EP1407838A2 - Expanding tool for hollow bodies with an electrohydraulic drive - 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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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
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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.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Expansionswerkzeug für Hohlkörper, insbesondere für Rohre, mit einen elektrohydraulischen Antrieb, enthaltend einen Elektromotor, eine Hydraulikpumpe, einen Arbeitszylinder mit einer Achse und einem Kolben, eine Kolbenstange, eine Rückstellfeder für den Kolben, ein Überdruck-Rückströmventil und einen Speicher für eine Hydraulik-Flüssigkeit, wobei der Arbeitszylinder mit einem Expansionskopf verbunden ist, der eine überwurfkappe mit einem Satz radial beweglicher Spreizbacken aufweist, und wobei am Ende der Kolbenstange ein Spreizkörper angeordnet ist, der mittels des Kolbens in einen dem Spreizkörper angepaßten Hohlraum innerhalb der Spreizbacken einschiebbar ist.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.
Derartige Expansionswerkzeuge, kurz auch "Expander" genannt, bestehen üblicherweise aus zwei Baugruppen, nämlich aus einem Expansionskopf und einem Antrieb, die beide lösbar miteinander verbunden sind. Sie dienen zum Aufweiten von hohlen Werkstücken, insbesondere von Rohren und Rohrenden zum Zwecke der Herstellung von dichten, druck- und zugfesten Rohrverbindungen. Als Rohrwerkstoffe dienen dabei Metalle wie weicher Stahl, Aluminium, insbesondere Kupfer, beidseitig mit Kunststoff beschichtetes Metall wie Aluminium und auch Kunststoff, der die Eigenschaft hat, sich nach dem Expandieren wieder teilweise zusammen zu ziehen. Die Berücksichtigung der Materialeigenschaften, insbesondere das Fließverhalten, bilden ein erstes Kriterium für die Auslegung des Expanders. Bei allen Werkstoffen ist zu beachten, daß die Verformungskräfte über den Verformungsweg zunehmen. Such 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. Taking into account 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.
Der Expansionskopf besitzt einen Satz radial beweglicher Spreizbacken, deren Außenflächen, die sogenannten Arbeitsflächen, nicht nur der Geometrie der Werkstücke, sondern auch deren Verformungseigenschaften und den Arbeitsfolgen beim Expandieren angepaßt sind. Betrachtet man den Satz von Spreizbacken - in erster Näherung und vereinfacht - als auf dem Umfang geschlossenen Rotationskörper, so können die Arbeitsflächen Zylinderflächen, abgestufte Zylinderflächen, Kegelflächen und Kombinationen aus Zylinderflächen und Kegelflächen und dergleichen mehr sein. An die Arbeitsflächen schließt sich ein radialer Ringflansch an, mit dem die Spreizflächen in einer überwurfkappe geführt sind, die lösbar mit dem Antrieb verbunden ist. Die radiale Führung in der überwurfkappe kann dabei durch Niete, Preßstifte und Nuten im Ringflansch erfolgen und/oder unterstützt werden.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.
Im Innern des Backensatzes befindet sich ein Hohlraum, der sich zum Backenende hin verjüngt, und im dem sich in montiertem Zustand ein im wesentlichen komplementärer, axial verschiebbarer Spreizkörper befindet, dessen Oberfläche als Kegel oder Kegelstumpf oder als Pyramide oder Pyramidenstumpf ausgeführt ist und der zum Antrieb gehört. Hohlraum und Spreizkörper wirken also über Steuerflächen nach Art "schiefer Ebenen oder Flächen" gleitend zusammen. Ein weiteres wichtiges Kriterium für die Funktion des Gesamtgerätes ist hier der öffnungswinkel bzw. die Steigung der Steuerflächen und damit das übersetzungsverhältnis von Kräften und Wegen zwischen axialer und radialer Bewegung, was nachstehend noch näher beschrieben wird.Inside the set of jaws there is a cavity that faces the Tapered cheek end, and in which in the assembled state essentially complementary, axially displaceable expansion body, its surface as a cone or truncated cone or as a pyramid or Truncated pyramid is executed and belongs to the drive. cavity and spreading bodies thus act more slanting over control surfaces Layers or surfaces "sliding together. Another important criterion for the function of the overall device, the opening angle or the slope of the control surfaces and thus the gear ratio of Forces and paths between axial and radial movement, as follows is described in more detail.
