DE7537291U - Handwerkzeug zum aufweiten von rohrleitungsenden - Google Patents

Description

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31. Oktober 1975 Zap/Han

Akte: 108/18 g^:

Rothenberger GmbH & Co. Werkzeuge-Maschinen KG

6000 Frankfurt am Main - 1 Heidelberger Straße 13

"Handwerkzeug zum Aufweiten von Rohrleitungsenden"

Die Neuerung bezieht sich auf ein Handwerkzeug zum Aufweiten von Rohrleitungsenden, bestehend aus einem Gehäuse und einem in diesem Gehäuse unter dem Einfluß einer äußeren Kraft längsbeweglich gelagerten, verjungten Dorn sowie aus einem konzentrisch zum Dorn -.mit dem Gehäuse auswechselbar verbindbaren Gehäuseansatz, in dem mehrere Spreizbacken mit einer Außenfläche in Form von Zylindersektoren unter dem Einfluß des Dorns radial verschiebbar und aus dem Gehäuseansatz herausragend gelagert sind, vobei die zum Dorn hinweisenden Kanten der Spreizbacken mit einer dem Dornende entsprechenden Ausnehmung versehen und die Spreizbacken zweiteilig ausgeführt sind und aus Innensektoren mit Führungsflansch sowie auf die Innensektoren aufgesetzten Außensektoren bestehen.

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Handwerkzeuge der vorstehend beschriebenen Art dienen dazu, Rohrleitungsenden um ein solches Maß aufzuweiten, daß in sie ein Rohrende ursprünglich gleichen Durchmessers einführbar sind. Auf die gleiche Weise werden auch sogenannte Schieberauffen hergestellt, d.h. Rohrstücke, die zwischen zwei bereits fest montierten Rohrleitungsteilen eingesetzt werden sollen. Ein derartiges Handwerkzeug wird vornehmlich im Heizungs- und Installationswesen eingesetzt.

Ein derartiges Handwerkzeug gehört zum Stande der Technik (DT-OS 1 752 461). Bei ihm wird die Längsverschiebung des im Gehäuse gelagerten Dorns dadurch bewirkt, daß auf die dem kegelförmig, verjüngten Ende des Dorns gegenüberliegende Stirnfläche ein Exzenter zur Einwirkung gelangt, der mit einem Hebel mit Handgriff in Verbindung steht. Ein zweiter Hebel mit Handgriff ist fest mit dem Gehäuse verbunden, so daß die gesamte Vorrichtung die Form einer Zange hat, aus der das kegelförmige Ende des Dorns zentrisch zu einem Schraubgewinde seitlich herausragt.

Mittels des Schraubgewindes ist ein auswechselbarer Gehäuseansatz mit Spreizbacken der vorstehend beschriebenen Art mit dem Gehäuse verbindbar. Beim Zusammenpressen der Hebel bzw, der Handgriffe wird der Dorn in die Ausnehmung der Spreizbacken hineingepreßt und treibt diese radial auseinander. Ein auf den Spreizbacken befindliches Rohrleitungsende wird dadurch um ein entsprechendes Haß aufgeweitet und gestattet das Einführen eines nicht aufgeweiteten Rohrendes. Es versteht sich, daß je nach Haterial- und Wandstärke des Rohres beträchtliche Spreizkräfte erforderlich sind, die durch entsprechende Hebellänge bzw. Übersetzung auf ein erträgliches Maß gesenkt werden.

Die Auswechselbarkeit des Genäuseansatzes ist desv/egen er—

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forderlich, damit mit demselben Gehäuse Gehäuseansäbze mit unterschiedlichem Außendurchmesser der Spreizbacken verbunden werden können. Der Handwerker ist somit je nach den möglichen Anwendungsfällen gezwungen, unter Umständen einen ganzen Satz unterschiedlicher Gehäuseansätze mitzuführen. Die Palette an Gehäuseansätzen, die der Hersteller derartiger Handwerkzeuge zu fertigen hat, ist in aller Regel noch wesentlich größer, und reicht von Außendurchmessern von 10 mm bis zu solchen von 100 mm und darüber. Hierdurch wird die Lagerhaltung sehr verteuert.

