EP1407838A2 - Expansionswerkzeug für Hohlkörper mit einem elektrohydraulischen Antrieb - Google Patents
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- EP1407838A2 EP1407838A2 EP03014662A EP03014662A EP1407838A2 EP 1407838 A2 EP1407838 A2 EP 1407838A2 EP 03014662 A EP03014662 A EP 03014662A EP 03014662 A EP03014662 A EP 03014662A EP 1407838 A2 EP1407838 A2 EP 1407838A2
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/18—Combined units comprising both motor and pump
-
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- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
- F15B1/02—Installations or systems with accumulators
- F15B1/024—Installations or systems with accumulators used as a supplementary power source, e.g. to store energy in idle periods to balance pump load
Definitions
- the invention relates to an expansion tool for hollow bodies, in particular for pipes with an electro-hydraulic drive, containing one Electric motor, a hydraulic pump, a working cylinder with an axis and a piston, a piston rod, a return spring for the piston, an overpressure backflow valve and a reservoir for a hydraulic fluid, the working cylinder being connected to an expansion head which is a cap with a set of radially movable expansion jaws has, and wherein at the end of the piston rod an expansion body is arranged, which is adapted to the expansion body by means of the piston Cavity can be inserted within the expanding jaws.
- expansion tools also called “expanders” for short, exist usually from two modules, namely from an expansion head and a drive, both of which are releasably connected to one another.
- she are used to expand hollow workpieces, especially pipes and pipe ends for the purpose of producing tight, pressure and tensile pipe connections.
- Metals such as serve as pipe materials soft steel, aluminum, especially copper, with plastic on both sides coated metal such as aluminum and also plastic, which is the property has to partially get together again after expanding pull.
- the material properties in particular the flow behavior form a first criterion for the design of the Expander. With all materials it should be noted that the deformation forces increase over the deformation path.
- the expansion head has a set of radially movable expansion jaws, their outer surfaces, the so-called work surfaces, not just the geometry of the workpieces, but also their deformation properties and are adapted to the work sequences when expanding. If you look at the set of expanding jaws - in a first approximation and simplified - than on the circumference closed body of rotation, so the work surfaces Cylinder surfaces, stepped cylinder surfaces, conical surfaces and Combinations of cylindrical surfaces and conical surfaces and the like be more.
- a radial ring flange connects to the work surfaces, with which the spreading surfaces are guided in a cap, which is detachable is connected to the drive.
- the radial guide in the cap can be done by rivets, press pins and grooves in the ring flange and / or be supported.
- Such jaw sets are usually made of rotating bodies made of steel produced by radial, axially parallel sawing in four to eight sectors, where the width of the saw blade is the gap width and the radial
- the displacement path of the individual expanding jaws is determined, i.e. the maximal Reduction in diameter compared to the original rotating body. So the work surfaces are sector surfaces, and the original one Ring flange forms flange sectors.
- Special forms of expanding jaws can also be made by precision casting, e.g. such forms, where the side faces of the sectors delimiting the column below Forming a movable toothing interlock so that the Column by zone to prevent the pipe material from "sinking" into the column be bridged. This is a particular risk with plastics and the large radial expansion paths required for this.
- each expanding jaw Seen in an axially parallel cross section, each expanding jaw has together with the flange sector an approximately L-shaped cross section.
- expander forceps The well-known archetype of such expanders is the so-called expander forceps, in which the expansion body is mounted in a base body, from which a first handle protrudes radially. It is pivotable in the base body a second handle is mounted, the movement of which by means of cams and without rollers, toggle levers or a rack on the expansion body is transmitted.
- the different types of power transmission are from accompanies different friction losses.
- the invention is therefore based on the object of an electro-hydraulic Expansion tool of the type described above continue to develop that with different expansion heads Size, geometry and with different gear ratios can be provided without the risk that on the one hand large expansion heads cannot reliably expand End can be performed and without on the other hand with small expansion heads destruction or damage to the expansion head he follows.
