JPH05185160A - 中空の工作物用の拡張工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 拡張ヘッドの簡単確実かつ再現可能な前調節
を可能にする。 【構成】 工具ベース体２と拡開心棒１３と交換可能な
拡張ヘッド６を保持する保持装置５と駆動装置とが設け
られ、該駆動装置によって拡開心棒１３が、拡張ヘッド
に向かってシフト可能であり、該拡張ヘッドが、保持装
置５に装着可能な袋キャップ１６と、半径方向運動可能
な拡開ジョー１４とから成り、保持装置５が、ねじ山付
延長部８を用いて、拡開心棒１３の軸線Ａ−Ａ方向で長
手方向移動可能に工具ベース体２に支承され、リングフ
ランジ１１を拡張ヘッド用のストッパ１０として有し、
ロック装置３０が、工具ベース体２に対する保持装置５
の移動運動に作用する、中空工作物用の拡張工具１にお
いて、保持装置５がリングフランジ１１において、軸線
Ａ−Ａに対して同心的な円に、工具ベース体２に支承さ
れているインデックスピン２９のためのインデックス孔
２８を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空の工作物、特に中
空円筒形の工作物を拡張するための拡張工具であって、
工具ベース体と、先細の端部を有している軸方向シフト
可能な拡開心棒と、該拡開心棒を同心的に取り囲んでい
て交換可能な拡張ヘッドを保持するための保持装置と、
駆動装置とが設けられており、該駆動装置によって拡開
心棒が、所定の行程だけ拡張ヘッドに向かってシフト可
能であり、該拡張ヘッドが、保持装置に装着可能な袋キ
ャップと、該袋キャップ内において半径方向運動可能に
案内されている１セットの拡開ジョーとから成ってお
り、この場合保持装置が、ねじ山付延長部を用いて、拡
開心棒の軸線Ａ−Ａの方向で長手方向移動可能に工具ベ
ース体に支承されていて、リングフランジを拡張ヘッド
のためのストッパとして有しており、さらにロック装置
が設けられていて、該ロック装置が、工具ベース体に対
する保持装置の移動運動に作用する形式のものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８２
６１８７号明細書に基づいて公知の拡張工具では、拡張
ヘッドのための保持装置が、ベース体と一体にかつベー
ス体のねじ山付延長部として構成されている。１実施例
において拡張ヘッドの軸方向における前調節を実施可能
にするために、ベース体の相応に延長されたねじ山付延
長部には、ストッパリングが配置されており、このスト
ッパリングは、インデックスピンを用いて固定できるよ
うになっている。しかしながらこの場合には、ジョー保
持リングと呼ばれる袋キャップは、その内側の円形リン
グ面において、ねじ山付延長部の下側の端面から種々異
なった間隔を有することができるので、個々の拡開ジョ
ーのフランジセクタのための規定された案内間隙を保証
するためには、切欠きピンによって回動を防止されてい
るアダプタリングがジョー保持リングにねじ込まれねば
ならない。

【０００３】しかしながらアダプタリングの使用は、相
応に大きな直径をもつジョー保持リングに制限されてお
り、このようなジョー保持リングは、アダプタリングな
しにはねじ山付延長部に螺合不可能であり、そしてこの
場合ねじ山付延長部に対しては、市場において、拡張ヘ
ッドに対する補充のための需要に基づいて、規格寸法が
普及している。従って拡張される導管の最小直径は、ア
ダプタリングによる直径の増大に基づいて約２８ｍｍで
ある。ゆえにこの公知の解決策は、導管直径が明らかに
２８ｍｍを下回る、住宅の水回りにおけるすべての使用
例の寸法に対して、使用不可能である。

【０００４】ドイツ連邦共和国実用新案第８８０７７８
４号明細書に開示されている冒頭に述べた形式の拡張工
具では、ロック装置は、半径方向で工具ベース体に支承
されている止めねじから成っており、この止めねじが、
保持装置のねじ山のない端部に対して緊締されるように
なっている。