üblicherweise werden solche Backensätze aus Rotationskörpern aus Stahl durch radiales, achsparalleles Zersägen in vier bis acht Sektoren, hergestellt, wobei die Breite des Sägeblattes die Spaltbreite und den radialen Verschiebeweg der einzelnen Spreizbacken bestimmt, d.h. die maximale Verringerung des Durchmessers gegenüber dem ursprünglichen Rotationskörper. Die Arbeitsflächen sind also Sektorflächen, und der ursprüngliche Ringflansch bildet Flanschsektoren. Sonderformen von Spreizbacken können auch durch Präzisionsguß hergestellt werden, z.B. solche Formen, bei denen die die Spalte begrenzenden Seitenflächen der Sektoren unter Bildung einer beweglichen Verzahnung ineinander eingreifen, damit die Spalte zonenweise gegen ein "Einsinken" des Rohrwerkstoffs in die Spalte überbrückt werden. Diese Gefahr besteht insbesonderen bei Kunststoffen und den dafür nötigen großen radialen Aufweitewegen.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.
In einem achsparallelen Querschnitt gesehen hat dabei jede Spreizbacke zusammen mit dem Flanschsektor einen etwa L-förmigen Querschnitt. Der Expansionskopf ist infolgedessen gegen überlastung durch übermäßige Antriebskräfte bis zur Zerstörung der Führung und Bruchgefahr der Backen gefährdet.Seen in an axially parallel cross section, each expanding jaw has together with the flange sector an approximately L-shaped cross section. The As a result, the expansion head is against excessive overload Driving forces to the destruction of the guide and risk of breakage Baking at risk.
Die bekannte Urform solcher Expander ist die sogenannte Expanderzange, bei der der Spreizkörper in einem Grundkörper gelagert ist, von dem ein erster Handgriff radial absteht. In dem Grundkörper ist schwenkbar ein zweiter Handgriff gelagert, dessen Bewegung durch Nocken mit und ohne Rollen, Kniehebel oder eine Zahnstange auf den Spreizkörper übertragen wird. Die verschiedenen Arten der Kraftübertragung sind von unterschiedlichen Reibungsverlusten begleitet. Bei solchen mechanischen Expandern ist eine Kraftbegrenzung durch - vorzugsweise verstellbare - Anschläge zwischen den Handgriffen möglich.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. With such mechanical Expander is a force limitation through - preferably adjustable - Stops between the handles possible.
Durch die US-A-5 125 324, Figuren 20, 27a und 27b, ist nun auch ein elektrohydraulischer Expander der eingangs beschriebenen Gattung bekannt, bei dem ein Elektromotor über eine Pumpe Öl aus einem Reservoir ansaugt und in einen Zylinder mit einem einseitig wirkenden Kolben fördert, dessen Kolbenstange von einer Rückstellfeder umgeben ist. Auf das Ende des Zylinders ist eine Muffe aufgeschraubt, auf deren Ende wiederum ein Expansionskopf aufgeschraubt ist, der aus einer überwurfkappe mit sechs L-förmigen Expansionsbacken besteht. Deren Flanschsektoren sind über Niete in radialen Schlitzen der überwurfkappe geführt. Die Kolbenstange ist einstückig mit einem Spreizkörper ausgeführt, so daß das Übersetzungsverhältnis zwischen der axialen Kolbenbewegung und der radialen Backenbewegung festgelegt und nicht veränderbar ist. Zur Druck- und Kraftbegrenzung ist zwischen dem Zylinderraum und dem Ölreservoir ein fest eingestelltes federbelastetes vorgesteuertes überdruck- und Rückströmventil vorgesehen, nach dessen Ansprechen das Öl in das Reservoir zurückfließt, bis der Kolben wieder seine Ausgangsstellung erreicht hat.Through US-A-5 125 324, Figures 20, 27a and 27b, is now also a electrohydraulic expander of the type described above known in which an electric motor via a pump oil from a Reservoir is sucked in and into a cylinder with a single-acting Piston feeds, the piston rod surrounded by a return spring is. A sleeve is screwed onto the end of the cylinder In the end, an expansion head is screwed on, which consists of a cap with six L-shaped expansion jaws. their Flange sectors are over rivets in radial slots in the cap guided. The piston rod is made in one piece with an expansion body, so that the gear ratio between the axial piston movement and the radial jaw movement fixed and not changeable is. To limit pressure and force is between the cylinder space and the oil reservoir a fixed spring-loaded pilot operated overpressure and backflow valve provided, according to which Respond the oil flows back into the reservoir until the piston again has reached its starting position.