- an electro-hydraulic expansion tool described genus improved in that it with Expansion heads of different sizes, geometries and with different translation ratios can be provided without there is a risk that on the one hand with large expansion heads Expansion process can not be completed reliably and without destruction on the other hand with small expansion heads or damage to the expansion head.
- the invention now proposes a way of setting the piston travel in a defined manner, thereby the maximum distances according to the design of the Expansion heads and the expansion body by intercepting the forces inside limit the hydraulic system.
- the defines preset Piston travel is now safe for all expansion heads in question until the overpressure backflow valve responds to the end led without destruction even smaller than the largest Expansion heads can come.
- the expansion body acts on the expansion heads with one each through the opening angle of the expansion body conditional translation, resulting in a significant Strengthening leads.
- This - for expanding pipes larger Diameter up to 28 mm and above and for deformation-resistant Desired pipe materials - power reinforcement would have been a destructive one Effect on smaller expansion heads, for example with one Misalignment of the expanding jaws and or if accidentally Put on the wrong expander head.
- the axial power loss within of the hydraulic system takes place without the first in the expansion head power amplification taking place.
- FIG. 1 In Figure 1 and, partially in Figure 2, is a drive 1 with an electric motor 2 shown, the via a gear 3 and an eccentric 4 on a Hydraulic pump 5 acts, which is designed as a piston pump.
- a Valve control over a Valve control, not numbered in more detail, is converted from a memory 6 with a Refill cap 7 hydraulic fluid sucked in and through a channel 8 in a piston chamber 9 of a working cylinder 10 with an axis A-A pressed in which a piston 11 with an attached piston rod 12 is arranged.
- a connecting device is located in the outer end of the piston rod 12 13 for interchangeable insertion of different expansion bodies 14, of which here the halves 14a and 14b with two expansion bodies different lengths and slopes are shown. It goes without saying that spreaders with different base diameters are used can become what e.g. from a comparison of the halves 14a and 14b emerges.
- the base of 14a has a smaller one, the base of 14b a larger diameter than the piston rod 12.
- the connecting device 13 here is a threaded connection, e.g. also by a Bayonet connection can be replaced.
- a screwed-on sleeve 15 through Screws 16 is fixed.
- the outer end of the sleeve 15 carries another Connection device 17 for interchangeable attachment of expansion heads 18 ( Figures 3 to 5).
- the connector 17 is here a threaded connection, e.g. also through a bayonet connection can be replaced.
- a stop body 20 which consists of two Parts consists of an adjusting nut 20a and a hollow cylinder 20b.
- the adjusting nut 20a is by means of a threaded connection 21 adjustable.
- Two radial recesses 22 (FIG. 2) are used for this purpose correspondingly complementary projections 23 of an adjusting tool 24 6 can be used.
- At 25 is the radial face the sleeve 15 referred to when setting as the reference edge for the Adjustment tool 24 is used.
- the entire hydraulic system - including the response value of the Overpressure backflow valve 27 - has such a design that the largest expansion head in question for all pipe dimensions and Pipe materials reliably complete their expansion process can, provided the stop body 20 is correctly set.
- an expansion head 18 is shown, the The basic principle of construction is known from the prior art.
- a cap 28 are - equidistant on the circumference distributed - numerous expanding jaws 29, which by rivets 30 in radial Slit the cap and through a distance between one Insert ring 31, the end face 25 ( Figure 2) and an annular flange Throw cap 28 are guided.
- the outer surfaces are the work surfaces, and inside the expansion jaws 29 there is a cavity 32 geometry described above. This gives the expanding jaws 29 - seen axially parallel - a substantially L-shaped cross section.
- Figure 6 also shows that the setting tool 24 at least on one part its length as a sleeve and with the projections 23 to Engagement in the adjusting nut 20a and with an annular scale 39 is provided for the setting depth.
