EP0417674A1 - Expander tool for hollow workpieces - Google Patents

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EP0417674A1
EP0417674A1 EP90117329A EP90117329A EP0417674A1 EP 0417674 A1 EP0417674 A1 EP 0417674A1 EP 90117329 A EP90117329 A EP 90117329A EP 90117329 A EP90117329 A EP 90117329A EP 0417674 A1 EP0417674 A1 EP 0417674A1
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EP
European Patent Office
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expanding
expanding mandrel
roller
axis
control body
Prior art date
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EP90117329A
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German (de)
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EP0417674B1 (en
Inventor
Karl-Heinz Velte
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Rothenberger Werkzeugemaschinen GmbH
Original Assignee
Rothenberger Werkzeugemaschinen GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D41/00—Application of procedures in order to alter the diameter of tube ends
    • B21D41/02—Enlarging
    • B21D41/026—Enlarging by means of mandrels

Definitions

  • the control body which can be produced as a stamped part from a steel plate or in one piece with the hand lever as a forged part and only requires minor finishing on the surfaces of the slot, is also an additional guide element of the expanding mandrel and also secures it against rotation. It goes without saying that the thickness of the control body corresponds at least in places to the clear distance between the side cheeks of the expanding mandrel.
  • the ends of the arcuate slot form stops for limiting the pivoting angle of the pivotable hand lever, so that the arc angle of the slot is limited in a defined manner. This achieves two things: Firstly, one stop limits the approach of the hand levers to a minimum distance that prevents pinching, and secondly, the actuating force of the hand levers is defined at the end of the expansion process.
  • control body is designed as a plate-shaped component and is inserted into a parallel-walled slot in the movable hand lever. This enables, for example, a construction in which the tool body and the two hand levers are made of a light metal alloy, but the control body is made of steel.
  • the slot-shaped recess 10c has such a circumference with respect to the axis 7 that the base 10d of the recess 10c does not abut the tab 21 in any possible position of the hand lever 12.
  • the control body 109 has a slot 114 which extends from one side to the other and runs in an arc around the pivot axis 108 and is delimited on one side by the first control cam 113 and on the opposite side by a second control cam 115.
  • the clear width of the slot 114 corresponds at every point to the diameter of the roller 107 (plus a small amount of play), so that the roller 107 is enclosed in the slot 114 and positively guided in both directions of movement of the expanding mandrel, the control curve 113 the expanding process and the roller 107 engaging control curve 115 causes the forced retraction.
  • the retraction device 126 is formed by a part of the control body 109 which carries the control curve 115.

Abstract

An expansion tool (1) for pipes with a basic tool body (2) includes two hand levers (3, 12), one of which (12) operates an expanding mandrel (5) with a free rotating cylinder (19) through a control mechanism (10). By activating the lever, the expanding mandrel emerges from the basic body (2) sliding at a preset stroke against a set (15) of radially moving expanding wedges (16). In order to allow the enforced withdrawal of the expanding mandrel (5) with reduced operating forces and a specific force distribution, the cylinder (19) is journaled on a cylinder pin (19a). The expanding mandrel is connected to the movable hand lever (12) through a retraction device (20). In one form of construction with a cam shaped control mechanism (10), the retraction device (29) consists of a tension member with working points on the cylinder (19) and on the hand lever (12). In another form of construction the control mechanism has a slot running in a curve around its swivel axis, in which slot the cylinder is guided in both directions of the movement of the expanding mandrel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufweitewerkzeug für hohle, insbesondere hohlzylindrische Werkstücke mit einem Werkzeuggrundkörper mit einer Bohrung, einem in dieser axial verschiebbar gelagerten, aus der Bohrung mit einem äußeren verjüngten Ende herausragenden Spreizdorn, mit einem gleichfalls im Werkzeuggrundkörper gelagerten, auf den Spreizdorn über eine frei drehbare Rolle einwirkenden schwenkbaren Steuerkörper, der eine zur Bohrungsachse senkrechte Achse aufweist und mit einem Handhebel ver­bunden ist, durch den der Spreizdorn bei Hebelbetätigung um einen vorgegebenen Hub aus dem Grundkörper heraus gegen einen mit dem Grundkörper verbundenen Satz von radial beweglich geführten Spreizbacken verschiebbar ist.The invention relates to an expansion tool for hollow, in particular hollow cylindrical workpieces with a tool body with a bore, an axially displaceably mounted in this, expanding mandrel protruding from the bore with an outer tapered end, with a likewise mounted in the tool body, on the expanding mandrel via a freely rotatable Roller acting pivotable control body, which has an axis perpendicular to the axis of the bore and is connected to a hand lever, through which the expanding mandrel can be displaced by a predetermined stroke out of the base body against a set of radially movably guided expanding jaws connected to the base body when the lever is actuated.

Derartige Aufweitewerkzeuge werden auch als "Expander" bezeichnet. Sie werden wie eine Zange bedient, d.h. dem schwenkbaren Handhebel ist ein zweiter, gleichlanger Handhebel zugeordnet, der starr mit dem Grundkörper verbunden ist. Expander dienen bevorzugt zum Aufweiten von Rohrleitungsenden um ein solches Maß, daß in den aufgeweiteten Bereich ein zweites, nicht aufgeweitetes Rohrende eingeführt und mit dem ersten Rohrende verlötet werden kann. Der Einsatz erfolgt sowohl auf Baustellen als auch in Werkstätten.Expanding tools of this type are also referred to as “expanders”. They are operated like tongs, i.e. the pivotable hand lever is assigned a second hand lever of the same length, which is rigidly connected to the base body. Expanders are preferably used to widen pipe ends to such an extent that a second, unexpanded pipe end can be inserted into the expanded area and soldered to the first pipe end. It is used both on construction sites and in workshops.

Die Betätigungskräfte werden dabei durch die Übersetzungs­verhältnisse im Antriebssystem des Spreizdorns, durch Reibungsverhältnisse zwischen sämtlichen beweglichen Teilen und - nicht zuletzt - durch das Fließverhalten des Werkstoffs der aufzuweitenden Werkstücke bestimmt. In Frage kommen hierbei Kunststoffrohre, dünnwandige Rohre aus Weichstahl, vornehmlich aber Kupferrohre, und zwar sowohl solche, die weichgeglüht sind, als auch soge­nannte "harte" Kupferrohre. Der Einsatz erfolgt dabei vornehmlich im Rohrleitungsbau und dort wiederum im Sanitär- und Installationsbereich.The actuation forces are determined by the gear ratios in the drive system of the expanding mandrel, by friction between all moving parts and - last but not least - by the flow behavior of the material of the workpieces to be expanded. Plastic pipes, thin-walled pipes made of mild steel, but primarily copper pipes, come into question here, both those that are soft-annealed and so-called “hard” copper pipes. It is primarily used in pipeline construction and there in turn in the sanitary and installation area.

Im Hinblick auf die ergonomischen Verhältnisse ist auch zu berücksichtigen, daß der Schwenkwinkel der beiden Handhebel zueinander unter Berücksichtigung der Über­setzungsverhältnisse etwas mehr als 90 Grad beträgt. Da hierbei der eigentliche Krafthub verhältnismäßig früh einsetzt, haben die beiden Handhebel zu Beginn des Krafthubes eine verhältnismäßig ungünstige Stellung zueinander. Da der Grundkörper in der Regel nirgends abgestützt werden kann, können die wirksamen Betätigungskräfte immer nur parallel zur Achse des Spreizdorns verlaufen; alle anderen Reaktionskräfte müssen zusätzlich von der Bedienungsperson aufgefangen werden. Es ist zu Beginn des Krafthubes also beispiels­weise nicht möglich, die in Bezug auf die Schwenkachse des einen Handhebels etwa radial verlaufenden Handhebel in rein tangentialer Richtung zu belasten (dann würde die Bedienungsperson den Werkzeuggrundkörper an sich heran­ziehen), sondern es müssen rein achsparallele Kräfte aufgebracht werden. Dies äußert sich mechanisch so, daß hierdurch die wirksame Länge der in diesem Augenblick unter einem Winkel von etwa 90 Grad zueinander ver­laufenden Handhebel drastisch verkürzt wird. Die Ver­hältnisse bessern sich zwar mit zunehmender Annäherung der Handhebel aneinander, was die zunehmenden Verformungs­kräfte beim Aufweitevorgang in gewissem Umfange kompen­siert, aber je nach der gewählten Antriebsart auch dazu führen kann, daß die Betätigungskräfte gegen Ende des Krafthubes drastisch absinken, so daß die Bedienungs­person überhaupt kein "Gefühl" mehr dafür hat, welche Kräfte und Reaktionskräfte im Innern des Antriebssystems freigesetzt werden.With regard to the ergonomic conditions, it should also be borne in mind that the swivel angle of the two hand levers relative to one another, taking into account the transmission ratios, is somewhat more than 90 degrees. Since the actual power stroke starts relatively early, the two hand levers have a relatively unfavorable position to each other at the beginning of the power stroke. Since the basic body can generally not be supported anywhere, the effective ones can Actuating forces always run parallel to the axis of the expanding mandrel; all other reaction forces must also be absorbed by the operator. At the beginning of the power stroke, for example, it is not possible to load the hand levers, which are approximately radial with respect to the pivot axis of the one hand lever, in a purely tangential direction (then the operator would pull the body of the tool against him), but purely axially parallel forces must be applied . This manifests itself mechanically in such a way that the effective length of the hand levers which are at an angle of approximately 90 degrees to one another at the moment is drastically shortened. The conditions improve as the hand levers approach each other, which compensates to a certain extent for the increasing deformation forces during the expansion process, but depending on the type of drive selected, can also result in the actuation forces dropping drastically towards the end of the power stroke, so that the operator does not have any "Feeling" has more about which forces and reaction forces are released inside the drive system.

Im Zuge der historischen Entwicklung derartiger zangen­ähnlicher Expander sind folgende Antriebssystem ent­standen:In the course of the historical development of such forceps-like expanders, the following drive systems have emerged:

Bei dem Expander nach der GB-PS 866 994 (Rast) wirkt ein exzentrisch gelagerter Nocken unmittelbar auf die abge­schrägte Rückseite des Spreizdorns ein. Hierdurch entstehen in Bezug auf die Nockenkurve tangentiale Kraftkomponenten, in Bezug auf den Spreizdorn radiale Kraftkomponenten, die den Spreizdorn gegen seine Lagerung pressen und hierdurch mit zunehmenden Verformungskräften des Werkstücks auch eine zunehmende Schwergängigkeit erzeugen. Der Spreizdorn ist gewissermaßen die Bremsbacke für den Nocken, so daß die Betätigungskräfte beim Auf­weiten progressiv ansteigen. Ein weiterer Nachteil dieses Antriebssystems besteht darin, daß der Spreizdorn nicht zurückgezogen werden kann. Da die Spreizbacken mit ihrer Rückstellfeder gegenüber dem Spreizdorn im Bereich der Selbsthemmung arbeiten, können auch die Spreizbacken mit ihren Steuerflächen, die als Kegelsektoren aufgefaßt werden können, kein Zurückschieben des Spreizdorns herbeiführen. Bei schrumpfenden Werkstücken wie bei­spielsweise beim Aufweiten oder Expandieren von Plastik­rohren läßt sich daher ein solcher Expander nicht ohne weiteres mehr aus dem Rohr lösen.In the case of the expander according to GB-PS 866 994 (Rast), an eccentrically mounted cam acts directly on the bevelled back of the expanding mandrel. This creates tangential force components in relation to the cam curve and radial components in relation to the expanding mandrel Force components that press the expanding mandrel against its bearing and thereby also create increasing stiffness with increasing deformation forces of the workpiece. The expanding mandrel is, so to speak, the brake shoe for the cam, so that the actuating forces increase progressively as it expands. Another disadvantage of this drive system is that the expanding mandrel cannot be withdrawn. Since the expanding jaws work with their return spring relative to the expanding mandrel in the area of self-locking, the expanding jaws with their control surfaces, which can be regarded as conical sectors, cannot bring the expanding mandrel back. In the case of shrinking workpieces such as, for example, when expanding or expanding plastic pipes, such an expander can no longer be easily removed from the pipe.