【０００５】このような公知の構成によって調整は確か
に可能ではあるが、しかしながら止めねじは、摩耗に対
して敏感であり、一度利用できると認識された調節の再
現可能な再発見は不可能である。そして必然的に、保持
装置における止めねじの作用点も、比較的小さな直径に
位置しており、この結果保持装置は、極めて大きな直径
を有する拡張ヘッドの螺合時に、不都合かつ気づかれず
にずれてしまうことがある（てこ作用）。結局、止めね
じはその作用点において変形部を生ぜしめ、僅かしか変
わらない調節が望まれている場合に、再びこの変形部に
止めねじが進入するという不都合が生じる。

【０００６】拡張ヘッドの正確かつ信頼できる前調節
は、以下に記載の４つの理由から望まれている： 1. ベース装置のすべての部分の製作誤差を補償するた
め、 2. 種々異なった製造データ、製造者及び提供者の拡張
ヘッドとベース装置との間における寸法偏差を補償する
ため、 3. 工作物（管）の製作誤差（直径及び壁厚）を補償す
るため及び／又は 4. 導管構造における溶接結合部又は接着結合部の製造
時に生じる、拡張された管端部と該管端部に差し込まれ
る拡張されていない管端部との間における毛細間隙を調
節するため（いわゆる毛細間隙最適化：最小のろう剤又
は接着剤使用時における確実なろう接又は接着）。

【０００７】

【発明が課題しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、冒頭に述べた形式の拡張工具を改良して、拡張ヘッ
ドの特に簡単確実でかつ再現可能な前調節を可能にする
拡張工具を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、冒頭に述べた形式の拡張工具にお
いて、保持装置がリングフランジにおいて、軸線Ａ−Ａ
に対して同心的な円に、工具ベース体に支承されている
インデックスピンのためのインデックス孔を有してい
る。

【０００９】

【発明の効果】本発明のように構成された拡張工具で
は、再現可能な前調節が可能であり、これは特に、イン
デックス孔が例えばアルファニューメリック式に特徴付
けられている場合に可能である。この場合、管壁厚には
それぞれ規定の指標を対応させることが可能であり、こ
のような指標は、例えば付加的な拡張ヘッドを後で購入
した場合に、互いに異なった許容誤差状態を有している
使用可能な拡張ヘッドに、対応している。インデックス
ピンを用いた係止は、頑丈にかつ確実にしかも比較的大
きな直径において行われるので、従って、拡張ヘッドの
交換時に保持装置に対して加えられるトルクが、気づか
れない不都合なずれを生ぜしめることはない。さらに、
保持装置へのロック装置の係合箇所における材料の変形
も生じない。これに加えて、大きな直径によって、細か
なインデックス標示が可能になる。

【００１０】本発明の有利な構成では、インデックスピ
ンが、第１の円筒面と第２の円筒面とを備えた段付円筒
体として構成されており、両円筒面が、環状肩部の形成
下で互いに同軸的に配置されていて、インデックスピン
が両円筒面で、工具ベース体における相補形状を備えた
同軸的な孔に支承されており、大径の孔の底部と環状肩
部との間に、プレロードをかけられた圧縮ばねが配置さ
れており、インデックスピンが大径の円筒面で、リング
フランジのインデックス孔に係合するようになってい
る。

【００１１】また、インデックスピンが小径の円筒面
で、工具ベース体から突出しており、該円筒面の端部に
シフトキーを保持していると、スペースを節減するのに
有利である。