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Abstract
Description
- der Anschlagkörper zweiteilig ausgebildet ist und aus einem längsverschiebbaren Hohlzylinder und einer Einstellmutter besteht, durch die das kolbenferne Ende der Kolbenstange hindurchgeführt ist,
- der Anschlagkörper gegenüber der Kolbenstange einen Ringspalt begrenzt, in dem die Rückstellfeder, innen und außen geführt, untergebracht ist,
- die Einstellmutter an ihrem kolbenfernen Ende mit Ausnehmungen zum Einsetzen eines Einstellwerkzeugs versehen ist,
- das Einstellwerkzeug zumindest auf einem Teil seiner Länge als Hülse ausgebildet und mit Vorsprüngen zum Eingriff in die Einstellmutter und mit einer Skalierung für die Einstelltiefe versehen ist,
- der elektrohydraulische Antrieb in einem Doppelrumpfgehäuse mit
zwei durch Stege untereinander verbundenen Rumpfteilen untergebracht
ist, wobei
- a) in dem einen Rumpfteil ein Elektromotor, mindesten ein Schalter und ein Exzenter für die Hydraulikpumpe untergebracht sind,
- b) in dem anderen Rumpfteil der Arbeitszylinder mit einer Verbindungseinrichtung für einen Expansionskopf, das überdruck-Rückströmventil und der Speicher untergebracht sind, und wobei
- c) in dem einen Steg die Hydraulikpumpe untergebracht ist, insbesondere, wenn
- am Ende des Rumpfteils mit dem Elektromotor eine elektrische Steckverbindung für das wahlweise Ansetzen eines Akkumulators oder eines Netzteils angeordnet ist.
- Figur 1
- einen teilweisen Axialschnitt durch einen elektrohydraulischen Antrieb ohne Expansionskopf in ausgefahrenem Zustand des Kolbens und mit zwei unterschiedlichen Spreizkörpern, d.h., am Ende des Arbeitshubes,
- Figur 2
- einen Ausschnitt aus Figur 1 in zurückgeführtem Zustand des Kolbens, d.h., in der Ausgangsstellung,
- Figur 3
- den Gegenstand von Figur 1 mit einem aufgesetzten Expanderkopf und einem am Ende expandierten Rohr,
- Figur 4
- einen Ausschnitt aus Figur 2 in zurückgeführtem Zustand des Kolbens, d.h., in der Ausgangsstellung, und mit einem noch nicht expandierten Rohr,
- Figur 5
- einen teilweisen Axialschnitt eines Antriebs nach den Figuren 1 bis 4, eingebaut in ein Doppelrumpfgehäuse, wobei der Expansionskopf gegenüber seinem Antrieb in Explosionsdarstellung gezeigt ist, und
- Figur 6
- ein Einstellwerkzeug zum Einstellen des maximalen Kolbenhubes.
- 1
- Antrieb
- 2.