Bei einer Weiterentwicklung dieses Antriebsprinzips nach der GB-PS 1 485 098 (Rothenberger) wurde zwar der Kraft­bedarf für die axiale Verschiebung des Spreizdorns dadurch verringert, daß man den Kurvenverlauf des Nockens flacher ausgebildet und den vollen Hub des Spreizdorns dadurch erreicht hat, daß man den Nocken mehrfach be­tätigt und ihn nach jedem Hub nachgesetzt hat. Zu diesem Zwecke war die Nockenachse in zwei Kulissen mit axial gestaffelten Kulissenausnehmungen versetzbar. Die Kraft­ersparnis durch das geänderte Übersetzungsverhältnis und die damit verbundene Verlängerung des Betätigungsweges war jedoch sehr begrenzt, denn die Bremswirkung des Spreizdorns auf die Nockenfläche blieb praktisch unverändert. Mit diesem bekannten System war ein Zwangsrückzug des Spreizdorns schlechterdings unmöglich, weil weder der Handhebel noch der Nocken wegen der Kulissenführung auf Zug beansprucht werden konnten. Eine zwischen dem Spreizdorn und dem Werkzeuggrundkörper angeordnete Druckfeder konnte allenfalls eine gewisse Rastwirkung in der Kulissenführung erzeugen, nicht aber einen Zwangsrückzug des Spreizdorns.In a further development of this drive principle according to GB-PS 1 485 098 (Rothenberger), the power requirement for the axial displacement of the expanding mandrel was reduced by making the curve of the cam flatter and the full stroke of the expanding mandrel was achieved by having the Actuated cam several times and added it after each stroke. For this purpose, the cam axis could be moved in two sets with axially staggered set recesses. However, the saving in power due to the changed transmission ratio and the associated extension of the actuation path was very limited, since the braking effect of the expanding mandrel on the cam surface remained practically unchanged. With this known system, forced retraction of the expanding mandrel was absolutely impossible, because neither the hand lever nor the cam could be subjected to tension due to the slide guide. A compression spring arranged between the expanding mandrel and the tool base body could at best produce a certain locking effect in the link guide, but not a forced retraction of the expanding mandrel.

Durch die DE-PS 37 32 628 ist ein Expander bekannt, bei dem zwar durch ein Zugglied zwischen dem Spreizdorn und dem Handhebel ein Zwangsrückzug des Spreizdorns und damit eine Rückkehr der Spreizbacken in die Ausgangslage ermöglicht wurde, bei dem jedoch die hohen Antriebskräfte die gleichen blieben wie bei dem Expander nach der GB-PS 866 994.From DE-PS 37 32 628 an expander is known, in which a pulling member between the expanding mandrel and the hand lever allows a forced retraction of the expanding mandrel and thus a return of the expanding jaws to the starting position, but in which the high driving forces remained the same like the expander according to GB-PS 866 994.

Bei dem Antriebssystem nach der US-PS 4 425 783 werden zwar die Reibungskräfte zwischen dem Nocken und dem Spreizdorn einerseits und dem Spreizdorn und seiner Führung (Bohrung) andererseits weitgehend eliminiert, ohne jedoch die Mittel für eine Zwangsrückführung des Spreizdorns zu schaffen. Dies geschieht dadurch, daß zwischen dem Spreizdorn und dem Nocken ein schwenkbares hammerförmiges Druckglied angeordnet ist und daß der Nocken und die auf ihm abrollende Oberfläche des Druck­gliedes einen solchen Kurvenverlauf besitzen, daß die Achse des Spreizdorns stets die gemeinsame Berührungs­linie von Nocken und Druckglied schneidet. Um dabei stets von der gleichen Ausgangsposition des Druckgliedes ausgehen zu können, besitzt dieses eine Rückstellfeder. Wenn jedoch der Krafthub unterbrochen wird, dann fällt das Druckglied unter der Wirkung der Rückstellfeder zurück, und die zuvor vorhandene Korrelation zwischen Nocken und Druckglied ist nicht mehr gegeben. Dieses bekannte System erzeugt jedoch wegen der komplizierten Lagerung von Nocken und Handhebel Reibungskräfte an einer anderen Stelle, nämlich auf dem Umfang zweier relativ großer Kreisscheiben, mit denen Handhebel und Nocken im Werkzeuggrundkörper gelagert sind. In diesem Falle wirkt der Werkzeuggrundkörper gegenüber den besagten Kreis­scheiben unter dem Einfluß der axialen Betätigungskräfte als Bremseinrichtung.In the drive system according to US Pat. No. 4,425,783, the frictional forces between the cam and the expanding mandrel on the one hand and the expanding mandrel and its guidance (bore) on the other hand are largely eliminated, but without creating the means for a forced return of the expanding mandrel. This is done in that a pivotable hammer-shaped pressure member is arranged between the expanding mandrel and the cam and that the cam and the surface of the pressure member rolling on it have such a curve that the axis of the expanding mandrel always intersects the common line of contact of the cam and the pressure member. In order to always be able to start from the same starting position of the pressure element, it has a return spring. However, if the power stroke is interrupted, the pressure member falls back under the action of the return spring, and the previously existing correlation between The cam and pressure member are no longer present. However, due to the complicated mounting of the cam and hand lever, this known system generates frictional forces at another point, namely on the circumference of two relatively large circular disks with which the hand lever and cam are mounted in the tool base body. In this case, the tool body acts as a braking device with respect to the said circular disks under the influence of the axial actuation forces.

Durch die EP-OS 0 252 868 ist ein Antriebssystem bekannt, bei dem geringe Antriebskräfte mit einem Zwangsrückzug des Spreizdorns gepaart sind. Dies geschieht dadurch, daß zwischen einem Handhebel, der keinen Nocken aufweist, und dem Spreizdorn ein Kniehebel angeordnet ist. Hierbei wird einerseits durch die Schrägstellung des Kniehebels zu Beginn des Arbeitshubes gegenüber dem Expander nach der US-PS 4 425 783 wieder der Nachteil erkauft, daß auf den Spreizdorn Querkraftkomponenten einwirken, die die Reibung zwischen dem Spreizdorn und seiner Lagerung (Bohrung) erhöhen, andererseits hat jedoch ein Knie­hebelantrieb die Eigenart, daß die durch ihn erzeugten Abtriebskräfte beim Erreichen der gestreckten Lage aller Gelenke des Kniehebelsystems gegen Unendlich gehen, wenn die angetriebenen Teile an einen Anschlag anstoßen. Werden nämlich Toleranzen unterschritten, insbesondere Toleranzen in den Zubehörteilen, zu denen regelmäßig mehrere Sätze von Spreizbacken unterschiedlichen Durch­messers gehören, so kann eine Überlastung erfolgen, ohne daß dies der Bedienungsperson durch eine entsprechende Steigerung der Betätigungskräfte auffällt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei der Verwendung eines Kniehebelan­ triebs für einen Expander der Kraftbedarf am Ende des Arbeitshubes praktisch zu Null wird, d.h. die Handhebel lassen sich nahezu kräftefrei aneinanderlegen. Die Bedienungsperson hat infolgedessen jedes "Gefühl" für den Aufweitevorgang verloren. Üblicherweise werden Kniehebel­pressen zur Vermeidung einer Überlastung im Bereich der gestreckten Lage aller drei Kniehebelgelenke mit Über­lastkupplungen versehen, um eine Zerstörung des Systems zu vermeiden. Der Einbau solcher Überlastkupplungen verbietet sich jedoch aus Platz- und Gewichtsgründen bei Handwerkzeugen.A drive system is known from EP-OS 0 252 868, in which low drive forces are paired with a forced retraction of the expanding mandrel. This is done in that a toggle lever is arranged between a hand lever that has no cam and the expanding mandrel. On the one hand, the disadvantage of the inclined position of the toggle lever at the beginning of the working stroke compared to the expander according to US Pat. No. 4,425,783 is that shear force components act on the expanding mandrel, which increase the friction between the expanding mandrel and its mounting (bore), and on the other hand However, a toggle lever drive has the peculiarity that the output forces generated by it go to infinity when reaching the extended position of all joints of the toggle lever system when the driven parts strike a stop. If tolerances are undershot, in particular tolerances in the accessories, which regularly include several sets of expanding jaws of different diameters, overloading can occur without the operator noticing this through a corresponding increase in the actuating forces. Experience has shown that when using a toggle lever drive for an expander the power requirement at the end of the working stroke is practically zero, ie the hand levers can be put together almost without force. As a result, the operator has lost any "feeling" for the expansion process. To prevent overloading in the extended position of all three toggle joints, toggle presses are usually provided with overload couplings in order to avoid destruction of the system. However, the installation of such overload clutches is not possible for hand tools due to space and weight reasons.

Durch das DE-GM 88 07 784 ist ein Aufweitewerkzeug der eingangs beschriebenen Gattung bekannt, bei dem die frei drehbare Rolle durch einen Wälzkörper gebildet wird, dessen Zylinderfläche , die sogenannte Lauffläche für den Steuerkörper, in einer quer zur Achse des Spreizdorns verlaufenden komplementären Ausnehmung gelagert ist. Dadurch wird aber die Reibung zwischen dem Nocken und dem Spreizdorn nicht oder nur unwesentlich vermindert, denn der Wälzkörper gleitet in seiner Ausnehmung mit der Zylinderfläche, d.h. mit dem gleichen Durchmesser, auf dem auch die Nockenoberfläche abrollt. Dadurch werden die Reibungs- oder Bremskräfte lediglich an eine andere Stelle verlagert, oder der Nocken gleitet bereits bei einer leichten Schwergängigkeit des Wälzkörpers auf dessen stillstehender Oberfläche. Man nennt ein solches mechanisches System auch "indifferent". An den Kräfte­verhältnissen, insbesondere an den Reibungs- und Quer­kräften, ändert sich hierdurch nichts.From DE-GM 88 07 784 an expansion tool of the type described above is known, in which the freely rotatable roller is formed by a rolling element, the cylindrical surface of which, the so-called running surface for the control body, is mounted in a complementary recess running transversely to the axis of the expanding mandrel is. As a result, however, the friction between the cam and the expanding mandrel is not or only insignificantly reduced, because the rolling element slides in its recess with the cylinder surface, ie with the same diameter on which the cam surface also rolls. As a result, the frictional or braking forces are simply shifted to another location, or the cam slides on the stationary surface of the rolling element even when it is slightly stiff. Such a mechanical system is also called "indifferent". This does not change the balance of forces, especially the frictional and transverse forces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufweitewerk­zeug der eingangs beschriebenen Gattung, also ein solches mit einem Steuerkörper im Antriebssystem, anzugeben, bei dem Reibungskräfte im System auf ein Minimum reduziert werden, ein Zwangsrückzug des Spreizdorns erfolgt, die Betätigungskräfte über den gesamten Arbeitshub weitgehend konstant bleiben, so daß die Bedienungsperson ein "Gefühl" für den ordnungsgemäßen Ablauf des Aufweitevorgangs hat und bei dem eine Überlastung auch bei ungünstiger Toleranz­lage nicht eintreten kann.The invention has for its object to provide an expansion tool of the type described above, that is, one with a control body in the drive system, in which frictional forces in the system are reduced to a minimum, the mandrel is forced to retract, the actuating forces are largely constant over the entire working stroke remain so that the operator has a "feeling" for the proper course of the expansion process and in which an overload cannot occur even with an unfavorable tolerance.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Aufweitewerkzeug erfindungsgemäß dadurch, daß