Einstückige Spreizbacken derartiger Handwerkzeuge werden beispielsweise zunächst in Form eines Vollzylinders hergestellt, der nachfolgend eine koaxiale Ausnehmung erhält, die dein verjüngten Ende des Dorns entspricht. Ein umlaufender radial abstehender Flanschrand dient der Führung in dem Gehäuseansatz. Der mit der Ausnehmung und dem Flanschrand versehene Zylinder wird sodann in .beispielsweise sechs gleichgroße Sektoren zerschnitten, und zwar durch ein Sägeblatt nicht unerheblicher Dicke, da das durch den Sägevorgang entfernte Material den Platz für das radiale Zusammenschieben der im Kreis angeordneten Spreizbacken bietet. In diesem Zustand, der auch als Kleinststellung bezeichnet wird, lassen sich die Spreizbacken in ein unaufgeweitetes Hohrleitungsende einführen und unter dem Einfluß des Dorns bei gleichzeitiger Aufweitung des Rohrendes spreizen, bis die Spreizbacken diejenige Stellung erreicht haben, die dem ursprünglichen Vollzylinder entspricht. Gleichwertig sind auch z.B. Feingußteile, die unter Wahrung der vorstehenden geometrischen Verhältnisse hergestellt werden.

Der Gelläuseansatz hat dabei beispielsweise die Form einer

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rotationssyinmetrischen Schraubkappe mit einer koaxialen Bohrung von kleinerem Durchmesser als der Innendurchmesser der Schraubkappe. Die Spreizbacken werden in der Weise in den Gehäuseansatz eingesetzt, daß der Flanschrand bzw. F.ührungsflansch auf der ebenen, die Bohrung * umgebenden Fläche aufliegt, während die Spreizbacken

j mit ihren Äuiweiteflachen durch die Bohrung nach außen

vorstehend hindurchgeführt sind. Die Bohrung ist hierbei stets größer als die Hüllfläche der Sektoren im Zustand maximaler Spreizung (Größtstellung). Der Außendurchmesser des Gehäuseansatzes ist dabei noch um ein beträchtliches Maß größer. Mit der Herstellung eines solchen Gehäuseansatzes ist eine erhebliche Zerspannungsarbeit verbunden, die stark verteuernd auf das Hand- \v^rerkzeug wirkt.

Ein beträchtlicher Nachteil liegt jedoch in dem hohen Gewicht derartiger Gehäuseansätze mit Spreizbacken begründet. Ss wurde bereits A^eiter oben ausgeführt, daß der Handwerker in aller Regel mehrere Gehäuseansätze mit sich führen muß. Dazu kommt, daß das Gewicht mit steigendem Rohrdurchmesser erheblich zunimmt, wobei auch die Länge der Handgriffe der maximal möglichen Be= tätigungskraft entsprechend gewählt verden muß. Hierdurch ergeben sich zwar günstige Übersetzungsverhältnisse im Hinblick auf die Betätigungskraf"t zum Aufweiten selbst, der schwere Gehäuseansatz des zangenförmigeii Handwerkzeuge liege Jedoch am jenseitigen Ende der Handgriffe und läßt sich bei Spreisbacken für große Rohrdurchmesser mit einer Hand nur noch sehr schwer in das Rohrleitungsende einführen. Die Schwierigkeiten wachsen noch, wenn das Handwerkzeug mit mehrstufigen Spreizbacken für eine Vielzahl von HohrdurchmeBsern ausgeführt ist, da der Durch-

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messer des Gehäuseansatzes stets größer ist als der Außendurchmesser der maximalen Spreizfläche.