- Elektromotor
- 3
- Getriebe
- 4
- Exzenter
- 5
- Hydraulikpumpe
- 6
- Speicher
- 7
- Nachfüllverschluß
- 8
- Kanal
- 9
- Kolbenraum
- 10
- Arbeitszylinder
- 11
- Kolben
- 12
- Kolbenstange
- 13
- Verbindungseinrichtung
- 14
- Spreizkörper
- 14a
- Spreizkörper (Halbdarstellung)
- 14b
- Spreizkörper (Halbdarstellung)
- 15
- Muffe
- 16
- Schrauben
- 17
- Verbindungseinrichtung
- 18
- Expansionsköpfe
- 19
- Ringspalt
- 20
- Anschlagkörper
- 20a
- Einstellmutter
- 20b
- Hohlzylinder
- 21
- Gewindeverbindung
- 22
- Ausnehmungen
- 23
- Vorsprünge
- 24
- Einstellwerkzeug
- 25
- Stirnfläche
- 26
- Rückstellfeder
- 27
- Überdruck-Rückströmventil
- 28
- überwurfkappe
- 29
- Spreizbacken
- 30
- Niete
- 31
- Einsatzring
- 32
- Hohlraum
- 33
- Rohr
- 33a
- Teillänge
- 34
- Doppelrumpfgehäuse
- 34a
- Rumpfteil
- 34b
- Rumpfteil
- 35
- Steg
- 36
- Steg
- 37
- Schalter
- 38
- Akkumulator
- 39
- Skalierung
- A-A
- Achse A-A
Claims (7)
- Expansionswerkzeug für Hohlkörper, insbesondere für Rohre (33), mit einen elektrohydraulischen Antrieb (1), enthaltend einen Elektromotor (2), eine Hydraulikpumpe (5), einen Arbeitszylinder (10) mit einer Achse (A-A) und einem Kolben (11), eine Kolbenstange (12), eine Rückstellfeder (26) für den Kolben (11), ein überdruck-Rückströmventil (27) und einen Speicher (6) für eine Hydraulik-Flüssigkeit, wobei der Arbeitszylinder (10) mit einem Expansionskopf (18) verbunden ist, der eine überwurfkappe (28) mit einem Satz radial beweglicher Spreizbacken (29) aufweist, und wobei am Ende der Kolbenstange (12) ein Spreizkörper (14) angeordnet ist, der mittels des Kolbens (11) in einen dem Spreizkörper (14) angepaßten Hohlraum (32) innerhalb der Spreizbacken (29) einschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daßa) der Spreizkörper (14) auswechselbar mit der Kolbenstange (12) verbunden und durch einen Spreizkörper (14a, 14b) mit anderer Geometrie ersetzbar ist,b) innerhalb des Arbeitszylinders (10) ein Anschlagkörper (20) für den Kolben (11) angeordnet ist, und daßc) der Anschlagkörper (20) nach Maßgabe der Geometrie des Spreizkörpers (14, 14a, 14b) in Richtung der Achse (A-A) definiert verstellbar ist.
- Expansionswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (20) zweiteilig ausgebildet ist und aus einem längsverschiebbaren Hohlzylinder (20b) und einer Einstellmutter (20a) besteht, durch die das kolbenferne Ende der Kolbenstange (12) hindurchgeführt ist.
- Expansionswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (20) gegenüber der Kolbenstange (12) einen Ringspalt (19) begrenzt, in dem die Rückstellfeder (26), innen und außen geführt, untergebracht ist.
- Expansionswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmutter (20a) an ihrem kolbenfernen Ende mit Ausnehmungen (22) zum Einsetzen eines Einstellwerkzeugs (24) versehen ist.
- Expansionswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellwerkzeug (24) zumindest auf einem Teil seiner Länge als Hülse ausgebildet und mit Vorsprüngen (23) zum Eingriff in die Einstellmutter (20a) und mit einer Skalierung (39) für die Einstelltiefe versehen ist.
- Expansionswerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrohydraulische Antrieb (1) in einem Doppelrumpfgehäuse (34) mit zwei durch Stege (35, 36) untereinander verbundenen Rumpfteilen (34a, 34b) untergebracht ist, wobeia) in dem einen Rumpfteil (34a) ein Elektromotor (2), mindesten ein Schalter (37) und ein Exzenter (4) für die Hydraulikpumpe (5) untergebracht sind,b) in dem anderen Rumpfteil (34b) der Arbeitszylinder (10) mit einer Verbindungseinrichtung (17) für einen Expansionskopf (18), das Überdruck-Rückströmventil (27) und der Speicher (6) untergebracht sind, und wobeic) in dem einen Steg (35) die Hydraulikpumpe (5) untergebracht ist.
- Expansionswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Rumpfteils (34a) mit dem Elektromotor (2) eine elektrische Steckverbindung für das wahlweise Ansetzen eines Akkumulators (38) oder eines Netzteils angeordnet ist.
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