  • a) die Rolle eine Zylinderfläche und eine abgesetzte koaxiale Rollenachse aufweist,
  • b) der Spreizdorn an seinem inneren Ende zwei Seiten­wangen und einen dazwischenliegenden Schlitz auf­weist, wobei die Rolle ohne Abstützung auf ihrer Zylinderfläche im Schlitz und die Rollenachse in den Seitenwangen gelagert ist, und daß
  • c) zwischen Spreizdorn und Handhebel eine Rückzugsein­richtung für den Spreizdorn angeordnet ist.
The problem is solved according to the invention in the expansion tool described at the outset in that
  • a) the roller has a cylindrical surface and an offset coaxial roller axis,
  • b) the expanding mandrel has at its inner end two side cheeks and an intermediate slot, the roller being supported without support on its cylindrical surface in the slot and the roller axis in the side cheeks, and that
  • c) a retraction device for the expanding mandrel is arranged between expanding mandrel and hand lever.

Eine solche Rolle ist stets einsatzbereit, und sie verliert im Gegensatz zum Expander nach der US-PS 4 425 783 auch dann nicht ihre Wirkung, wenn der Expansionshub unterbrochen werden sollte. Auch benötigt eine Rolle keine Rückstellfeder.Such a roll is always ready for use and, in contrast to the expander according to US Pat. No. 4,425,783, it does not lose its effect even if the expansion stroke should be interrupted. A roller also does not require a return spring.

Die Reibungskräfte werden dabei auf ein Minimum redu­ziert, und zwar gegenüber der US-PS 4 424 783 dadurch, daß die Gelenkzapfen und damit die Lagerstellen einen relativ kleinen Durchmesser haben, und weiterhin dadurch, daß die Berührungslinie zwischen der Nockenfläche und der Zylinderfläche der Rolle immer auf oder mindestens in unmittelbarer Nähe der Achse des Spreizdorns liegt.The frictional forces are reduced to a minimum, compared to US Pat. No. 4,424,783 in that the pivot pins and thus the bearing points have a relatively small diameter, and further in that the line of contact between the cam surface and the cylindrical surface of the roller always lies on or at least in the immediate vicinity of the axis of the expanding mandrel.

Gegenüber dem DE-GM 88 07 784 werden die Reibungskräfte dadurch reduziert, daß die Rollenachse einen gegenüber der Zylinderfläche der Rolle abgesetzten, deutlich kleineren Durchmesser aufweist, so daß bei gleichen auf den Spreizdorn axial einwirkenden Druckkräften ein deutlich geringeres Gegen-Drehmoment bzw. Bremsmoment erzeugt wird. Es wirken mithin keine oder zumindest keine merklichen Querkräfte auf den Spreizdorn ein.Compared to DE-GM 88 07 784, the frictional forces are reduced in that the roller axis has a significantly smaller diameter than the cylindrical surface of the roller, so that with the same compressive forces acting axially on the expanding mandrel, a significantly lower counter-torque or braking torque is generated becomes. There are therefore no or at least no noticeable transverse forces on the expanding mandrel.

Weiterhin läßt sich die Rückzugseinrichtung für den Zwangsrückzug des Spreizdorns leicht in das Antriebs­system integrieren. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Rückzugseinrichtung als Zugglied in Form einer starren Lasche ausgebildet, die aus einem relativ dünnen Blech ausgebildet und in einem schmalen Schlitz des Steuerkörpers geführt sein kann, da sie nicht auf Druck beansprucht wird. Außerdem aber verhindert das Zugglied auf einfachste Weise ein Verdrehen des Spreizdorns gegenüber dem Nocken, ohne daß hierfür eine besondere Führung des Spreizdorns im Werkzeuggrundkörper erforder­lich würde.Furthermore, the retraction device for the forced retraction of the expanding mandrel can be easily integrated into the drive system. In a first embodiment, the retraction device is designed as a tension member in the form of a rigid tab, which can be formed from a relatively thin sheet metal and can be guided in a narrow slot in the control body, since it is not subjected to pressure. In addition, however, the tension member prevents rotation of the expanding mandrel relative to the cam in the simplest way, without this requiring a special guidance of the expanding mandrel in the tool base body.

Bei einem entsprechenden Verlauf der Steuerkurve relativ zur Achse läßt sich außerdem ohne weiteres erreichen, daß die Betätigungskraft über nahezu den gesamten Schwenk­winkel des Handhebels, zumindest aber über den letzten Teil des Schwenkbereichs weitgehend konstant bleibt, so daß die Bedienungsperson das Gefühl hat, daß der Aufweite­vorgang auch weiterhin zu Ende geführt wird. Schließlich ist auch eine Überlastung der Bauteile des gesamten Aufweitewerkzeuges ausgeschlossen, da sich nämlich ein Anstoßen von beweglichen Teilen an ortsfesten Teilen sofort als Zunahme der Betätigungskraft äußert, so daß der Bedienungsperson das Gefühl vermittelt wird: Der Aufweitevorgang ist beendet.With a corresponding course of the control curve relative to the axis, it can also be easily achieved that the actuating force remains largely constant over almost the entire pivoting angle of the hand lever, or at least over the last part of the pivoting range, so that the operator has the feeling that the expansion process continues to be completed. Finally, an overload of the components of the entire expanding tool is also excluded, since an impact of moving parts on stationary parts immediately manifests itself as an increase in the actuating force, so that the operator is given the feeling that the expanding process has ended.

Durch das Spiel in Längsrichtung der Lasche wird ver­hindert, daß die Lasche zu irgend einem Zeitpunkt des Aufweitevorgangs auf Druck beansprucht wird. Der Laschen­zapfen ist dabei jedoch in einer solchen Weise in einem Langloch in der Lasche gelagert, daß der Spreizdorn sofort eine Rückzugsbewegung ausführt, wenn der Handhebel zurückgeschwenkt wird. Dadurch, daß die Lasche die Rolle an deren Außenumfang umgreift, kann sich die Rollenachse nicht gegenüber der Lasche bzw. dem Zugglied verdrehen.The play in the longitudinal direction of the tab prevents the tab from being subjected to pressure at any time during the expansion process. However, the link pin is mounted in an elongated hole in the link plate in such a way that the expanding mandrel immediately executes a return movement when the hand lever is pivoted back. Because the tab engages around the roller on its outer circumference, the roller axis cannot rotate with respect to the tab or the tension member.

Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn die Ausnehmung des Steuerkörpers mittig angeordnet ist und Seitenwände aufweist, die parallel zu den im Werkzeuggrundkörper geführten Seitenwänden des Steuerkörpers verlaufen, wenn das andere Ende der Lasche eine zylindrische Bohrung besitzt, die die Rolle in deren axialer Mitte umschließt, und wenn die Lasche jenseits dieser Bohrung einen Fortsatz aufweist, der in dem parallelen Spalt des Spreizdorns geführt ist, wobei der besagte Spalt in den die Rolle aufnehmenden Schlitz mündet.It is therefore particularly advantageous if the recess of the control body is arranged in the center and has side walls which run parallel to the side walls of the control body which are guided in the tool base body if the other end of the tab has a cylindrical bore which surrounds the roller in its axial center, and if the tab has an extension beyond this bore, which in the parallel gap of the Spreader mandrel is guided, said gap opening into the slot receiving the roll.

Schließlich ist es von besonderem Vorteil, wenn die Schwenkachse des Steuerkörpers und die Rollenachse die Bohrungsachse schneiden. In diesem Falle treten praktisch nur achsparallele Kräfte innerhalb des Systems auf, so daß Reibungskräfte und Verschleiß zwischen dem Spreizdorn und der Bohrung im Werkzeuggrundkörper vermieden werden.Finally, it is particularly advantageous if the pivot axis of the control body and the roller axis intersect the bore axis. In this case, only axially parallel forces occur within the system, so that frictional forces and wear between the expanding mandrel and the bore in the tool body are avoided.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist bei sonst gleicher Rollenlagerung dadurch gekennzeichnet, daß
- der Steuerkörper einen bogenförmig um seine Schwenk­achse verlaufenden Schlitz aufweist, dessen beide Enden nach Maßgabe des Hubes des Spreizdorns unter­schiedliche Abstände von der besagten Schwenkachse aufweisen und dessen lichte Weite dem Durchmesser der Rolle entspricht, und in dem die Rolle in beiden Bewegungsrichtungen des Spreizdorns geführt ist, und daß
- der Steuerkörper mindestens teilweise zwischen den beiden Seitenwangen des Spreizdorns geführt ist.Another embodiment of the subject matter of the invention is characterized in that otherwise the same roller bearings that
- The control body has an arc extending around its pivot axis, the two ends of which, depending on the stroke of the expanding mandrel, have different distances from said pivot axis and the inside width corresponds to the diameter of the roller, and in which the roller is guided in both directions of movement of the expanding mandrel , and that
- The control body is at least partially guided between the two side cheeks of the expanding mandrel.

Dadurch wird bei robuster Ausführung erreicht, daß die der Schwenkachse des Steuerkörpers näherliegende Kurven­fläche des Schlitzes (bzw. das diese Kurvenfläche tragen­de bügelförmige Teil des Steuerkörpers) die Rolle hinter­greifen kann, so daß ein Antrieb des Spreizdorns in beiden axialen Richtungen möglich ist, also auch ein Zwangsrückzug.This ensures in a robust design that the curved surface of the slot closer to the pivot axis of the control body (or the bow-shaped part of the control body carrying this curved surface) can engage behind the roller, so that a drive of the expanding mandrel is possible in both axial directions, that is to say also one Forced withdrawal.