Würde man einen solchen Expander mit einem größeren Expansionskopf versehen, so könnte der Aufweitevorgang nicht zu Ende geführt werden, weil das Rückströmventil vorher anspricht. Würde man einen solchen Expander mit einem kleineren Expansionskopf versehen, so besteht die erhebliche Gefahr und Wahrscheinlichkeit, daß der Expansionskopf zerstört oder zumindest beschädigt werden, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer führt.Would you be such an expander with a larger expansion head provided, the expansion process could not be completed, because the backflow valve responds beforehand. Would you be one Expanders with a smaller expansion head, so there is considerable risk and probability that the expansion head destroyed or at least damaged, resulting in a shortening of the Service life.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrohydraulisches Expansionswerkzeug der eingangs beschrieben Gattung dahingehend weiter zu entwickeln, daß es mit Expansionsköpfen unterschiedlicher Größe, Geometrie und mit unterschiedlichen übersetzungsverhältnissen versehen werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß einerseits bei großen Expansionsköpfen ein Expansionsvorgang nicht zuverlässig zu Ende geführt werden kann und ohne daß andererseits bei kleinen Expansionsköpfen eine Zerstörung oder Beschädigung des Expansionkopfes erfolgt.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.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß
Durch diese Lösung wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfangs gelöst, insbesondere wird ein elektrohydraulisches Expansionswerkzeug der eingangs beschrieben Gattung dahingehend verbessert, daß es mit Expansionsköpfen unterschiedlicher Größe, Geometrie und mit unterschiedlichen übersetzungsverhältnissen versehen werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß einerseits bei großen Expansionsköpfen ein Expansionsvorgang nicht zuverlässig zu Ende geführt werden kann und ohne daß andererseits bei kleinen Expansionsköpfen eine Zerstörung oder Beschädigung des Expansionkopfes erfolgt.With this solution, the task is fully solved, in particular, 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.
Beim Stande der Technik wird die maximale Vorschubkraft des Kolbens und des Spreizkörpers ausschließlich durch die Auslegung des überdruck-Rückströmventils begrenzt. Diese Vorschubkraft ist vom Kolbenweg unabhängig, muß aber im Sinne des maximalen Kraftbedarfs des größten infrage kommenden Expansionskopfes und/oder der übersetzungsverhältnisse (Steigung bzw. öffnungswinkel des Spreizkörpers) ausgelegt sein. Dies aber kann zur Zerstörung kleinerer Expansionköpfe führen.In the prior art, the maximum feed force of the piston and the expansion body only through the design of the overpressure backflow valve limited. This feed force is from the piston travel independent, but must be in the sense of the maximum power requirement of the largest expansion head and / or the gear ratios (Slope or opening angle of the expansion body) his. However, this can lead to the destruction of smaller expansion heads.
Die Erfindung schlägt nun einen Weg vor, den Kolbenweg definiert einzustellen, dadurch die Maximalwege nach Maßgabe der Auslegung der Expansionsköpfe und der Spreizkörper durch Abfangen der Kräfte innerhalb des hydraulischen Systems zu begrenzen. Der definiert voreingestellte Kolbenweg wird nun sicher für alle infrage kommenden Expansionsköpfe bis zum Ansprechen des überdruck-Rückströmventils zu Ende geführt, ohne daß es zu Zerstörungen auch kleinerer als der größten Expansionsköpfe kommen kann.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.