【００１２】駆動手段はこの場合任意に選択することが
可能である。例えば、拡開心棒をハイドロリックピスト
ンによって操作することが可能である。

【００１３】しかしながら特に有利な構成では、閉鎖位
置において拡開心棒の軸線に対して垂直に方向付けられ
た２つの手動レバーを備えた自体公知の「エクスパンダ
ートング」が使用される。この場合工具ベース体は、堅
く取り付けられた第１の手動レバーを有しており、工具
ベース体には、２つの支承台の間の間隙に、旋回可能な
制御体が支承されていて、この制御体が、拡開心棒に作
用し、旋回可能な第２の手動レバーと結合されている。
シフトキーを保護するためにシフトキーは、両支承台の
間の間隙内を案内されていて、手動レバーとは反対の側
において間隙から突出していると有利である。

【００１４】

【実施例】次に図面につき本発明の実施例を説明する。

【００１５】図１には、中空円筒形の工作物（管）の端
部のための拡張工具１が示されており、この拡張工具
は、一体成形された第１の手動レバー３を備えた金属製
の工具ベース体２と、ねじ山付孔４と、該ねじ山付孔に
おいて軸方向調節可能に支承されている、拡張ヘッド６
のための保持装置５とを有している。

【００１６】保持装置５は、雄ねじ山８ａを備えた第１
の延長部８を備えた回転体７から成っており、この場合
雄ねじ山８ａはねじ山付孔４にねじ込まれている。この
ねじ山結合部は、前記軸方向調節のために働く。さらに
回転体７は、拡張ヘッド６を保持するために雄ねじ山９
ａを備えた第２の延長部９を有している。第１の延長部
と第２の延長部との間には、一体に成形されたストッパ
１０が位置しており、このストッパはリングフランジ１
１として構成されている。回転体７には、貫通した軸方
向孔１２が設けられており、この軸方向孔には拡開心棒
１３が支承されている。そしてこの拡開心棒１３は、円
錐台形に先細の端部１３ａを有しており、この端部がそ
の長手方向摺動時に拡開ジョー１４を拡張させる。

【００１７】第２の延長部９の外端部には、セクタ状の
複数の拡開ジョー１４を半径方向において案内するため
の半径方向の端面９ｂが設けられている。拡開ジョーの
うちの６つの拡開ジョーは、１セットとして軸線Ａ−Ａ
を中心にして円形に配置されている。前記案内のため
に、拡開ジョー１４が各１つのフランジセクタ１４ａを
有しており、このフランジセクタは各１つのリベット１
５を用いて半径方向シフト可能に袋キャップ１６に保持
されている。フランジセクタを取り囲むリングばね１４
ｂは、拡開ジョー１４を軸線Ａ−Ａに向かう方向でプレ
ロードをかけてまとめておく。袋キャップ１６は雌ねじ
山１６ａと、円形リング面１６ｃを備えたリングフラン
ジ１６ｂとを有しており、この場合円形リング面に沿っ
てフランジセクタ１４ａは滑動することができる。袋キ
ャップ１６はその縁部１６ｄで、ストッパ１０もしくは
リングフランジ１１に当接し、この場合縁部１６ｄと円
形リング面１６ｃとの間の軸方向間隔及び端面９ａとリ
ングフランジ１１との間の間隔は、次のように、すなわ
ち端面９ａと円形リング面１６ｃとの間に、平面平行な
面によって制限される間隙が設けられるように、選択さ
れており、そしてこの間隙内においてフランジセクタ１
４ａは、十分な遊びをもって滑ることができる。

【００１８】孔１２からは拡開心棒１３の先細の端部１
３ａが突出していて、同軸的に拡開ジョー１３のセット
内に進入している。拡開心棒１３の、反対側に位置して
いて同様に工具ベース体２から突出している端部には、
円筒形のローラ軸１７を用いて、自由回転可能なローラ
１８が支承されており、このローラの回転軸線は、系の
軸線でもある心棒軸線Ａ−Ａに対して垂直に位置してい
る。