Der Steuerkörper, der als Stanzteil aus einer Stahlplatte oder einteilig mit dem Handhebel als Schmiedeteil herstell­bar ist und nur geringer Nachbearbeitung an den Ober­flächen des Schlitzes bedarf, ist zugleich ein zusätz­liches Führungselement des Spreizdorns und sichert diesen auch gegen eine Verdrehung. Es versteht sich dabei, daß die Dicke des Steuerkörpers mindestens stellenweise dem lichten Abstand der Seitenwangen des Spreizdorns ent­spricht.The control body, which can be produced as a stamped part from a steel plate or in one piece with the hand lever as a forged part and only requires minor finishing on the surfaces of the slot, is also an additional guide element of the expanding mandrel and also secures it against rotation. It goes without saying that the thickness of the control body corresponds at least in places to the clear distance between the side cheeks of the expanding mandrel.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn die Enden des bogenförmigen Schlitzes Anschläge für die Begrenzung des Schwenkwinkels des schwenkbaren Handhebels bilden, der Bogenwinkel des Schlitzes also definiert begrenzt ist. Dadurch wird zweierlei erreicht: Einmal begrenzt der eine Anschlag die Annäherung der Handhebel bis auf einen Mindestabstand, der eine Fingerquetschung verhindert, zum andern wird auch die Betätigungskraft der Handhebel am Ende des Aufweitevorgangs definiert.It is particularly advantageous if the ends of the arcuate slot form stops for limiting the pivoting angle of the pivotable hand lever, so that the arc angle of the slot is limited in a defined manner. This achieves two things: Firstly, one stop limits the approach of the hand levers to a minimum distance that prevents pinching, and secondly, the actuating force of the hand levers is defined at the end of the expansion process.

Es ist besonders einfach, dem bogenförmigen Schlitz in Bezug auf die Schwenkachse des Steuerkörpers und die Rolle einen solchen Verlauf zu geben, daß die Betätigungs­kraft am beweglichen Handhebel mindestens über die letzten 20 Grad des Schwenkwinkels des Handhebels im wesentlichen konstant bleibt.It is particularly simple to give the arcuate slot with respect to the pivot axis of the control body and the roller such that the actuating force on the movable hand lever remains substantially constant over at least the last 20 degrees of the pivot angle of the hand lever.

Es ist dabei im Hinblick auf die Montage bei der Herstel­lung, die Baugröße, das Gewicht und die Verwindungssteifig­keit des beweglichen Handhebels gegenüber dem Werkzeug­grundkörper besonders vorteilhaft, wenn der Steuerkörper das eine Ende des schwenkbaren Handhebels bildet und ein Auge für die Hindurchführung eines Gelenkzapfens auf­weist, der einen Spalt im Grundkörper durchsetzt und in diesem seitlich außerhalb des Spreizdorns auf der den Handhebeln gegenüberliegenden Seite beiderseits des Spalts im Grundkörper gelagert ist.It is particularly advantageous in terms of assembly during manufacture, the size, the weight and the torsional rigidity of the movable hand lever compared to the tool body if the control body forms one end of the pivotable hand lever and one Has eye for the passage of a hinge pin which passes through a gap in the base body and is mounted in this laterally outside the expanding mandrel on the side opposite the hand levers on both sides of the gap in the base body.

Materialkosten und Gewicht können dabei weiterhin positiv beeinflußt werden, wenn der Steuerkörper als platten­förmiges Bauteil ausgeführt und in einen parallelwandigen Schlitz des beweglichen Handhebels eingesetzt ist. Dies ermöglicht beispielsweise eine Konstruktion, bei der der Werkzeuggrundkörper und die beiden Handhebel aus einer Leichtmetall-Legierung bestehen, der Steuerkörper aber aus Stahl besteht.Material costs and weight can still be positively influenced if the control body is designed as a plate-shaped component and is inserted into a parallel-walled slot in the movable hand lever. This enables, for example, a construction in which the tool body and the two hand levers are made of a light metal alloy, but the control body is made of steel.

Eine besonders langlebige Ausführung wird bei einem Aufweitewerkzeug, bei dem der Werkzeuggrundkörper in an sich bekannter Weise ein zum Spreizdorn konzentrisches Gewinde aufweist, auf das der Satz von Spreizbacken mittels einer Gewindehülse aufschraubbar ist, dann geschaffen, wenn das Gewinde auf der Außenfläche eines Ansatzteils angeordnet ist, das mittels eines hohl­zylindrischen Fortsatzes mit dem Werkzeuggrundkörper verbunden ist, und wenn die durchgehende Bohrung von Ansatzteil und Fortsatz die axiale Führung für den Spreizdorn ist.A particularly long-lasting design is created in a widening tool in which the basic tool body has a thread which is concentric with the expanding mandrel and onto which the set of expanding jaws can be screwed by means of a threaded sleeve, if the thread is arranged on the outer surface of an attachment part , which is connected to the tool base body by means of a hollow cylindrical extension, and if the continuous bore of the extension part and extension is the axial guide for the expanding mandrel.

Drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Figuren 1 bis 9 näher erläutert.Three exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 9.

Es zeigen:

  • Figur 1 an einem ersten Ausführungsbeispiel einen Axialschnitt durch den Werkzeuggrundkörper mit allen wesentlichen Antriebsteilen,
  • Figur 2 eine Draufsicht von oben auf den Gegenstand von Figur 1,
  • Figur 3 eine Explosionsdarstellung des Aufweitewerk­zeugs nach Figur 1,
  • Figur 4 einen vergrößerten Teilausschnitt aus Figur 1 in einer zur Zeichenebene senkrechten Schnitt­ebene entlang der Achse A-A,
  • Figur 5 ein Diagramm mit einer vergleichsweisen Dar­stellung der Betätigungskräfte beim Stande der Technik und beim Erfindungsgegenstand,
  • Figur 6 an einem zweiten Ausführungsbeispiel eine Seitenansicht wesentlicher Teile der Auf­weitevorrichtung bei Beendigung eines Auf­weitevorgangs. d.h. mit maximal zusammen­geführten Handhebeln, zusammen mit einer perspektivischen Darstellung eines abge­schraubten Satzes von Spreizbacken,
  • Figur 7 eine Seitenansicht des Gegenstandes von Figur 6, jedoch vor Beginn eines Aufweite­vorgangs, d.h. mit maximal auseinander ge­schwenkten Handhebeln,
  • Figur 8 das obere Ende des Spreizdorns mit Rolle, gegenüber Figur 7 um 90 Grad gedreht und in vergrößertem Maßstab, und
  • Figur 9 eine Draufsicht auf wesentliche Teile eines dritten Ausführungsbeispiels mit einem in einen Handhebel aus Leichtmetall eingesetzten Steuer­körper aus Stahl.
Show it:
  • FIG. 1 shows, in a first exemplary embodiment, an axial section through the basic tool body with all essential drive parts,
  • FIG. 2 shows a top view of the object from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows an exploded view of the expanding tool according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows an enlarged partial section from FIG. 1 in a sectional plane perpendicular to the plane of the drawing along the axis AA,
  • FIG. 5 shows a diagram with a comparative representation of the actuation forces in the prior art and in the subject of the invention,
  • FIG. 6 shows, in a second exemplary embodiment, a side view of essential parts of the expansion device when an expansion process has ended. ie with maximally merged hand levers, together with a perspective view of a unscrewed set of expanding jaws,
  • FIG. 7 shows a side view of the object from FIG. 6, but before the start of an expansion process, ie with the hand levers pivoted as far apart as possible,
  • Figure 8 shows the upper end of the expanding mandrel with roller, rotated by 90 degrees and in an enlarged scale compared to Figure 7, and
  • Figure 9 is a plan view of essential parts of a third embodiment with a control body made of steel inserted into a hand lever made of light metal.

In den Figuren 1 bis 4 ist ein Aufweitewerkzeug 1 darge­stellt, das einen ursprünglich als Drehteil ausgebildeten Werkzeuggrundkörper 2 besitzt, an dem seitlich ein radial abstehender erster Handhebel 3 befestigt ist. Der Werkzeug­grundkörper 2 besitzt eine Achse A-A und eine hierzu konzentrische Bohrung 4, in der axial verschiebbar ein Spreizdorn 5 gelagert ist, dessen eines Ende 5a kegel­förmig verjüngt ausgebildet ist und aus dem Werkzeug­grundkörper 2 herausragt.1 to 4 show an expansion tool 1 which has a tool base body 2 originally designed as a turned part, to which a radially protruding first hand lever 3 is attached laterally. The main tool body 2 has an axis A-A and a concentric bore 4 in which an expanding mandrel 5 is axially displaceably mounted, one end 5a of which is tapered and protrudes from the main tool body 2.

Das dem Ende 5a des Spreizdorns 5 abgekehrte Ende des Werkzeuggrundkörpers 2 ist jenseits des Handhebels 3 mit einem parallelwandigen Schlitz 6 versehen, in den die Bohrung 4 mündet. Beiderseits des Schlitzes 6 sind zwei Wangen 8 und 9 stehen geblieben (Figur 3), die gewisser­maßen den Lagerbock für einen als Nocken ausgebildeten Steuerkörper 10 bilden.The end of the tool base body 2 facing away from the end 5a of the expanding mandrel 5 is provided beyond the hand lever 3 with a parallel-walled slot 6 into which the bore 4 opens. Two cheeks 8 and 9 have remained on both sides of the slot 6 (FIG. 3), which to a certain extent form the bearing block for a control body 10 designed as a cam.

Dieser Steuerkörper 10 besitzt eine Bohrung 10a zur Aufnahme einer Achse 7, die in dem Schlitz 6 gelagert ist, wobei die Mittenachse der Achse 7 senkrecht zur Achse A-A verläuft und diese schneidet. Der Steuer­körper 10 besitzt eine zur Achse 7 bzw. Bohrung 10a exzentrisch verlaufende Steuerkurve 11, die auf die nachstehend noch näher erläuterte Weise auf den Spreiz­dorn 5 einwirkt.This control body 10 has a bore 10a for receiving an axis 7, which is mounted in the slot 6, the central axis of the axis 7 being perpendicular to the axis AA and intersecting it. The control body 10 has a control cam 11 which runs eccentrically with respect to the axis 7 or bore 10a and which acts on the expanding mandrel 5 in the manner explained in more detail below.

Der Steuerkörper 10 ist einstückig mit einem zweiten Handhebel 12 verbunden, der seitlich aus dem Schlitz 6 herausragt. Beide Handhebel 3 und 12 besitzen an ihren hier nicht dargestellten Enden Handgriffe, so daß sich die beiden Handhebel in Bezug auf den Werkzeuggrund­körper 2 wie eine Zange betätigen lassen. Figur 1 zeigt die beiden Handhebel 3 und 12 in ihrer einander am meisten angenäherten Stellung. Es ist jedoch erkennbar, daß sich der zweite Handhebel 12 aus der gezeichneten Stellung entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Schwenk­winkel von mehr als 90 Grad, d.h. über die Achse A-A hinaus verschwenken läßt. Die Steuerkurve 11 hat dabei in Bezug auf die Achse 7 eine solche geometrische Form, daß dem Fließverhalten des Werkstücks und dem Verlauf der Betätigungskräfte in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Handhebels 12 optimal Rechnung getragen wird, und daß dabei insbesondere die Betätigungskraft am Handhebel 12 über die letzten 20 Grad des Schwenkwinkels des Handhebels im wesentlichen konstant ist. Ein solcher Kräfteverlauf ist in Figur 5 durch die mittlere Kurve dargestellt.The control body 10 is integrally connected to a second hand lever 12 which protrudes laterally from the slot 6. Both hand levers 3 and 12 have handles at their ends, not shown here, so that the two hand levers can be actuated like pliers with respect to the tool base body 2. Figure 1 shows the two hand levers 3 and 12 in their most approximated position. However, it can be seen that the second hand lever 12 rotates counterclockwise from the position shown by a pivot angle of more than 90 degrees, i.e. can be pivoted beyond the axis A-A. The control cam 11 has such a geometric shape with respect to the axis 7 that the flow behavior of the workpiece and the course of the actuating forces are optimally taken into account as a function of the angular position of the hand lever 12, and that in particular the actuating force on the hand lever 12 via the last 20 degrees of the pivot angle of the hand lever is substantially constant. Such a course of forces is shown in FIG. 5 by the middle curve.