Dabei stehen sich zwei Probleme diametral entgegen: Der Spreizkörper wirkt auf die Expansionsköpfe mit jeweils einer durch den öffnungswinkel des Spreizkörpers bedingten übersetzung ein, was zu einer erheblichen Kraftverstärkung führt. Diese - zum Expandieren von Rohren größeren Durchmessers bis zu 28 mm und darüber und für verformungsfeste Rohrwerkstoffe gewollte - Kraftverstärkung hätte eine zerstörerische Wirkung auf jeweils kleinere Expansionsköpfe, beispielsweise bei einer Fehlpositionierung der Spreizbacken und oder beim versehentlich Aufsetzen eines falschen Expanderkopfes. Der axiale Kraftabbau innerhalb des hydraulischen Systems erfolgt nämlich ohne die erst im Expansionskopf stattfindende Kraftverstärkung. There are two diametrically opposed problems: 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.
Es ist im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn - entweder einzeln oder in Kombination - :
- 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.
- the stop body is formed in two parts and consists of a longitudinally displaceable hollow cylinder and an adjusting nut through which the end of the piston rod remote from the piston is passed,
- the stop body defines an annular gap with respect to the piston rod, in which the return spring, guided inside and outside, is accommodated,
- the adjusting nut is provided at its distal end with recesses for inserting an adjusting tool,
- the adjustment tool is designed as a sleeve over at least part of its length and is provided with projections for engagement in the adjustment nut and with a scale for the adjustment depth,
- the electrohydraulic drive is housed in a double fuselage housing with two fuselage parts interconnected by webs, whereby
- a) in which a fuselage part houses an electric motor, at least one switch and an eccentric for the hydraulic pump,
- b) in the other fuselage part of the working cylinder with a connection device for an expansion head, the pressure relief valve and the accumulator are accommodated, and wherein
- c) the hydraulic pump is accommodated in one web, in particular if
- At the end of the fuselage part with the electric motor there is an electrical plug connection for optionally attaching an accumulator or a power pack.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und ihre Wirkungsweisen werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 6 näher erläutert.Embodiments of the subject of the invention and their modes of action are explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 6.
Es zeigen:
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 1bis 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.
- Figure 1
- a partial axial section through an electrohydraulic drive without an expansion head in the extended state of the piston and with two different expansion bodies, ie at the end of the working stroke,
- Figure 2
- 2 shows a detail from FIG. 1 in the retracted state of the piston, ie in the starting position,
- Figure 3
- 1 with an attached expander head and a tube expanded at the end,
- Figure 4
- 3 shows a detail from FIG. 2 in the returned state of the piston, ie in the starting position, and with a tube which has not yet been expanded,
- Figure 5
- a partial axial section of a drive according to Figures 1 to 4, installed in a double-hull housing, the expansion head is shown in exploded view of its drive, and
- Figure 6
- an adjustment tool for adjusting the maximum piston stroke.
In Figur 1 und, teilweise in Figur 2, ist ein Antrieb 1 mit einem Elektromotor
2 dargestellt, der über ein Getriebe 3 und einen Exzenter 4 auf eine
Hydraulikpumpe 5 einwirkt, die als Kolbenpumpe ausgeführt ist. über eine
