Die Erfindung betrifft ein Presswerkzeug zum Verbinden von metallischen rohrförmigen
Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zum Verbinden von glattendigen Leitungsrohren ist es bekannt, hülsenförmige
Pressfittings zu verwenden, die plastisch verformbar sind und aus Metall, vorzugsweise
aus Stahl bestehen. Daneben wird auch Kupfer verwendet und für besondere
Verwendungszwecke, z. B. Schiffe, auch eine seewasserbeständige Kupfer-Nickel-Knetlegierung,
bekannt unter der Bezeichnung CuNi10Fe1,6Mn (Cunifem).
Der Innendurchmesser der Pressfittings ist größer als der Außendurchmesser der zu
verbindenden Leitungsrohre und beim radialen Zusammenpressen werden diese zum
Anlegen an der Mantelfläche der Leitungsrohrenden bleibend verformt. Eine solche
Rohrverbindung und der dazugehörige Pressfitting ist beispielsweise der DE 1187870 C
zu entnehmen.
Für das radiale Zusammenpressen sind verschiedene Formen von Presswerkzeugen entwickelt
worden. Da das Verfahren zunächst auf das Verbinden von Leitungsrohrenden mit
kleineren Durchmessem (≤ 54 mm) angewendet wurde, kam man mit Presswerkzeugen
aus, die nur zwei Pressbacken aufwiesen (DE 3423283 A1). Werden größere
Durchmesserverkleinerungen bzw. Einpresstiefen gefordert, ist es erforderlich, mehr als
zwei Pressbacken vorzusehen, damit es zwischen den Stimseiten der Pressbacken nicht
zum Ausbilden von nach außen vorstehenden Stegen kommt, welche ein vollständiges
Schließen der Pressbacken verhindern würden. Presswerkzeuge dieser Art sind in der EP
A 0451806 und EP 0671984 B1 offenbart. Diese Presswerkzeuge, auch Press-Schlingen
genannt, weisen einen an einer Schließstelle offenen Pressring auf, der aus gelenkartig
miteinander verbundenen Pressbackenelementen besteht. Vorzugsweise setzen sich die
Pressbackenelemente aus Pressbackenträgem und darin in Umfangsrichtung beweglich
geführten Pressbacken zusammen. Ein solcher Pressring kann um die zu verpressende
Stelle manschettenartig herum gelegt und dann mit Hilfe einer Schließeinrichtung
zusammengezogen werden. Vorzugsweise ist die Schließeinrichtung als eine von dem
Pressring getrennte Einheit ausgebildet, welche an den über den Pressfitting herum
gelegten Pressring im Bereich der Schließstelle angesetzt werden kann und zwar an
hierfür vorgesehenen und an die Schließeinrichtung angepassten Angriffspunkten an
beiden der Schließstelle benachbarten Pressbackenelementen.
Beim Verpressen von Pressfittings aus Kupfer und insbesondere aus der
seewasserbeständigen Legierung Cunifem bilden sich bei Verwendung von Press-Schlingen
im Stimseitenbereich zweier benachbart liegender Pressbackenelemente
unzulässig große Grate, die sogar zur Zerstörung des Pressfittings führen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Presswerkzeug der gattungsgemäßen Art so
weiterzuentwickeln, dass auch Pressfittings aus Kupfer und Kupferlegierungen damit
einwandfrei verpresst werden können.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.
Nach der Lehre der Erfindung sind alle Abstände zwischen den Pressbackenelementen
gleich groß, wobei die Summe aller Abstände in Abhängigkeit von der Größe des zu verbindenden
Werkstückes und vom verwendeten Werkstoff der für eine qualitativ
einwandfreie Verbindung erforderlichen Einpresstiefe entspricht.
Überlegungen und Verpressversuche haben zu der Erkenntnis geführt, dass imgeschlossenen
Zustand der Press-Schlinge den Abständen zwischen den
Pressbackenelementen für die Qualität der Verpressung eine entscheidende Bedeutung
zukommt. Je geringer diese Abstände gewählt werden, um so besser ist das
Verpressergebnis.