Der Werkzeuggrundkörper 2 besitzt an seinem dem Ende 5a des Spreizdorns 5 zugekehrten Ende ein Gewinde 13 und eine Ringschulter 14 für das Ansetzen eines Satzes 15 von einzelnen Spreizbacken 16, die auf den Umfang des Spreiz­dorns 5 verteilt sind. Die Spreizbacken 16 sind durch Niete 17 in radialer Richtung verschiebbar in dem nach innen gerichteten Flansch einer Überwurfmutter 118 geführt und gehalten, die mit dem Gewinde 13 und gegen die Ringschulter 14 verschraubt ist. Es ergibt sich aus einer Betrachtung der Figur 1, daß der Spreizbackensatz 15 bei einem Einschieben des kegelförmigen Endes 5a in die Spreizbacken 16 radial nach außen geschoben werden kann. Ein Rückzug wird durch eine Ringfeder 16a bewirkt, die jedoch wegen der bestehenden Selbsthemmung den Spreiz­dorn 5 nicht verschieben kann.The tool body 2 has at its end facing the end 5a of the expanding mandrel 5 a thread 13 and an annular shoulder 14 for attaching a set 15 of individual expanding jaws 16 which are distributed over the circumference of the expanding mandrel 5. The expanding jaws 16 are guided and held in the radial direction by rivets 17 in the inward flange of a union nut 118 which is screwed to the thread 13 and against the annular shoulder 14. It follows from a consideration of Figure 1 that the expanding jaw set 15 at an insertion of the conical end 5a into the expanding jaws 16 can be pushed radially outwards. A retraction is effected by an annular spring 16a, which, however, cannot move the expanding mandrel 5 due to the existing self-locking.

Der Spreizdorn 5 besitzt an seinem inneren Ende zwei Seitenwangen 5b und 5c, die einen mittigen, parallel­wandigen Schlitz 5d zwischen sich einschließen. In diesem Schlitz ist eine Rolle 19 mittels einer Rollenachse 19a frei drehbar gelagert, wobei die Rollenachse 19a parallel zur Achse 7 verläuft. Die Zylinderfläche 19b der Rolle 19 ragt nur nach oben sowie seitlich in Richtung auf den Handhebel 12 aus dem Schlitz 5d heraus, wie dies in den Figuren 1 und 4 dargestellt ist. Auf diese Weise ist die Rolle auf der Steuerkurve 11 des Steuerkörpers 10 abroll­bar (Figur 1). Die Zylinderfläche 19b berührt aber nicht Oberflächenteile des Spreizdorns 5: Die Abstützung der Rolle 19 im Spreizdorn erfolgt ausschließlich über die Rollenachse 19a.The expanding mandrel 5 has at its inner end two side cheeks 5b and 5c which enclose a central, parallel-walled slot 5d between them. In this slot, a roller 19 is freely rotatably supported by means of a roller axis 19a, the roller axis 19a running parallel to the axis 7. The cylindrical surface 19b of the roller 19 only protrudes upward and laterally in the direction of the hand lever 12 from the slot 5d, as shown in FIGS. 1 and 4. In this way, the roll on the cam 11 of the control body 10 can be rolled (Figure 1). However, the cylindrical surface 19b does not touch surface parts of the expanding mandrel 5: the roller 19 is supported in the expanding mandrel exclusively via the roller axis 19a.

Zwischen dem Spreizdorn 5 und dem Handhebel 12 ist eine Rückzugseinrichtung 20 für den Zwangsrückzug des Spreiz­dorns aus den Spreizbacken 16 angeordnet, und zwar ist der Spreizdorn 5 über eine starre Lasche 21 mit dem Steuerkörper 10 und damit auch mit dem Handhebel 12 verbunden. Die starre Lasche 21 ist als planparallele Platte aus Blech gestanzt und weist an ihrem einen Ende eine zylindrische Bohrung 21a und an ihrem anderen Ende ein Langloch 21b auf. Die Lasche 21 ist mittels des Langlochs 21b über einen Laschenzapfen 22 mit dem Steuerkörper 10 verbunden. Mittels der zylindrischen Bohrung 21a umschließt die Lasche 21 die Rolle 19 in deren axialer Mitte. Die Lasche 21 besitzt jenseits bzw. unterhalb der Bohrung 21a einen Fortsatz 21c, der in einen parallelwandigen Spalt 5e des Spreizdorns 5 ein­greift. Dies geschieht mit kleinstmöglichem Spiel, um eine Verdrehung des Spreizdorns 5 mit der Rolle 19 gegenüber der Lasche 21 zu verhindern. Der Spalt 5e mündet mittig in den Schlitz 5d, in dem die Rolle 19 gelagert ist (Figur 1 in Verbindung mit insbesondere Figur 4). Der Fortsatz 21c kann innerhalb des Spaltes 5e eine Schwenk- und Längsbewegung ausführen. Der Steuer­körper 10 ist mit einer Bohrung 10a versehen, in die in montiertem Zustand die Achse 7 eingesetzt ist. Die beiden Enden der Achse 7 sind in zwei miteinander fluchtenden Bohrungen in den beiden Seitenwangen 8 und 9 gelagert. In Figur 3 ist nur die eine der beiden Bohrungen 8a gezeigt.Between the expanding mandrel 5 and the hand lever 12, a retraction device 20 is arranged for the forced retraction of the expanding mandrel from the expanding jaws 16, namely the expanding mandrel 5 is connected to the control body 10 and thus also to the hand lever 12 via a rigid tab 21. The rigid tab 21 is stamped as a plane-parallel plate from sheet metal and has a cylindrical bore 21a at one end and an elongated hole 21b at its other end. The tab 21 is connected to the control body 10 by means of the elongated hole 21b via a tab pin 22. By means of the cylindrical Bore 21a encloses the tab 21, the roller 19 in its axial center. The tab 21 has an extension 21c beyond or below the bore 21a, which engages in a parallel-walled gap 5e of the expanding mandrel 5. This is done with the smallest possible play in order to prevent rotation of the expanding mandrel 5 with the roller 19 relative to the tab 21. The gap 5e opens centrally into the slot 5d in which the roller 19 is mounted (FIG. 1 in connection with FIG. 4 in particular). The extension 21c can perform a pivoting and longitudinal movement within the gap 5e. The control body 10 is provided with a bore 10a, in which the axis 7 is inserted in the assembled state. The two ends of the axis 7 are mounted in two mutually aligned bores in the two side walls 8 and 9. In Figure 3, only one of the two bores 8a is shown.

Der Steuerkörper 10 ist weiterhin mit einer Bohrung 10b versehen, die exzentrisch zur Bohrung 10a verläuft und in der in montiertem Zustand der Laschenzapfen 22 gelagert ist. Genauer gesagt, ist die Bohrung 10b in der Mitte durch eine schlitzförmige Ausnehmung 10c unterbrochen, in der das obere Ende der Lasche 21 verdrehsicher geführt ist. Die Seitenwände der Ausnehmung 10c verlaufen parallel zueinander und parallel zu den im Werkzeuggrundkörper 2 mittels der Seitenwangen 8 und 9 geführten Seitenwänden des Steuerkörpers 10. Die Breite der Ausnehmung 10c ist nur geringfügig größer als die Dicke der Lasche 21.The control body 10 is also provided with a bore 10b which extends eccentrically to the bore 10a and in which the tab pin 22 is mounted in the assembled state. More specifically, the bore 10b is interrupted in the middle by a slot-shaped recess 10c, in which the upper end of the tab 21 is guided against rotation. The side walls of the recess 10c run parallel to one another and parallel to the side walls of the control body 10 guided in the main tool body 2 by means of the side cheeks 8 and 9. The width of the recess 10c is only slightly larger than the thickness of the tab 21.

Es ist insbesondere Figur 1 zu entnehmen, daß die schlitz­förmige Ausnehmung 10c in Bezug auf die Achse 7 einen solchen Umfang hat, daß der Grund 10d der Ausnehmung 10c in keiner möglichen Stellung des Handhebels 12 an die Lasche 21 anstößt.It can be seen in particular from FIG. 1 that the slot-shaped recess 10c has such a circumference with respect to the axis 7 that the base 10d of the recess 10c does not abut the tab 21 in any possible position of the hand lever 12.

Figur 5 zeigt ein Diagramm, bei dem auf der Abszisse die Durchmesserdifferenz Δ D bzw. der doppelte Aufweiteweg in Millimeter aufgetragen ist, auf der Ordinate hingegen - in dimensionslosen Einheiten - die Betätigungskraft zwischen den beiden Handhebeln 3 und 12. Auf der Ordinate wurden deswegen dimensionslose Einheiten gewählt, weil die Betätigungskraft natürlich abhängig ist von dem aufzuweitenden Durchmesser, der Wandstärke und den Verformungseigenschaften des Werkstücks. Der erste Millimeter des Weges der Durchmesservergrößerung der Spreizbacken erfolgt im sogenannten Leerhub. Hierbei sind nur die geringen Reibungskräfte im System zu überwinden. Das Werkstück wird alsdann zunächst bis zu einem Punkt P elastisch verformt; daran schließt sich eine plastische Verformung des Werkstoffs an, bis das Werkstück den Enddurchmesser erreicht hat (gestrichelte Linien. Die geringe Rückfederung nach Entlastung des Werkstücks sei hier vernachlässigt.FIG. 5 shows a diagram in which the diameter difference ΔD or the double expansion path in millimeters is plotted on the abscissa, whereas the actuation force between the two hand levers 3 and 12 is plotted on the ordinate - in dimensionless units - on the ordinate Units selected because the actuating force is of course dependent on the diameter to be expanded, the wall thickness and the deformation properties of the workpiece. The first millimeter of the path of increasing the diameter of the expanding jaws takes place in the so-called idle stroke. Only the low frictional forces in the system can be overcome. The workpiece is then first elastically deformed up to a point P; this is followed by a plastic deformation of the material until the workpiece has reached the final diameter (dashed lines. The slight springback after relieving the load on the workpiece is neglected here.

Die obere Kurve C1 zeigt den Kräfteverlauf bei einem Aufweitewerkzeug, bei dem die Steuerkurve 11 auf dem inneren stumpfen Ende des Spreizdorns gleitet. Es ist deutlich erkennbar, daß der Kraftbedarf progressiv bis zu einem sehr hohen Endwert ansteigt.The upper curve C1 shows the course of forces in an expansion tool in which the control curve 11 slides on the inner blunt end of the expanding mandrel. It can be clearly seen that the power requirement increases progressively up to a very high final value.