【００１９】工具ベース体２は案内部分２ａを有してお
り、この案内部分２ａはほぼ、丸く面取りされた外側の
角隅と縁部とを備えた直方体として成形されている。拡
開心棒１３はローラ１８で上方に向かって案内部分２ａ
から突出している。案内部分２ａと、不動に一体成形さ
れた手動レバー３との間には、適当に斜めに成形された
外側の壁面を備えた移行部分２ｂが位置しており、この
移行部分によって段部及び突出部が回避される。これら
については図面において詳細には示されていない。案内
部分２ａ及び移行部分２ｂは、上方に向かって開放した
間隙状の切欠き２ｃを有しており、この切欠きには、以
下において詳しく述べる制御体１９が進入可能である。

【００２０】同様に工具ベース体２においても旋回軸２
０を用いて、ローラ１８に作用する制御体１９が支承さ
れており、この制御体は、旋回可能な第２の手動レバー
２１と一体に結合されている。

【００２１】制御体１９によって拡開心棒１３は、図１
に示された位置への時計回り方向におけるレバー操作時
に、所定の行程だけ回転体７から、保持装置５と結合さ
れた拡張ヘッド６に向かってシフト可能である。拡張ヘ
ッドの作用形式自体は先行技術に属するものなので、こ
れについて詳しく述べることは省く。

【００２２】本明細書における「上」及び「下」という
表現は、図面に示された位置に関してのものである。

【００２３】制御体１９は、一方の側から他方の側に向
かって貫通していて旋回軸２０を中心にして円弧状に延
びているスロット２２を有しており、このスロットは一
方の側において第１の制御カーブ２３によって、かつ対
向して位置している側において第２の制御カーブ２４に
よって制限されている。スロット２２の内側の幅は、い
かなる位置においても、ローラ１８の直径に小さな遊び
を加えた値に相当しており、この結果ローラ１８はスロ
ット２２内に閉じ込められていて、拡開心棒の両運動方
向において強制的に案内されている。

【００２４】ローラ１８は、拡張動作時には第１の制御
カーブ２３に沿って、逆向きのレバー運動による拡開心
棒１３の引戻し動作時には制御カーブ２４に沿って転動
する。ローラ軸１７を用いてローラ１８は、拡開心棒１
３の、平行な壁によって内方に向かって制限されている
２つの側壁１３ｂの中及び間において支承されている。
図面には側壁のうちの前側の側壁だけが見える。

【００２５】制御カーブ２３，２４は、円弧状のスロッ
ト２２の、半円筒形でかつ凹面状に成形された２つの端
面によって、互いに結合されており、両端面の曲率中心
点、つまり可能な２つの終端位置において択一的にロー
ラ１８の軸と合致する曲率中心点は、拡開心棒１３の行
程の程度に応じて、旋回軸２０から異なった間隔を有し
ている。カーブ経過は単調であり、つまり拡開心棒の位
置が、一方向における制御体１９の旋回時に２回通され
ることはない。

【００２６】前記半円筒形の端面は、旋回可能な手動レ
バー２１の旋回角を制限するためのストッパを形成して
おり、この場合一方のストッパは、フィンガのつぶれを
阻止する最小間隔に至るまでの手動レバーの接近を制限
している。そして他方のストッパは、手動レバーの開放
運動を制限している。

【００２７】制御体１９は、旋回可能な手動レバー２１
の一方の端部を形成しており、旋回軸２０における支承
のためのアイ２５を有している。旋回軸２０はベース体
２における間隙２６を貫通しており、ベース体２におい
て側部で拡開心棒１３の外において、手動レバー３，２
１とは反対の側で、間隙２６の両側において支承されて
いる。ベース体の、間隙２６を制限している側壁（図面
ではそのうちの後ろ側の側壁だけが示されている）は、
旋回軸２０のための軸受台と呼ぶこともできる。側壁
は、該側壁に設けられた部分円筒形の切欠き（図示せ
ず）を用いて、拡開心棒１３のための付加的な案内とし
ても働く。