Gegenläufig dazu muss aber zur Erzielung einer erforderlichen Einpresstiefe die Summe
der Abstände in Abhängigkeit von der Größe des zu verpressenden Werkstückes und
des verwendeten Werkstoffes einem Mindestwert entsprechen.
Das Ziel einer guten Verpressbarkeit wird man um so besser erreichen, je feiner der Gesamtabstand
- gleich Summe aller Abstände - aufgeteilt wird. Dies führt im Grenzfall zu
sehr vielen winzig kleinen Pressbackenelementen mit ganz geringen
Umfangserstreckungen. Ein solches Werkzeug wird teuer in der Herstellung, zumal der
erforderliche Platzbedarf für die Anordnung der Gelenkverbindungen der Unterteilung
eine Grenze setzt. Auch bei Beibehaltung der Anzahl der Pressbackenträger sind der
Miniaturisierung der einzelnen Pressbacken Grenzen gesetzt.
Ein erster Erfolg hinsichtlich der Qualität der Verpressung ist mit einer
Vergleichmäßigung der Abstände zu erreichen. Bislang ist es so, dass der Abstand
zwischen zwei benachbart angeordneten Pressbackenelementen im Bereich der
Schließstelle am größten und genau gegenüber am geringsten ist. Sorgt man nun dafür,
dass alle Abstände gleich groß sind, verbessert sich das Verpressergebnis nachweislich.
Die entscheidende Qualitätsverbesserung wird aber erst dann erreicht, wenn der
einzelne Abstand höchstens gleich oder kleiner ist als ein ermittelter Grenzwert. Dies
kann man in der Weise realisieren, wenn man statt einer üblichen Vierer-Teilung der
Pressbacken eine Sechser-Teilung wählt. Dies hat den Vorteil, dass die Feinunterteilung
herstellungsmäßig gut beherrschbar ist und gleichzeitig der einzelne Abstand geringer
ausfällt, als bislang üblich.
In bekannter Weise besteht ein Pressbackenelement jeweils aus einem
Pressbackenträger und mindestens aus einer darin in Umfangsrichtung verschiebbar
angeordneten Pressbacke. Zur Führung ist der Pressbackenträger mit einer sich in
Umfangsrichtung erstreckenden Nut versehen in der der komplementär dazu
ausgebildete Kopfbereich der Pressbacke entlanggleitet. Altemativ wird die jeweilige
Pressbacke durch je ein Paar Führungslaschen in radialer Position gehalten.
Ein so ausgestaltetes Presswerkzeug kann im Sinne der Erfindung in einfacher Weise
umgerüstet werden.
Beispielsweise ersetzt man eine Pressbacke durch zwei Pressbacken und teilt auf diese
Weise den bisherigen großen Abstand in zwei kleinere Abstände auf. Gestaltet man die
Führungslasche entsprechend, so können statt einer großen Pressbacke zwei kleinere
Pressbacken in Position gehalten werden. Auf diese Weise wird die Anordnung eines
weiteren Paares von Führungslaschen vermieden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von einem in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:
- Figur 1a
- in einer Draufsicht ein Presswerkzeug nach dem Stand der Technik ohne
Führungslaschen,
- Figur 1b
- wie Figur 1a aber mit Führungslaschen,
- Figur 2
- in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Preßwerkzeuges,
- Figur 3a
- in einer Draufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel,
- Figur 3b
- wie Figur 3a aber mit Führungslaschen.
In Figur 1a und 1b ist in einer Draufsicht ein Presswerkzeug 1 nach dem bekannten
Stand der Technik dargestellt. In dieser hier dargestellten Ausführungsform besteht es
aus drei Pressbackenträgern 2 - 4, die über eine Verbindungslasche 5, 6 gelenkig
miteinander verbunden sind. In den Gelenken sind Bolzen 7 angeordnet, die sich durch
entsprechende Öffnungen in den Pressbackenträger 2 - 4 und den Verbindungslaschen
5, 6 erstrecken. An den Pressbackenträgem 2 - 4 sind in Umfangsrichtung verschiebbar
Pressbacken 8 - 11 angeordnet. An einer Stelle ist das Presswerkzeug 1 offen und mit
einem Kupplungselement versehen. Das Kupplungselement besteht aus zwei
Kupplungslaschen 12, 13, die über einen Gelenkbolzen 14 miteinander verbunden sind.