Die untere Kurve C2 zeigt den Kräfteverlauf bei einem Kniehebelexpander, und es ist deutlich erkennbar, daß der Kraftbedarf nach Überschreitung eines Maximums drastisch bis auf einen sehr geringen Wert abfällt. Dieser Rückgang der Betätigungskraft geht jedoch keineswegs mit einer Reduzierung der Kräfte im System einher. Das Gegenteil ist vielmehr der Fall: Da die gestreckte Lage der Gelenk­stellen des Kniehebelsystems im Bereich der gestrichelten Linie erreicht wird, steigen die Kräfte notwendigerweise bis auf den Wert Unendlich, eine entsprechende Gegenkraft vorausgesetzt, die beispielsweise auch durch eine zu enge Toleranz ungewollt auftreten kann.The lower curve C2 shows the force curve in the case of a toggle lever expander, and it can be clearly seen that the force requirement drops drastically to a very low value after a maximum has been exceeded. However, this decrease in operating force is in no way accompanied by a reduction in the forces in the system. On the contrary, the opposite is the case: since the stretched position of the articulation points of the toggle lever system is reached in the area of the dashed line, the forces necessarily increase to the value infinity, provided a corresponding counterforce is provided, which can also occur unintentionally due to a too narrow tolerance, for example.

Die mittlere Kurve C3 beschreibt den Kräfteverlauf beim erfindungsgemäßen Antriebssystem, und es ist deutlich erkennbar, daß die Betätigungskraft zumindest im letzten Teil des Aufweiteweges des Werkstücks im wesentlichen konstant bleibt. Berühren sich hierbei irgendwelche Teile innerhalb des Antriebssystems, so erfolgt ein abrupter Kraftanstieg in Richtung des Kurvenabschnitts C4, d.h. der Bedienungsperson wird sofort signalisiert, daß an dieser Stelle keine weitere Aufweitung mehr möglich ist.The middle curve C3 describes the course of forces in the drive system according to the invention, and it can be clearly seen that the actuating force remains essentially constant, at least in the last part of the expansion path of the workpiece. If any parts touch within the drive system, there is an abrupt increase in force in the direction of curve section C4, i.e. The operator is immediately signaled that no further expansion is possible at this point.

Es ist natürlich möglich, auch dem Steuerkörper bzw. der Steuerkurve 11 einen solchen Verlauf zu geben, daß die Betätigungskraft gegen Ende des Aufweitevorgangs drastisch abfällt. Dies wäre beispielsweise dann der Fall, wenn die Steuerkurve 11 in dem Teilabschnitt, der zu allerletzt zum Einsatz kommt, nahezu tangential zu einem Radius verläuft, der durch die Achse 7 verläuft. Dies ist aber nicht der Sinn der Anordnung. Es ist aber umgekehrt unmöglich, den Kräftebedarf nach einem Antriebssystem gemäß der Kurve C1 abzusenken oder den Kräftebedarf bei einem Kniehebel-System gemäß der Kurve C2 entsprechend anzuheben. Ein Kniehebel-System hat nun einmal die unvermeidbare Eigenschaft, daß die Ab­triebskräfte beim Eintritt aller Gelenkachsen in die gestreckte Lage gegen Unendlich gehen, während die Antriebskräfte gleichzeitig praktisch zu Null werden. Die Beeinflußbarkeit der Betätigungskräfte ist auch der Hauptgrund dafür gewesen, daß sich der bekannte Nocken­antrieb des Spreizdorns über mehrere Jahrzehnte auf dem Markt bewährt hat.It is of course possible to also give the control body or the control curve 11 such a course that the actuating force drops drastically towards the end of the expansion process. This would be the case, for example, if the control curve 11 runs almost tangentially to a radius that runs through the axis 7 in the subsection that is used ultimately. But this is not the point of the arrangement. Conversely, it is impossible to find the power needed for one Lowering the drive system according to curve C1 or increasing the power required in a toggle system according to curve C2. A toggle lever system has the inevitable property that the output forces go towards infinity when all joint axes enter the extended position, while the drive forces become practically zero at the same time. The fact that the actuating forces can be influenced has also been the main reason that the known cam drive of the expanding mandrel has proven itself on the market for several decades.

In den Figuren 6 und 7 ist ein Aufweitewerkzeug 101 dargestellt, das einen aus Stahl bestehenden Werkzeug­grundkörper 102 mit einem ersten, starr angebrachten, gleichfalls aus Stahl bestehenden Handhebel 103, eine Bohrung 104, und einen in dieser axial verschiebbar gelagerten, aus der Bohrung mit einem äußeren verjüngten Ende 105a herausragenden Spreizdorn 105 besitzt. In dem gegenüberliegenden, gleichfalls aus dem Werkzeuggrund­körper 102 herausragenden Ende des Spreizdorns 105 ist mittels einer zylindrischen Rollenachse 106 eine frei drehbare Rolle 107 gelagert, deren Drehachse senkrecht zur Dornachse steht.In FIGS. 6 and 7, an expanding tool 101 is shown which has a tool base body 102 made of steel with a first, rigidly attached, also made of steel hand lever 103, a bore 104, and an axially displaceably mounted one in the bore with a outer tapered end 105a has protruding expanding mandrel 105. In the opposite end of the expanding mandrel 105, which also protrudes from the tool base body 102, a freely rotatable roller 107 is mounted by means of a cylindrical roller axis 106, the axis of rotation of which is perpendicular to the mandrel axis.

Der Werkzeuggrundkörper 102 besitzt ein Führungsteil 102a, in dem der Spreizdorn gelagert ist und das in etwa als Quader mit abgerundeten Ecken und Kanten geformt ist. Der Spreizdorn 105 ragt mit der Rolle 107 nach oben aus dem Führungsteil 102a heraus. Zwischen dem Führungsteil 102a und dem starr und einstückig angeformten Handhebel 103, der einen T-förmigen Querschnitt mit unten liegendem Flansch 103a besitzt, befindet sich ein Übergangs­stück 102b mit entsprechend schrägen Wandflächen, durch das Stufen und Sprünge vermieden werden (die Anordnung entspricht in etwa derjenigen nach Figur 9). Führungs­teil 102a und Übergangsstück 102b besitzen eine nach oben offene, strichpunktiert dargestellte spaltförmige Aus­nehmung 102c, in die der nachfolgend näher beschriebene Steuerkörper 109 eintauchen kann (Figur 6).The tool body 102 has a guide part 102a, in which the expanding mandrel is mounted and which is shaped approximately as a cuboid with rounded corners and edges. The expanding mandrel 105 protrudes with the roller 107 upward out of the guide part 102a. Between the guide part 102a and the rigid and integrally molded hand lever 103, which has a T-shaped cross section with the bottom Flange 103a has, there is a transition piece 102b with correspondingly sloping wall surfaces by which steps and jumps are avoided (the arrangement corresponds approximately to that according to Figure 9). Guide part 102a and transition piece 102b have an upwardly open, dash-dotted cutout 102c, into which the control body 109 described below can be immersed (FIG. 6).

Gleichfalls im Werkzeuggrundkörper 102 ist mittels einer Schwenkachse 108 der auf die Rolle 107 einwirkende schwenkbare Steuerkörper 109 gelagert, der mit einem zweiten, schwenkbaren Handhebel 110 einstückig verbunden ist, der gleichfalls einen T-förmigen Querschnitt auf­weist, wobei der Flansch 110b diesmal oben liegt.Likewise, in the tool base body 102, the pivotable control body 109 acting on the roller 107 is mounted by means of a pivot axis 108, which is connected in one piece to a second, pivotable hand lever 110, which likewise has a T-shaped cross section, the flange 110b being at the top this time.

Steuerkörper 109 und der Steg 110c haben die gleiche Dicke. Durch den Steuerkörper 109 ist der Spreizdorn 105 bei Hebelbetätigung im Uhrzeigersinne in die Stellung gemäß Figur 6 um einen vorgegebenen Hub aus dem Grund­körper heraus gegen einen mit dem Grundkörper verbind­baren Satz von radial beweglich in einer Gewindehülse 112 geführten Spreizbacken 111 verschiebbar. Die Gewinde­hülse 112 ist zusammen mit den Spreizbacken 111 auf ein Gegengewinde 112a aufschraubbar, das konzentrisch zum Spreizdorn 105 an der Unterseite des Führungsteils 102a angeordnet ist. Die auch als Spreizkopf bezeichneten Teile 111 und 112 und ihre Arbeitsweise sind Stand der Technik, so daß sich ein näheres Eingehen hierauf er­übrigt.Control body 109 and web 110c have the same thickness. By the control body 109, the expanding mandrel 105 can be moved clockwise into the position according to FIG. 6 by a predetermined stroke out of the base body against a set of radially movably guided expanding jaws 111 in a threaded sleeve 112 that can be connected to the base body. The threaded sleeve 112 can be screwed together with the expanding jaws 111 onto a counter thread 112a which is arranged concentrically with the expanding mandrel 105 on the underside of the guide part 102a. The parts 111 and 112, which are also referred to as expansion heads, and their mode of operation are state of the art, so that there is no need to go into them in detail.

Die Angaben "oben" und "unten" beziehen sich auf die in den Figuren dargestellte Lage.The information "above" and "below" refer to the position shown in the figures.

Die Rollenachse 106 ist im Durchmesser merklich kleiner als die Rolle 107 bzw. deren Lauffläche 107a, die beim Aufweitevorgang auf einer ersten Steuerkurve 113 des Steuerkörpers 109 abrollt. Mittels der Rollenachse 106 ist die Rolle 107 in gleicher Weise wie bei den Figuren 1 bis 4 in und zwischen zwei nach innen von parallelen Wänden begrenzten Seitenwangen 105b und 105c des Dorns 105 gelagert, d.h. in einem Spalt.The roller axis 106 is noticeably smaller in diameter than the roller 107 or its running surface 107a, which rolls on a first control curve 113 of the control body 109 during the expansion process. By means of the roller axis 106, the roller 107 is mounted in the same way as in FIGS. 1 to 4 in and between two side cheeks 105b and 105c of the mandrel 105 which are delimited inward by parallel walls, i.e. in a crack.

Der Steuerkörper 109 besitzt einen von einer zur anderen Seite durchgehenden, bogenförmig um die Schwenkachse 108. verlaufenden Schlitz 114, der auf einer Seite durch die erste Steuerkurve 113 und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine zweite Steuerkurve 115 begrenzt ist. Die lichte Weite des Schlitzes 114 entspricht an jeder Stelle dem Durchmesser der Rolle 107 (zuzüglich eines geringen Spiels), so daß die Rolle 107 im Schlitz 114 eingeschlos­sen und in beiden Bewegungsrichtungen des Spreizdorns zwangsgeführt ist, wobei die Steuerkurve 113 den Aufweitevorgang und die die Rolle 107 hintergreifende Steuerkurve 115 den Zwangsrückzug bewirkt. Die Rückzugsein­richtung 126 wird durch einen die Steuerkurve 115 tragenden Teil des Steuerkörpers 109 gebildet.The control body 109 has a slot 114 which extends from one side to the other and runs in an arc around the pivot axis 108 and is delimited on one side by the first control cam 113 and on the opposite side by a second control cam 115. The clear width of the slot 114 corresponds at every point to the diameter of the roller 107 (plus a small amount of play), so that the roller 107 is enclosed in the slot 114 and positively guided in both directions of movement of the expanding mandrel, the control curve 113 the expanding process and the roller 107 engaging control curve 115 causes the forced retraction. The retraction device 126 is formed by a part of the control body 109 which carries the control curve 115.