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Man bat bereits versucht, die Notwendigkeit der Vorratshaltung einer breiten Palette von Gehäuseansätzen zu vermelden und die Universalität des Systems dadurch zu steigern, daß die Spi-eizbacken gemäß den einleitenden Ausführungen zweiteilig ausgeführt wurden. Die Außen-Sektoren \^urden dabei durch eine Ringfeder zu einem losen Kranz zusammengefaßt, der auf den Satz Innensektoren aufgeschoben werden konnte. Durch verschiedene Sätze von unterschiedlich dicken Außensektoren könnten somit verschiedene Rohrdurchmesser aufgeweitet werden. Eine axiale Arretierung der Außensektoren auf den Innen-Sektoren wurde dabei durch eine ringförmige Feder-Nut- ' Verbindung erreicht, die Außensektoren konnten sich jedoch in Umfangsrichtung frei auf den Innensektoren bewegen. Dies führte zu einer Verschiebung der Trennfugen, j| . so daß zusätzlich zur Verformungsarbeit des Rohres noch j

die erheblichen Reibungskräfte zwischen Innen- und Außen-Sektoren zu überwinden waren. Vor allem aber trat eine einseitige Ansammlung der Außensektoren unter Bildung übergroßer Trennfugen auf der gegenüberliegenden Seite auf, was zu einer unzulässigen Abweichung der Rohrform vom Kreisquerschnitt führte. Man hat daher diese Ausführung später nicht mehr verwendet.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Handwerkzeug der eingangs beschriebenen Gattung in der Weise zu verbessern, daß die Universalität des Systems durch austauschbare Außensektoren gesteigert wird und daß "30 gleichzeitig optimal kreisrunde Querschnitte an aufgeweiteten Rohren durch minimal mögliche Betätigungskräfte erzielt werden. ,

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Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem ein-' gangs beschriebenen Handwerkzeug gemäß der vorliegenden Neuerung dadurch, daß die Außensektoren den Innensektoren einzeln jeweils kongruent und unverrückbar aber· auswechselbar zugeordnet sind.

Durch die vorstehend angegebene Maßnahme läßt sich eine Vielzahl von Vorteilen erreichen: Zunächst einmal können die Innensektoren lediglich im Hinblick auf die erforderlichen Festigkeitseigenschaften gegenüber Biegemomenten und Verschleiß durch Dornre,ibung ausgelegt und aus einem hochwertigen Stahl hergestellt werden. Hierdurch läßt sich ein sehr kleiner Außendurchmesser der gesamten Innensektoren erreichen, der einen ebenfalls entsprechend klein dimensionierten Gehäuseansatz zuläßt.

Die Aus Gehäuseansatz und Innensektoren bestehende Baugruppe kann beispielsweise in dieser Form in großen Stückzahlen vorrätig gehalten werden. Es ist jedoch möglich, die Innensektoren mit entsprechend angepaßten Außensektoren der unterschiedlichsten Außendurchmesser nachträglieh zu versehen, wobei deren Außendurchmesser den Außendurchmesser des Gehäuseansatzes erreichen und sogar übersteigen kann. In dem zuletzt genannten Falle können die Außensektoren sogar den Gehäuseansatz mindestens teilweise umgreifen. In größerer Stückzahl brauchen somit lediglich die unterschiedlichen Außensektoren vorrätig gehalten zu werden, die zu dem aus eine, geringwertigeren Werkstoff hergestellt werden können. Auch eine nachträgliche Umrüstung durch den Handwerker am Arbeitsplatz ist jederzeit möglich, so daß sich das Gesamtgewicht der mitzuführenden Werkzeugteile beträchtlich verringert. , Ein wesentlicher Vorteil liegt jedoch in der Unmöglichkeit eines Verschiebens der Außensektoren auf den

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Innensektoren nicht nur in axialer sondern auch in Umfangsrichtung, so daß weder die Trennfugen der Innensektoren verdeckt werden (höhere Betätigungskräfte) noch eine einseitige Anhäufung der Außensektoren auf dem Umfang (unrunde Rohrquerschnitte) möglich ist.