【００２８】回転体７は、リングフランジ１１と第１の
延長部９との間に、軸線Ａ−Ａに対して半径方向の端面
２７を有しており、この端面には、軸線Ａ−Ａに対して
同心的な円に、複数のインデックス孔２８が配置されて
いる。図面にはこれらのインデックス孔のうちの、断面
に位置しているインデックス孔だけが示されている。イ
ンデックス孔には、工具ベース体２に支承されているイ
ンデックスピン２９が係合する。インデックス孔２８及
びインデックスピン２９は、協働してロック装置３０を
形成しており、このロック装置の詳細については、図２
に示されている。

【００２９】インデックスピン２９は段付円筒体として
構成されていて、第１の円筒面２９ａと第２の円筒面２
９ｂとを有しており、両円筒面は、リング肩部２９ｃを
形成しながら互いに同軸的に配置されている。インデッ
クスピンの軸線は、軸線Ａ−Ａに対して平行に延びてい
る。円筒面によってインデックスピンは、ベース体２の
相補的な軸方向の孔３１，３２に支承されている。大径
の孔の底とリング肩部２９ｃとの間には、プレロードを
かけられた圧縮ばね３３が配置されている。この圧縮ば
ねによって、インデックスピン２９の大径の円筒面２９
ａは、予め選択されたインデックス孔２８内に保持され
る。

【００３０】インデックスピン２９はその小径の円筒面
２９ｂで、上方に向かって工具ベース体２から突出して
いて、その円筒面２９ｂの端部にシフトキー３４を有し
ている。このシフトキーは、僅かな遊びをもってかつ回
動を防止されて、前記間隙２６内を案内されていて、手
動レバー３，２１とは反対の側において間隙２６から突
出している。

【００３１】装置の作用形式は以下の通りである：まず
初めに、インデックスピン２９の係合時において拡張ヘ
ッド６が雄ねじ山９ａにねじ締結され、縁部１６ｂが手
によってつまり工具を用いることなしに、リングフラン
ジ１１に対してしっかりと締め付けられる。次いで空行
程において、両手動レバーが力なしに互いに接近できる
か否かが、検査される。これが不可能な場合には、イン
デックスピン２９がシフトキー３４を用いて持ち上げ
れ、回転体７は拡張ヘッドと一緒に僅かな値だけ、ベー
ス体２から回し出される。このためには通常３０〜９０
゜の回転が、つまり２〜４のインデックス孔の間隔が必
要である。

【００３２】次に検査拡張が行われ、管対のための毛管
間隙が測定される。毛管間隙が小さすぎるか又は大きす
ぎるかに応じて、毛管間隙は、一方の回転方向又は他方
の回転方向における回転体７と拡張ヘッド６との共通の
回転によって、減少又は増大可能である。そして装置
は、任意に多くの後続の作業動作のための準備状態にあ
り、この場合にインデックスピンは、不都合な移動調節
を阻止する。

【００３３】方向表示（「増大」／「減少」）を備えた
スケールによって、調節動作を容易にすることができ
る。

【００３４】ねじ山付延長部８を、保持装置５にではな
くベース体２に配置して、下方に向かって突出させるこ
と及び、保持装置５に、ねじ山付孔４に類した適当なね
じ山付孔を逆向きに設けることが、択一的に可能であ
る。このような場合においても、調節ねじ山４／８ａの
直径は、拡張ヘッドを装着するための雄ねじ山９ａの直
径よりも明らかに小さく、そして保持装置は拡張ヘッド
におけるアダプタではなく、常にベース装置に配属され
ている部分である。