Der Steuerkörper 109 paßt im Bereich beider Steuerkurven 113 und 115 mit geringem Spiel in den Spalt zwischen den Seitenwangen 105b und 105c des Spreizdorns 105, so daß dieser auch gegen ein Verdrehen zwischen den beiden Seitenwangen geführt ist.The control body 109 fits in the area of both control cams 113 and 115 with little play in the gap between the side cheeks 105b and 105c of the expanding mandrel 105, so that it is also guided against rotation between the two side cheeks.

Die beiden halbzylindrisch-konkav geformten Enden 116 und 117 des bogenförmigen Schlitzes 114 sind durch die Steuerkurven 113 bzw. 115 miteinander verbunden, und ihre Krümmungsmittelpunkte, die in den beiden möglichen Endstellungen alternativ mit der Achse der Rolle 107 zusammenfallen, haben nach Maßgabe des Hubes des Spreiz­dorns 5 unterschiedliche Abstände von der Schwenk­achse 108. Der Kurvenverlauf ist monoton, d.h. keine Stellung des Spreizdorns wird beim Schwenken des Steuer­körpers in einer Richtung zweimal durchlaufen.The two semicylindrical-concave ends 116 and 117 of the arcuate slot 114 are connected to one another by the control cams 113 and 115, respectively, and their centers of curvature, which alternatively coincide with the axis of the roller 107 in the two possible end positions, have, according to the stroke of the Expanding mandrel 5 different distances from the pivot axis 108. The course of the curve is monotonous, ie no position of the expanding mandrel is passed through twice when the control body is pivoted in one direction.

Die Enden 116 und 117 bilden Anschläge für die Begrenzung des Schwenkwinkels des schwenkbaren Handhebels 110, wobei der eine Anschlag (Ende 116) die Annäherung der Handhebel bis auf einen Mindestabstand begrenzt, der eine Finger­quetschung verhindert (Figur 6). Der andere Anschlage (Ende 117) begrenzt die Öffnungsbewegung der Handhebel gemäß Figur 7.The ends 116 and 117 form stops for limiting the pivoting angle of the pivotable hand lever 110, the one stop (end 116) limiting the approach of the hand levers to a minimum distance which prevents pinching (FIG. 6). The other stop (end 117) limits the opening movement of the hand lever according to FIG. 7.

Der bogenförmige Schlitz 114 hat in Bezug auf die Schwenk­achse 108 des Steuerkörpers 109 und die Rolle 107 einen solchen Verlauf, daß die Betätigungskraft am beweglichen Handhebel 110 über die letzten 20 Grad des Schwenkwinkels des Handhebels im wesentlichen konstant ist.The arcuate slot 114 has a course with respect to the pivot axis 108 of the control body 109 and the roller 107 such that the actuating force on the movable hand lever 110 is essentially constant over the last 20 degrees of the pivot angle of the hand lever.

Der Steuerkörper 109 bildet das eine Ende des aus Schmiede­stahl bestehenden schwenkbaren Handhebels 110 und besitzt ein Auge 118 für die Lagerung auf der Schwenkachse 108. Diese durchsetzt einen Spalt 119 im Grundkörper 102 und ist in diesem seitlich außerhalb des Spreizdorns 105 auf der den Handhebeln 103 und 110 gegenüberliegenden Seite beiderseits des Spalts 119 im Grundkörper 102 gelagert.The control body 109 forms one end of the pivotable hand lever 110 made of forged steel and has an eye 118 for mounting on the pivot axis 108. This passes through a gap 119 in the base body 102 and is laterally outside of the expanding mandrel 105 on the hand levers 103 and 110 opposite side mounted on both sides of the gap 119 in the base body 102.

Um keine Behinderung zwischen dem Auge 118 und dem Spreizdorn 105 eintreten zu lassen, ist letzterer in Verlängerung des Spaltes zwischen den Seitenwangen 105b und 105c auf einer Seite mit einer eingefrästen Nut 120 versehen. Es ist auch erkennbar, daß die Schwenkachse 108 deutlich näher am Gegengewinde 112a liegt als die Achse 7 beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 4.In order to prevent any interference between the eye 118 and the expanding mandrel 105, the latter is provided with a milled groove 120 on one side as an extension of the gap between the side cheeks 105b and 105c. It can also be seen that the pivot axis 108 is significantly closer to the counter thread 112a than the axis 7 in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 4.

Das der Schwenkachse 108 zugekehrte Teil des Steuer­körpers 109 bildet wegen des Schlitzes 114, der auch als Kulisse bezeichnet werden kann, gewissermaßen einen Bügel, der die Steuerkurve 115 trägt. Um den vollen Querschnitt des Spreizdorns möglichst weitgehend zu erhalten, ist der Steuerkörper 109 seitlich des Auges 118 mit einer Ausnehmung 121 versehen (Figur 7), so daß sich die Unterkante des Steuerkörpers 108 in der Endstellung gemäß Figur 6 in dem besagten Spalt gewissermaßen um den Spreizdorn herumlegt.That part of the control body 109 which faces the swivel axis 108 forms, as it were, a bracket which carries the control curve 115 because of the slot 114, which can also be referred to as a backdrop. In order to maintain the full cross section of the expanding mandrel as far as possible, the control body 109 is provided with a recess 121 on the side of the eye 118 (FIG. 7), so that the lower edge of the control body 108 in the end position according to FIG Spreading mandrel laying around.

Es ist einigermaßen verblüffend, daß trotz des Querver­satzes der Schwenkachse 108 gegenüber der Achse des Spreizdorns 105 keine störenden Querkräfte auf den Spreizdorn ausgeübt werden, die eine Schwergängigkeit des Spreizdorns in seiner Führung zur Folge haben könnten.It is somewhat surprising that despite the transverse offset of the pivot axis 108 with respect to the axis of the expanding mandrel 105, no disruptive transverse forces are exerted on the expanding mandrel which could result in the expanding mandrel becoming stiff in its guidance.

Figur 9 zeigt ein anders ausgebildetes Aufweitewerkzeug 201. In diesem Fall ist der Steuerkörper 209 als plattenförmiges Bauteil - gleichfalls aus Stahl - ausgeführt und starr in einen parallelwandigen Schlitz 222 des beweglichen Handhebels 210a eingesetzt. Dieser Handhebel ist im Bereich des Spreizdorns 205 zu einem Gehäuse 223 aus­gestaltet, das in Figur 9 den Werkzeuggrundkörper verdeckt und auch - in einer nicht gezeigten Seitenan­sicht - den Spreizdorn 205 und die Rolle einschließt und damit gleichfalls verdeckt. Der Werkzeuggrundkörper und die beiden Handhebel (von denen nur 210 sichtbar ist) bestehen in diesem Fall aus einer Leichtmetall-Legierung, so daß eine erhebliche Gewichtsverminderung eintritt.FIG. 9 shows a differently designed expansion tool 201. In this case, the control body 209 is designed as a plate-shaped component - likewise made of steel - and is rigidly inserted into a parallel-walled slot 222 in the movable hand lever 210a. This hand lever is designed in the region of the expanding mandrel 205 to form a housing 223, which in FIG. 9 is the basic tool body covered and also - in a side view, not shown - includes the expanding mandrel 205 and the roller and thus also covered. In this case, the tool body and the two hand levers (only 210 of which are visible) are made of a light metal alloy, so that there is a considerable reduction in weight.

Das Gegengewinde 112a ist in diesem Fall auf der Außen­fläche eines Ansatzteils 224 angeordnet, das mittels eines hohlzylindrischen Fortsatzes mit dem Werkzeug­grundkörper verbunden ist. Zur Erläuterung wird auf Figur 7 zurückgegriffen, in die dieser Fortsatz 125 gestrichelt eingezeichnet ist, um seine Geometrie und Lage zu charakterisieren. Ansatzteil 224 und Fort­satz 125, die einstückig ausgebildet sind und aus Stahl bestehen, haben eine durchgehende Bohrung, die die axiale Führung für den Spreizdorn 105 bzw. 205 bildet. Es versteht sich, daß bei einer Ausbildung des Werkzeug­grundkörpers aus Stahl auf das Einsetzen der Teile 224 und 125 verzichtet werden kann.In this case, the counter thread 112a is arranged on the outer surface of an attachment part 224, which is connected to the basic tool body by means of a hollow cylindrical extension. For explanation, reference is made to FIG. 7, in which this extension 125 is drawn with a broken line in order to characterize its geometry and position. Extension piece 224 and extension 125, which are formed in one piece and are made of steel, have a continuous bore which forms the axial guide for the expanding mandrel 105 and 205, respectively. It goes without saying that the parts 224 and 125 can be dispensed with when the steel tool body is formed.

Von besonderer Bedeutung im Hinblick auf die kompakte Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist auch die Lage der Schwenkachse 108 in einer Ebene unterhalb einer durch die Rollenachse 106 gelegten Ebene (beide Ebenen senkrecht zur Dornachse A-A gedacht), d.h. zwischen jeder möglichen Stellung der Rollenachse 106 und dem verjüngten Ende 105a des Spreizdorns 105. Dadurch wird eine Verlängerung des Werkzeuggrundkörpers 102 in Richtung der Achse A-A nach oben über das Ende des Spreizdorns hinaus überflüssig.Of particular importance with regard to the compact design of the subject matter of the invention is also the position of the pivot axis 108 in a plane below a plane defined by the roller axis 106 (both planes perpendicular to the mandrel axis A-A), i.e. between any possible position of the roller axis 106 and the tapered end 105a of the expanding mandrel 105. This makes an elongation of the tool base body 102 in the direction of the axis A-A upward beyond the end of the expanding mandrel unnecessary.