Wegen der Kongruenzbedingung haben die Außensektoren den gleichen Öffnungswinkel wie d^e Innensektoren und werden zweckmäßig auf die gleiche Weise hergestellt, wie oben angegeben, nämlich durch einen Trennvorgang eines Rotationskörpers·

Die Befestigung der Außensektoren auf den Innensektoren mittels radialer Schrauben läßt sich in vorteilhafter Weise dazu.verwenden, am aufgeweiteten Rohrende nach innen gerichtete Warzen zu erzeugen, die eine Zentrierung des einzuführenden Rohrendes bewirken und einen gleichmäßigen Kapillarspalt für das Einbringen von Lötmaterial ' herbeiführen. Dies geschieht dadurch, daß die Außen~ fläche der Schraubenköpfe in den Außensektoren vertieft angeordnet werden. Die Vertiefung kann dabei auf wenige Zehntel Millimeter beschränkt werden, da die sich beim Aufweitevorgang bildenden Warzen sehr flach sind.

Es ist weiterhin vorteilhaft, die Außensektoren an ihrom dem Gehäuseansatz zugekehrten Ende mit einem umlaufenden Ringwulst zu versehen, dessen Außendurchmesser in der Kleinststellung größer ist als der Innendurchmesser des aufzuweitenden Rohres* Auf diese Weiso wird verhindert, daß das aufzuweitende Rohr über das Ende der flachen hinaus ceschoben wird, wodurch beim A gang am Rohrende ein verengter Rand entsteht, der das Abziehen des Rohres von den Spreizb&cken erschwex't, wenn

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nicht gar unmöglich macht.

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Beim Neuerungsgegenstand wird die äußere Kraft bevorzugt durch eine Betätigungsspindel mit Ratschenmeehanisiüüs aufgebracht, da hierdurch die für den vergrößerten Spreizbackendurchmesser erforderlichen hohen Betätigungs kräfte durch Übersetzung leichter aufgebracht werden können, wobei auch die Möglichkeit des Zwangsrückzuges des Doms von besonderem Vorteil ist.

Gleichfalls besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Dorns als Pyramidenstumpf (Dreikant bis Achtkant oder mehr), da hierdurch eine absolut flächige Auflage der Berührungsflachen bei allen Dornstellungen erreicht und ein Abkippen und erhöhter Verschleiß der Innensektoren sicher vermieden werden.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Neuerung, deren Funktion und Einzelteile seien nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 3 näher beschrieben.

Es zeigen:

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Figtir 1

einen Axialschnitt durch ein Handwerkzeug mit davor angeordnetem, aufschraubbereitem Gehäuseansatz mit Spreizbacken,

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Figur 2

einen vergrößterten Schnitt analog Figur 1 durch den Gehäuseansatz mit zwei Varianten von Außensektoren und deren Befestigungsmittel und

Figur 3

einen Schnitt entlang der Linie III - III durch den Gegenstand gemäß Figur 2.

In Figur 1 ist mit 10 ein Gehäuse bezeichnet, welches im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist, und an seinem unteren Ende ein Gewinde 11 aufweist. Das Gehäuse 10 ist mit einem radial abstehenden, seitliehen Hebel 12 versehen, der an seinem nicht dargestellten Ende einen Handgriff trägt. Im Gehäuse Io befindet sich ein koaxiales Gewinde 13, in dem eine Betätigungsspindel 14 gelagert· ist. Die Spindel 14 besitzt einen verjüngten Dorn 15, welcher aus dem Gehäuse 10 herausragt. Der Dorn 15 hat die Form einer schlanken Sechskantpyramide und einen Fortsatz 16, der mit radialem Abstand in eine Bohrung 17 in der Gewindespindel 14 eingreift. Die Kraftübertragung erfolgt über eine Kugelfläche 18, so daß alle notwendigen Freiheitsgrade für eine unabhängige Bewegung von Spindel 14 und Dorn 15 gegeben sind. Eine Sicherung gegen Herausfallen und die Zwangsrückführung des Doms werden durch einen mit genügend Spiel eingebrachten Sprengring 18 bewirkt.

