwenden und sein Verschleiß ist viel geringer als der bekannter Geräte zum Schmieden von Rohren.

Claims

1. Gerät zum Schmieden von Metallrohren (100), mit einem Schmiede-Greifer (90) mit zwei Einspannbacken (92) und einer Vorrichtung (82) zum Betätigen des Greifers (90) und mit zwei Leerlauf-Walzen (80), die an einem Ende einer Stange (52) montiert sind, die in beide Richtungen axial beweglich ist, wobei die Stange in eine der Richtungen verlagerbar ist, um zu bewirken, daß jede Walze (80) mit dem zugehörigen inneren hinteren Bereich von einer Einspannbacke (92) in Kontakt kommt, wodurch das Schließen der Einspannbacken (92) bewirkt wird, wobei die Vorrichtung (82) außerdem eine hydraulische Übertragungseinrichtung aufweist, mit:

- einem Zylinder (44), in dem die Stange (52) beweglich ist, wobei das Ende der Stange (52) mit den Walzen (80) aus dem Zylinder (44) durch eine geeignet abgedichtete Öffnung heraustritt und an dem anderen Ende der Stange (52) ein abgedichteter Kolben (54) koaxial angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (54) das Innere des Zylinders (44) in eine erste Kammer (42) und eine zweite Kammer (58) unterteilt, die beide eine inkompressible Flüssigkeit enthalten, wobei ein Anstieg des Volumens in der ersten Kammer (42) das Schließen der Einspannbacken (92) bewirkt;

wobei die hydraulische Übertragungseinrichtung außerdem aufweist:

- ein Behältnis (34), in dem ebenfalls die inkompressible Flüssigkeit enthalten ist, wobei das Gehäuse des Behältnisses (34) einen Abschnitt (74) beinhaltet, der als eine Folge der Veränderung der Flüssigkeitsmenge in dem Behältnis (34) in einem bestimmten Bereich elastisch verformbar ist;

- eine Plungerpumpe (30), die durch einen Elektromotor betrieben wird, um die in dem Behältnis (34) enthaltene Flüssigkeit abzusaugen und sie unter Druck durch eine erste Leitung (36, 46, 48) in die erste Kammer (42) des Zylinders (44) zu pumpen;

- eine zweite Leitung (72), die die zweite Kammer (58) des Zylinders (44) mit dem Behältnis (34) verbindet;

- eine dritte Leitung (53), die die erste Kammer (42) unter Umgehung der Pumpe (30) mit dem Behältnis (34) verbindet;

- manuell betätigbare Verschußmittel (51, 49), die in der dritten Leitung (53) vorgesehen sind; und

- elastische Rückziehmittel (55), um die Stange (52) in eine Position zurückzuziehen, die einem minimalen Volumen der ersten Kammer (42) des Zylinders (44) entspricht, wenn die Verschlußmittel (51, 49) in der dritten Leitung (53) offen sind, wobei der Elektromotor, durch den die Pumpe (30) betrieben wird, zu einer elektrischen Handbohrmaschine (10) gehört, die an dem Gehäuse der Vorrichtung (82) anbringbar ist, wobei das Bohrfutter entfernt und durch ein Getriebe (20, 14, 16, 18) ersetzt ist, durch das die Drehbewegung der Motorwelle der Bohrmaschine (10) auf einen Nocken (22) übertragen wird, dessen Umfang mit einem Nockenstößel (24) eingreift, der mit dem äußeren Ende der Stange der Plungerpumpe (30) starr verbunden ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem der elastische verformbare Wandabschnitt des Behältnisses (34) eine elastische Membran (74) ist.

3. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Sicherheitsventil (68), das es ermöglicht, die inkompressible Flüssigkeit aus der ersten Kammer (42) in die zweite Kammer (58) abzuleiten, wenn die Stange (52) des Zylinders (44) ihre Verlagerungs-Endposition bei maximaler äußerer Erstreckung der Stange (52) erreicht.

4. Gerät nach Anspruch 3, bei dem das Sicherheitsventil (68) einstellbar ist.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die manuell betätigbaren Verschlußmittel ein Handrad (48) sind, das beim Aufschrauben ein Kugelventil (51) öffnet, durch das die dritte Leitung (53) geschlossen wird.

6. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Walzen (80) zwischen den beiden Schenkeln einer Gabel (84) angeordnet sind, die drehbar an dem Zylinder (44) montiert ist, wobei die Drehachse der Gabel (84) mit der der Stange (52) zusammenfällt.