Claims (16)

1. Aufweitewerkzeug (1, 101, 201) für hohle, insbe­sondere hohlzylindrische, Werkstücke mit einem Werkzeuggrundkörper (2, 102, 202) mit einer Bohrung (4, 104), einem in dieser axial verschiebbar gelagerten, aus der Bohrung mit einem äußeren verjüngten Ende (5a, 105a) herausragenden Spreiz­dorn (5, 105, 205), mit einem gleichfalls im Werkzeug­grundkörper gelagerten, auf den Spreizdorn über eine frei drehbare Rolle (19, 107) einwirkenden schwenkbaren Steuerkörper (10, 109, 209), der eine zur Bohrungs­achse senkrechte Achse (7, 108) aufweist und mit einem Handhebel (12, 110, 210) verbunden ist, durch den der Spreizdorn bei Hebelbetätigung um einen vorgegebenen Hub aus dem Grundkörper heraus gegen einen mit dem Grundkörper verbundenen Satz (15) von radial beweglich geführten Spreizbacken (16, 111) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß a) die Rolle (19, 107) eine Zylinderfläche (19b, 107a) und eine davon abgesetzte koaxiale Rollenachse (19a, 106) aufweist, b) der Spreizdorn (5, 105, 205) an seinem inneren Ende zwei Seitenwangen (5b, 5c bzw. 105b, 105c) und einen dazwischenliegenden Schlitz (5d) aufweist, wobei die Rolle (19, 107) ohne Abstützung auf ihrer Zylinderfläche (19b, 107a) im Schlitz (5d) und die Rollenachse (19a, 106) in den Seitenwangen (5b, 5c bzw. 105b, 105c) gelagert sind, und daß c) zwischen Spreizdorn (5, 105, 205) und Hand­hebel (12, 110, 210) eine Rückzugseinrichtung (20, 126) für den Spreizdorn (5, 105, 205) ange­ordnet ist. 1. Expanding tool (1, 101, 201) for hollow, in particular hollow cylindrical, workpieces with a tool base body (2, 102, 202) with a bore (4, 104), one axially displaceably mounted in this, tapered from the bore with an outer End (5a, 105a) protruding expanding mandrel (5, 105, 205), with a pivotable control body (10, 109, 209), which is also mounted in the main tool body and acts on the expanding mandrel via a freely rotatable roller (19, 107) Bore axis has vertical axis (7, 108) and is connected to a hand lever (12, 110, 210), by means of which the expanding mandrel can be moved radially when actuated by a predetermined stroke from the base body against a set (15) connected to the base body guided expanding jaws (16, 111) is displaceable, characterized in that a) the roller (19, 107) has a cylindrical surface (19b, 107a) and a coaxial roller axis (19a, 106) offset from it, b) the expanding mandrel (5, 105, 205) has at its inner end two side cheeks (5b, 5c or 105b, 105c) and an intermediate slot (5d), the roller (19, 107) without being supported on its cylindrical surface ( 19b, 107a) in the slot (5d) and the roller axis (19a, 106) in the side cheeks (5b, 5c and 105b, 105c) are mounted, and that c) a retraction device (20, 126) for the expanding mandrel (5, 105, 205) is arranged between the expanding mandrel (5, 105, 205) and the hand lever (12, 110, 210). 2. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet , daß der Steuerkörper (10) als Nocken und die Rückzugseinrichtung (20) als Zugglied mit Angriffspunkten an der Rolle (19) und am Hand­hebel (12) ausgebildet sind.2. Expanding tool according to claim 1, characterized in that the control body (10) as a cam and the retraction device (20) as a tension member with points of attack on the roller (19) and on the hand lever (12) are formed. 3. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet , daß der Angriffspunkt am Handhebel (12) exzentrisch zur Achse (7) angeordnet ist und daß das Zugglied aus einer starren Lasche (21) besteht, die einerseits mit Spiel in Längsrichtung der Lasche mittels eines Laschenzapfens (22) in einer Aus­nehmung (10c) des Steuerkörpers (10) geführt ist und andererseits die Rolle (19) an deren Außenumfang umgreift und mit ihrem jenseitigen Ende in einen parallelwandigen Spalt (5e) des Spreizdorns (5) eingreift.3. Expanding tool according to claim 2, characterized in that the point of application on the hand lever (12) is arranged eccentrically to the axis (7) and that the tension member consists of a rigid tab (21) which on the one hand with play in the longitudinal direction of the tab by means of a tab pin (22) is guided in a recess (10c) of the control body (10) and, on the other hand, engages around the roller (19) on its outer circumference and engages with its other end in a parallel-walled gap (5e) of the expanding mandrel (5). 4. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet , daß die Ausnehmung (10c) des Steuer­körpers (10) mittig angeordnet ist und Seitenwände aufweist, die parallel zu den im Werkzeuggrund­körper (2) geführten Seitenwänden des Steuer­körpers (10) verlaufen, daß das andere Ende der Lasche eine zylindrische Bohrung (21a) besitzt, die die Rolle (19) in deren axialer Mitte umschließt, und daß die Lasche (21) jenseits dieser Boh­rung (21a) einen Fortsatz (21c) aufweist, der in dem Spalt (5e) des Spreizdorns (5) geführt ist, wobei der Spalt (5e) in den die Rolle (19) aufnehmenden Schlitz (5d) mündet.4. Expanding tool according to claim 3, characterized in that the recess (10c) of the control body (10) is arranged centrally and has side walls which run parallel to the side walls of the control body (10) guided in the tool base body (2), that the other end the tab has a cylindrical bore (21a) which surrounds the roller (19) in its axial center, and that the tab (21) beyond this bore (21a) has an extension (21c) which in the gap (5e) of the Expanding mandrel (5) is guided, the gap (5e) opening into the slot (5d) receiving the roller (19). 5. Aufweitewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Achse (7) und die Rollenachse (19a) die Bohrungsachse (A-A) schneiden.5. Expanding tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that the axis (7) and the roller axis (19a) intersect the bore axis (AA). 6. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet , daß der Steuerkörper (10, 109, 209) eine Steuerkurve (11, 113) mit einem solchen Verlauf aufweist, daß die Betätigungskraft am Handhebel (12, 110, 210) über die letzten 20 Grad des Schwenk­winkels des Handhebels im wesentlichen konstant ist.6. Expanding tool according to claim 1, characterized in that the control body (10, 109, 209) has a control cam (11, 113) with such a course that the actuating force on the hand lever (12, 110, 210) over the last 20 degrees the pivot angle of the hand lever is substantially constant. 7. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet , daß der Steuerkörper (109) als Kulissen­führung und die Rückzugseinrichtung (126) als ein die Rolle (107) hintergreifendes Teil des Steuer­körpers ausgebildet ist.7. Expanding tool according to claim 1, characterized in that the control body (109) is designed as a link guide and the retraction device (126) as a part (107) engaging behind the part of the control body. 8. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet , daß
- der Steuerkörper (109) einen bogenförmig um seine Schwenkachse (108) verlaufenden Schlitz (114) aufweist, dessen beide Enden (116, 117) nach Maßgabe des Hubes des Spreiz­dorns (105) unterschiedliche Abstände von der besagten Schwenkachse (108) aufweisen und dessen lichte Weite dem Durchmesser der Rol­le (107) entspricht, und in dem die Rolle (107) in beiden Bewegungsrichtungen des Spreiz­dorns (105) geführt ist, und daß
- der Steuerkörper (109) mindestens teilweise zwischen den beiden Seitenwangen (105b, 105c) des Spreizdorns (105) geführt ist, indem die Dicke des Steuerkörpers (109) mindestens stellenweise dem lichten Abstand der Seiten­wangen (105b, 105c) entspricht.8. expanding tool according to claim 7, characterized in that
- The control body (109) has an arc around its pivot axis (108) extending slot (114), the two ends (116, 117) of which, depending on the stroke of the expanding mandrel (105), have different distances from said pivot axis (108) and the latter clear width corresponds to the diameter of the roller (107), and in which the roller (107) is guided in both directions of movement of the expanding mandrel (105), and that
- The control body (109) is at least partially guided between the two side cheeks (105b, 105c) of the expanding mandrel (105) in that the thickness of the control body (109) corresponds at least in places to the clear distance between the side cheeks (105b, 105c). 9. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekenn­zeichnet , daß die Enden (116, 117) des bogenförmigen Schlitzes (114) Anschläge für die Begrenzung des Schwenkwinkels des schwenkbaren Handhebels (110, 110a) bilden.9. Expanding tool according to claim 8, characterized in that the ends (116, 117) of the arcuate slot (114) form stops for limiting the pivoting angle of the pivotable hand lever (110, 110a). 10. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet , daß der bogenförmige Schlitz (114) in Bezug auf die Schwenkachse (108) des Steuer­körpers (109) und die Rolle (107) einen solchen Verlauf aufweist, daß die Betätigungskraft am beweglichen Handhebel (110, 110a) mindestens über die letzten 20 Grad des Schwenkwinkels des Hand­hebels im wesentlichen konstant ist.10. Expanding tool according to claim 7, characterized in that the arcuate slot (114) with respect to the pivot axis (108) of the control body (109) and the roller (107) has such a course that the actuating force on the movable hand lever (110, 110a) is essentially constant over at least the last 20 degrees of the pivoting angle of the hand lever. 11. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet , daß das rollenseitige Ende (105d) des Spreizdorns (105) aus dem Grundkörper (102) heraus­ragt.11. Expanding tool according to claim 7, characterized in that the roller-side end (105d) of the expanding mandrel (105) protrudes from the base body (102). 12. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet , daß der Steuerkörper (109) das eine Ende des schwenkbaren Handhebels (110, 110a) bildet und ein Auge (118) für die Hindurchführung einer Schwenkachse (108) aufweist, der einen Spalt (119) im Grundkörper (102) durchsetzt und in diesem seitlich außerhalb des Spreizdorns (105) auf der den Handhebeln (103, 110, 210) gegenüberliegenden Seite beiderseits des Spalts (119) im Grundkörper (102) gelagert ist.12. Expanding tool according to claim 7, characterized in that the control body (109) forms one end of the pivotable hand lever (110, 110a) and has an eye (118) for the passage of a pivot axis (108) which has a gap (119) penetrates in the base body (102) and is mounted in the base body (102) laterally outside the expanding mandrel (105) on the side opposite the hand levers (103, 110, 210) on both sides of the gap (119). 13. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet , daß die Schwenkachse (108) in einer ersten Ebene angeordnet ist, die zwischen einer zweiten Ebene, in der die Rollenachse (106) in jeder möglichen Stellung verläuft, und dem verjüngten Ende (105a) des Spreizdorns (105) liegt, wobei die beiden besagten Ebenen jeweils radial zur Achse A-A verlaufen.13. Expanding tool according to claim 7, characterized in that the pivot axis (108) is arranged in a first plane between a second plane in which the roller axis (106) extends in any possible position, and the tapered end (105a) of the Spreading mandrel (105) is located, the two said planes each running radially to the axis AA. 14. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet , daß der Steuerkörper (209) als platten­förmiges Bauteil ausgeführt und in einen parallel­wandigen Schlitz (222) des beweglichen Hand­hebels (210) eingesetzt ist.14. Expanding tool according to claim 7, characterized in that the control body (209) is designed as a plate-shaped component and is inserted into a parallel-walled slot (222) of the movable hand lever (210). 15. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet , daß der Werkzeuggrundkörper (102, 202) und die beiden Handhebel (103, 110, 210) aus einer Leichtmetall-Legierung und der Steuerkörper (109, 209) aus Stahl bestehen.15. Expanding tool according to claim 7, characterized in that the tool base body (102, 202) and the two hand levers (103, 110, 210) made of a light metal alloy and the control body (109, 209) consist of steel. 16. Aufweitewerkzeug nach Anspruch 15 bei dem der Werkzeuggrundkörper (102, 202) ein zum Spreiz­dorn (105, 205) konzentrisches Gegengewinde (112a) aufweist, auf das der Satz von Spreizbacken (111) mittels einer Gewindehülse (112) aufschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Gegengewinde (112a) auf der Außenfläche eines Ansatzteils (124, 224) angeordnet ist, das mittels eines hohlzylindrischen Fortsatzes (125) mit dem Werkzeuggrundkörper (102, 202) verbunden ist, und daß die durchgehende Bohrung von Ansatzteil (124, 224) und Fortsatz (125) die axiale Führung für den Spreizdorn (105, 205) ist.16. Expansion tool according to claim 15, in which the basic tool body (102, 202) has a counter thread (112a) concentric with the expanding mandrel (105, 205), onto which the set of expanding jaws (111) can be screwed by means of a threaded sleeve (112), characterized in that the counter thread (112a) is arranged on the outer surface of an extension (124, 224) which is connected to the tool base body (102, 202) by means of a hollow cylindrical extension (125), and in that the through bore of the extension (124 , 224) and extension (125) is the axial guide for the expanding mandrel (105, 205).
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