Das andere Ende der Spindel 14 ist mit einem Vierkant versehen, der über einen Ratschenmechanismus 20 mit einem zweiten Hebel 21 in Verbindung steht, der an seinem nicht dargestellten Ende ebenfalls einen Handgriff trägt.

Der Hebel 21 kann in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene geschwenkt werden, wodurch sich - je nach Einstellung des Ratschenmechanismus - die Spindel 14 und mit ihr der Dorn 15 einwärts oder auswärts bewegen. Ein einstellbarer Endanschlag wird durch die gegeneinander windschief spreizbaren Gewinderinge 14a und 14b gebildet.

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Ein mit dem bisher beschriebenen Vorrichtungsteil verbindbarer Gehäuseansatz ist mit 22 bezeichnet. Er besteht aus einer Hülse 23 mit einem Innengewinde 24, welches mit dem Außengewinde 11 verschraubbar ist. Die Hülse 23 besitzt im unteren Teil eine eingestochene Ringnut 25 und eine !Bohrung 26, die zur Aufnahme von sechs Spreizbacken dient, von denen in der Zeichnung jedoch nur d).*ei sichtbar sind. Die Spreizbacken bestehen jeweils aus einem Innensektor 28 und einem Außensektor 29, die eine gemeinsame zylindrische Berührungsfläche 30 aufweisen. Die Befestigung erfolgt lösbar auf eine in Figur 2 näher dargestellte V/eise. Es ist erkennbar, daß der Außendurchmesser der Außensektoren 29 größer ist als der Durchmesser der Bohrung 26 in der Hülse 23.

Die Außensektoren besitzen eine zylindrische Außenfläche 31, die auch als Aufweitefläche bezeichnet A^erden kann, wobei sich jedoch in der dargestellten Position die Zylinderflächen aller Spreizbacken nicht zu einem Zylinder ergänzen. An ihrem im Innern der Hülse 23 liegenden Ende besitzen die Innensektoren 28 einen Führungsflansch 32 mit einer umlaufenden Ringnut, in die eine auf dem

. ' Umfang geteilte Ringfeder 33 eingelegt ist. Unter dem Einfluß dieser Feder werden die Spreizbacken in der dargestellten Position gehalten.

Die Innensektoren 28 weisen an den nach innen gerichteten Kanten Ausnehmungen 34 auf, deren Form dem Dorn 15 entspricht, also im vorliegenden Falle eine Hohlpyramide ist. Beim Einführen des Dorns 15 in die Ausnehmung 34, werden die Spreizbacken 27 in radialer Richtung gespreizt, wobei das über die Spreizbacken geschobene, nicht dargestellte Rohrleitungsende um ein entsprechendes Maß aufgeweitet wird.

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Die Außensektoren 29 sind an ihrem der Hülse 23 zugekehrten Ende mit einem umlaufenden Ringwulst 35 versehen, dessen Außendurchmesser in der gezeigten Kleinststellung größer ist als der Innendurchmesser des aufzuweitenden Rohres*

In Figur 2 sind gleiche Teile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugszeichei versehen. In der linken Hälfte ist ein Außensektor 29 dargestellt, dessen Aufweitefläche 31 mit Ausnahme des Ringwulstes 35 zylindrisch ausgeführt · ist. Die Befestigung erfolgt mittels zweier Innensechskantschrauben 37, die in radialer Richtung durch den Außensektor 28 verschraubt sind. Die nicht näher bezeichneten Außenflächen der Schraubenkopfe sind um ein geringes Maß vertieft angeordnet, so daß sich ein aufgeschobenes Rohr 38 an diesen Stellen unter Bildung sogenannter, nach innen gerichteter Warzen 39 leicht verformt, während der Aufweitevorgang durchgeführt wird.