Um die Pressbacken 8 - 11 in radialer Position halten zu können, sind Paare von
Führungslaschen 15 - 18 vorgesehen, wobei eine Führungslasche auf der Vorder- und
eine auf der Rückseite des Presswerkzeuges 1 angeordnet ist. Damit die
Führungslaschen 15- 18 fest positioniert bleiben, sind sie mit Stiften 19 arretiert.
Kennzeichnend für das bekannte Presswerkzeug 1 ist der sich im geschlossenen
Zustand der Kupplung vor dem Verpressen ergebende Abstand zwischen zwei
benachbart liegenden Pressbacken. Gemäß der Darstellung in Figur 1a ist im Bereich
der Kupplung der Abstand A1 zwischen den beiden benachbart liegenden Pressbacken
8, 11 am größten. Der genau gegenüberliegende Abstand A3 zwischen den beiden
benachbart liegenden Pressbacken 9, 10 ist am kleinsten. Die beiden übrigen Abstände
A2 und A4 sind gleich groß und liegen zwischen dem Größt- und dem Kleinstwert.
In Figur 2 ist in einer Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß
ausgebildetes Presswerkzeug 20 dargestellt, wobei für gleiche Teile gleiche
Bezugszeichen gewählt worden sind. Die gemäß Figur 1a vorgesehenen Pressbacken 8
- 11 wurden so positioniert, dass sich zwischen allen Pressbacken 8 - 11 ein
gleichgroßer Abstand A5 ergibt. Dieser Abstand A5 ist kleiner als der Größtwert A1 und
größer als der Kleinstwert A3 nach dem Stand der Technik.
Schon mit dieser sehr simplen Lösung wird eine Verbesserung in der Qualität der
Verpressung erreicht.
Der eigentliche Durchbruch wird dann erreicht, wenn man gemäß Figur 3a den
Gesamtabstand feiner unterteilt. Dann ergibt sich für das erfindungsgemäße
Presswerkzeug ein gleichgroßer Abstand A6, der kleiner ist als der Kleinstwert A3 nach
dem Stand der Technik.
Die ehemals beiden großen Pressbacken 8, 11 nach dem Stand der Technik (Figur 1a)
wurden in vier gleichgroße kleinere Pressbacken 22, 22', 22", 22"' aufgeteilt. Dabei ist
wesentlich, dass die Summe aller Abstände d. h. 6 x A6 in etwa gleich ist 4 x A5 und
diese wiederum gleich ist der Summe A1 +A2+A3+A4. Nur dann ist gewährleistet, dass
die erforderliche Einpresstiefe erreicht wird.
Bei der Bildung zweier weiterer Pressbacken, gemäß Figur 3a, wäre an sich ein weiteres
Paar Führungslaschen erforderlich. Wie Figur 3b zeigt, kann man dies durch eine
entsprechende Ausgestaltung der Führungslaschen umgehen. Statt einer Pressbacke
werden durch die verbreiterte Führungslasche 23, 23' nunmehr je zwei Pressbacken 22,
22' bzw. 22", 22"' in Position gehalten. Das vereinfacht das Umrüsten der nach dem
Stand der Technik vorhandenen Presswerkzeuge 1.
Bezugszeichenliste
Nr.
|
Bezeichnung
|
1 |
Presswerkzeug (Stand der Technik) |
2 - 4 |
Pressbackenträger |
5 - 6 |
Verbindungslasche |
7 |
Gelenkbolzen |
8 - 11 |
Pressbacken |
12, 13 |
Kupplungslaschen |
14 |
Gelenkbolzen (Kupplung) |
15 - 18 |
Führungslaschen |
19 |
Stift |
A1 - A4 |
Abstand zwischen den Pressbacken |
20 |
Presswerkzeug (Erfindung) |
A5 |
Abstand zwischen den Pressbacken |
21 |
Pressbacke (Erfindung) |
A6 |
Abstand zwischen den Pressbacken |
22 - 22"' |
Pressbacke |
23, 23' |
Führungslasche |