nicht näher bezifferte Ventilsteuerung wird aus einem Speicher 6 mit einem
Nachfüllverschluß 7 Hydraulik-Flüssigkeit angesaugt und über einen Kanal
8 in einen Kolbenraum 9 eines Arbeitszylinders 10 mit einer Achse A-A
gedrückt, in dem ein Kolben 11 mit einer angesetzten Kolbenstange 12
angeordnet ist.In Figure 1 and, partially in Figure 2, is a
Im äußeren Ende der Kolbenstange 12 befindet sich eine Verbindungseinrichtung
13 zum auswechselbaren Einsetzen unterschiedlicher Spreizkörper
14, von denen hier die Hälften 14a und 14b zweier Spreizkörper mit
unterschiedlichen Längen und Steigungen gezeigt sind. Es versteht sich,
daß auch Spreizkörper mit unterschiedlichen Basisdurchmessern eingesetzt
werden können, was z.B. aus einem Vergleich der Hälften 14a und
14b hervorgeht. Die Basis von 14a hat einen kleineren, die Basis von 14b
einen größeren Durchmesser als die Kolbenstange 12. Die Verbindungseinrichtung
13 ist hier eine Gewindeverbindung, die z.B. auch durch eine
Bajonettverbindung ersetzt werden kann.A connecting device is located in the outer end of the
An den Zylinder 10 schließlich eine aufgeschraubte Muffe 15 an, die durch
Schrauben 16 fixiert ist. Das äußere Ende der Muffe 15 trägt eine weitere
Verbindungseinrichtung 17 zum auswechselbaren Aufsetzen von Expansionsköpfen
18 (Figuren 3 bis 5). Die Verbindungseinrichtung 17 ist hier
eine Gewindeverbindung, die z.B. auch durch eine Bajonettverbindung
ersetzt werden kann.Finally, on the
Im Innern der Muffe 15 befinden sich, unter Belassung eines Ringspalts 19
gegenüber der Kolbenstange 12 ein Anschlagkörper 20, der aus zwei
Teilen besteht, nämlich aus einer Einstellmutter 20a und einem Hohlzylinder
20b. Die Einstellmutter 20a ist mittels einer Gewindeverbindung 21
verstellbar. Hierzu dienen zwei radiale Ausnehmungen 22 (Figur 2), in die
entsprechend komplementäre Vorsprünge 23 eines Einstellwerkzeuges 24
nach Figur 6 eingesetzt werden können. Mit 25 ist die radiale Stirnfläche
der Muffe 15 bezeichnet, die beim Einstellen als Bezugskante für das
Einstellwerkzeug 24 dient.Inside the
Im Ringspalt 19 befindet sich eine durch die Kolbenstange 12 geführte
Rückstellfeder 26, durch die der Kolben 9 und die Spreizkörper 14, 14a
und 14b aus der Endstellung nach Figur 1 in die Ausgangsstellung nach
Figur 2 zurückgeführt werden können. Dies geschieht nach dem Ansprechen
eines voreingestellten und bekannten Überdruck-Rückströmventils 27
(Figur 1), das zwischen dem Kolbenraum 9 und dem Speicher 6 angeordnet
ist. Die Rückströmkanäle sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.In the
Das gesamte Hydrauliksystem - einschließlich des Ansprechwerts des
Überdruck-Rückströmventils 27 - hat eine solche Auslegung, daß auch der
größte infrage kommende Expansionskopf für alle Rohrdimensionen und
Rohrwerkstoffe seinen Expansionsvorgang zuverlässig zu Ende führen
kann, korrekte Einstellung des Anschlagkörpers 20 vorausgesetzt.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
In den Figuren 3 bis 5 ist ein Expansionskopf 18 dargestellt, dessen
Bauweise vom Grundprinzip her durch den Stand der Technik bekannt ist.
In einer überwurfkappe 28 befinden sich - auf den Umfang äquidistant
verteilt - zahlreiche Spreizbacken 29, die durch Niete 30 in radialen
Schlitzen der überwurfkappe und durch einen Abstand zwischen einem
Einsatzring 31, der Stirnfläche 25 (Figur 2) und einem Ringflansch der
überwurfkappe 28 geführt sind. Die Außenflächen sind die Arbeitsflächen,
und im Innern der Spreizbacken 29 befindet sich ein Hohlraum 32 der
weiter oben beschriebenen Geometrie. Dadurch erhalten die Spreizbacken
29 - achsparallel gesehen - einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt.In Figures 3 to 5, an