In der rechten Hälfte von Figur 2 ist einen Außensektor 29' dargestellt, der mit zwei stufenförmig angeordneten Aufweiteflächen 31' versehen ist. Es ist zu erkennen, daß die Aufweitefläche 11 größten Durchmessers die Hülse auf einem Teil ihrer Länge übergreift. Hiermit ist der zusätzliche Vorteil verbunden, daß der Kräfteverlauf zwischen dem Dorn 15 und der Aufweitefläche 3-1' praktisch ausschließlich in radialer Richtung verläuft, so daß die schlanken Innensektoren 28 (mit identischen Abmessungen) praktisch nicht auf Biegung beansprucht werden. Eine derartige Anordnung ist bei dex* herkömmlichen Ausbildung dex* Spreizbacken nicht möglich.

In Figur 3 sind die Spreizbacken 27 in Spreizstellung gezeigt, in der die zylindrischen Oberflächen bzw. Auf-

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weiteflächen 31 in einer Zylinderfläche liegen. Diese Zylinderfläche entspricht dem Außendurchmesser eines Zylinders, aus dem die Außensektoren hergestellt worden sind. Dabei wurde durch ein Sägeblatt entsprechender Stärke eine Trennfuge der Stärke "s" erzeugt, die den erförderlichen Kaum iür das Züsammenscnieberi der Spreizbacken liefert.

Aus den Figuren 2 und 3 ist erkennbar, daß die Innensektoren 27 mit Außensektoren 29 bzw. 29^f unterschiedlicher Gestalt und Abmessungen bestückt werden kann, \/o~ bei gegebenenfalls lediglich die Länge der Schrauben entsprechend zu wählen ist. Die Lage der Schrauben ist in Figur 3 nicht dargestellt. Die Schraubenachsen verlaufen in der V/inkelhalbierenden der Sektoren 28 bzw.

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Claims (1)

1. - 13 - ··'·'■ β

   ^chutzansprüche:

   lc Handwerkzeug zum Aufweiten von Rohrleitungsenden, bestehend aus eineia Gehäuse und einem in diesem Gehäuse unter dem Einfluß einer äußeren Kraft längsbeweglich gelagerten verjüngten Dorn sowie aus einem konzentrisch zum Dorn mit dem Gehäuse auswechselbar verbindbaren Gehäuseansatz, in dem mehrere Spreisbacken mit einer Außenfläche in Form von Zylindersektoren unter dem Einfluß des Dorns radial verschiebbar sind und aus dem Gehäuseansatz herausragend gelagert sind, wobei die zum Dorn hinweisenden Kanten der Spreizbacken mit einer dem Dornende entsprechenden Ausnehmung versehen und die Spreizbacken zweiteilig ausgeführt sind und aus Innensektoren mit Führungsflansch sowie auf die Innensektoren aufgesetzten Außensektoren bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Außensektoren (29) den Innensektoren (28) einzeln jeweils kongruent und unverrückbar aber auswechselbar zugeordnet sind.

   2_f Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Außensektoren (29) auf den Innensektoren (28) mittels radialer Schrauben (37) befestigt sind_r \^obei die Außenfläche der Schraubenköpfe in den Außensektoren vertieft angeordnet sind.

   3. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzejchnet, daß die Außensektoren (29) den Gehäuseansatz (22) mindestens teilweise umfassen.

   4. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außensektoren (2S¹) mit mehreren, stufen-

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   formig angeordneten Aufweiteflächen (31') versehen
   sind.

   5. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Außensektoren (29) an ihrem dem Gehäuseansatz (22) zugekehrten Ende mit einem umlaufenden
   ι Ringwulst (35) versehen sind, dessen Außendurchraesser

   in der Kleinststellung größer ist als der Innendurchmesser des aufzuweitenden Rohres (38).

   6. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (15) koaxial mit einer im Gehäuse (lo)

   gelagerten Betätigungsspindel (14) in Verbindung
   steht und daß zwischen dem Hebel (21) und der Spindel ein Ratschenmechanismus (2o) angeordnet ist.

   7. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzelehnet, daß der Dorn (15) als Pyramidenstumpf ausgeführt ist

   und daß die Ausnehmung (34) in den Innensektoren (28) als komplementäre Hohlpyramide gestaltet ist.