【図面の簡単な説明】

【図１】工具ベース体と拡張ヘッドを備えた拡開心棒と
の範囲における拡張工具の部分的な軸方向断面図であ
る。

【図２】図１に示された拡張工具の一部を拡大して示す
図である。

【符号の説明】

１ 拡張工具、 ２ 工具ベース体、 ３ 手動レバ
ー、 ４ ねじ山付孔、５ 保持装置、 ６ 拡張ヘッ
ド、 ７ 回転体、 ８，９ 延長部、 ８ａ，９ａ
雄ねじ山、 １０ ストッパ、 １１ リングフラン
ジ、 １２ 孔、１３ 拡開心棒、 １４ 拡開ジョ
ー、 １４ａ フランジセクタ、 １４ｂリングフラン
ジ、 １５ リベット、 １６ 袋キャップ、 １７
ローラ軸線、 １８ ローラ、 １９ 制御体、 ２０
旋回軸、 ２２ スロット、２３，２４ 制御カー
ブ、 ２５ アイ、 ２６ 間隙、 ２７ 端面、 ２
８インデックス孔、 ２９ インデックスピン、 ３０
ロック装置、 ３１，３２ 孔、 ３３ 圧縮ばね、
３４ シフトキー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の工作物を拡張するための拡張工具
   （１）であって、工具ベース体（２）と、先細の端部
   （１３ａ）を有している軸方向シフト可能な拡開心棒
   （１３）と、該拡開心棒を同心的に取り囲んでいて交換
   可能な拡張ヘッド（６）を保持するための保持装置
   （５）と、駆動装置とが設けられており、該駆動装置に
   よって拡開心棒（１３）が、所定の行程だけ拡張ヘッド
   に向かってシフト可能であり、該拡張ヘッドが、保持装
   置（５）に装着可能な袋キャップ（１６）と、該袋キャ
   ップ内において半径方向運動可能に案内されている１セ
   ットの拡開ジョー（１４）とから成っており、この場合
   保持装置（５）が、ねじ山付延長部（８）を用いて、拡
   開心棒（１３）の軸線Ａ−Ａの方向で長手方向移動可能
   に工具ベース体（２）に支承されていて、リングフラン
   ジ（１１）を拡張ヘッドのためのストッパ（１０）とし
   て有しており、さらにロック装置（３０）が設けられて
   いて、該ロック装置が、工具ベース体（２）に対する保
   持装置（５）の移動運動に作用する形式のものにおい
   て、保持装置（５）がリングフランジ（１１）におい
   て、軸線（Ａ−Ａ）に対して同心的な円に、工具ベース
   体（２）に支承されているインデックスピン（２９）の
   ためのインデックス孔（２８）を有していることを特徴
   とする、中空の工作物用の拡張工具。
2. 【請求項２】 インデックス孔（２８）及びインデック
   スピン（２９）の軸線が、拡開心棒（１３）の軸線（Ａ
   −Ａ）に対して平行に延びている、請求項１記載の拡張
   工具。
3. 【請求項３】 インデックスピン（２９）が、第１の円
   筒面（２９ａ）と第２の円筒面（２９ｂ）とを備えた段
   付円筒体として構成されており、両円筒面が、環状肩部
   （２９ｃ）の形成下で互いに同軸的に配置されていて、
   インデックスピン（２９）が両円筒面（２９ａ，２９
   ｂ）で、工具ベース体（２）における相補形状を備えた
   同軸的な孔（３１，３２）に支承されており、大径の孔
   （３１）の底部と環状肩部（２９ｃ）との間に、プレロ
   ードをかけられた圧縮ばね（３３）が配置されており、
   インデックスピン（２９）が大径の円筒面（２９ａ）
   で、リングフランジ（１１）のインデックス孔（２８）
   に係合するようになっている、請求項１記載の拡張工
   具。
4. 【請求項４】 インデックスピン（２９）が小径の円筒
   面（２９ｂ）で、工具ベース体（２）から突出してお
   り、該円筒面の端部にシフトキー（３４）を保持してい
   る、請求項１記載の拡張工具。
5. 【請求項５】 シフトキー（３４）が回動を防止され
   て、工具ベース体（２）の２つの支承台の間における間
   隙（２６）において案内されていて、該間隙から突出し
   ている、請求項４記載の拡張工具。