In Figur 4 ist gezeigt, daß das Ende eines Rohres 33 zunächst lose auf die
noch geschlossenen Spreizbacken 29 aufgeschoben ist. Durch Vorwärtsbewegung
(nach rechts) des Spreizkörpers 14, 14a oder 14b in die in
Figur 3 gezeigte Stellung, wird die Teillänge 33a des Rohres 33 um ein
voreingestelltes Maß aufgeweitet bzw. expandiert. Durch das Anstoßen
des Kolbens 11 am Anschlagkörper 20 kommt der Kolben 11 zum Stillstand,
und die Antriebskräfte werden - je nach Voreinstellung - im Innern
des hydraulischen Systems aufgefangen und nicht auf den Expansionskopf
18 übertragen. Nach dem erzwungenen Stillstand des Kolbens 11
öffnet nach weiterem Druckanstieg das überdruck-Rückströmventil 27,
und die Rückstellfeder 26 schiebt den Kolben 11 und die Hydraulikflüssigkeit
in den Speicher 6 zurück, bis wieder die Ausgangsstellung nach Figur
4 erreicht ist.In Figure 4 it is shown that the end of a
In Figur 5 ist gezeigt daß der elektrohydraulische Antrieb nach den
Figuren 1 bis 4 in einem Doppelrumpfgehäuse 34 mit zwei durch Stege 35,
36 untereinander verbundenen Rumpfteilen 34a, 34b untergebracht ist,
wobei in dem einen Rumpfteil 34a der Elektromotor 2, mindestens ein
Schalter 37 und der Exzenterantrieb 4 für die Hydraulikpumpe 5 untergebracht
sind. In dem anderen Rumpfteil 34b sind der Arbeitszylinder 10,
das überdruck-Rückströmventil 27 und der Speicher 6 untergebracht. In
dem einen Steg 35 ist die Hydraulikpumpe 5 untergebracht. Lediglich das
äußere Ende der Muffe 15 mit der Verbindungseinrichtung 17 für den
Expansionskopf 18 ragt aus dem Rumpfteil 34b hervor. Am Ende des
Rumpfteils 34b mit dem Elektromotor 2 ist eine nicht gezeigte elektrische
Steckverbindung für das wahlweise Ansetzen eines Akkumulators 38 oder
eines Netzteils angeordnet.In Figure 5 it is shown that the electro-hydraulic drive according to the
1 to 4 in a double-
Figur 6 zeigt noch, daß das Einstellwerkzeug 24 zumindest auf einem Teil
seiner Länge als Hülse ausgebildet und mit den Vorsprüngen 23 zum
Eingriff in die Einstellmutter 20a und mit einer ringförmigen Skalierung 39
für die Einstelltiefe versehen ist.Figure 6 also shows that the
- 11
- Antriebdrive
- 2.Second
- Elektromotorelectric motor
- 33
- Getriebetransmission
- 44
- Exzentereccentric
- 55
- Hydraulikpumpehydraulic pump
- 66
- SpeicherStorage
- 77
- NachfüllverschlußNachfüllverschluß
- 88th
- Kanalchannel
- 99
- Kolbenraumpiston chamber
- 1010
- Arbeitszylinderworking cylinder
- 1111
- Kolbenpiston
- 1212
- Kolbenstangepiston rod
- 1313
- Verbindungseinrichtungconnecting device
- 1414
- Spreizkörperspreader
- 14a14a
- Spreizkörper (Halbdarstellung) Spreader (half view)
- 14b14b
- Spreizkörper (Halbdarstellung)Spreader (half view)
- 1515
- Muffesleeve
- 1616
- Schraubenscrew
- 1717
- Verbindungseinrichtungconnecting device
- 1818
- Expansionsköpfeexpansion heads
- 1919
- Ringspaltannular gap
- 2020
- Anschlagkörperstop body
- 20a20a
- Einstellmutteradjusting
- 20b20b
- Hohlzylinderhollow cylinder
- 2121
- Gewindeverbindungthreaded connection
- 2222
- Ausnehmungenrecesses
- 2323
- Vorsprüngeprojections
- 2424
- EinstellwerkzeugAdjusting
- 2525
- Stirnflächeface
- 2626
- RückstellfederReturn spring
- 2727
- Überdruck-RückströmventilOverpressure-return valve
- 2828
- überwurfkappeunion cap
- 2929
- SpreizbackenMoveable
- 3030
- Nieterivet
- 3131
- Einsatzringinsert ring
- 3232
- Hohlraumcavity
- 3333
- Rohrpipe
- 33a33a
- Teillängepartial length
- 3434
- DoppelrumpfgehäuseDouble hull housing
- 34a34a
- Rumpfteilbody part
- 34b34b
- Rumpfteilbody part
- 3535
- Stegweb
- 3636
- Stegweb
- 3737
- Schalterswitch
- 3838
- Akkumulatoraccumulator
- 3939
- Skalierungscaling
- A-AA-A
- Achse A-AAxis A-A
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