WILHELM, Edgar (Arzberg 4, Altersbach, 98587, DE)
HOLLAND-MORITZ, Georg (Untere Strasse 33, Rotterode, 98587, DE)
HOFMANN, Horst (Hauptsrasse 52, Unterschönau, 98587, DE)
WILHELM, Edgar (Arzberg 4, Altersbach, 98587, DE)
HOLLAND-MORITZ, Georg (Untere Strasse 33, Rotterode, 98587, DE)
Patentansprüche
1. Vorrichtung (Ol) zum Aufweiten von Rohrenden mit
- einem Aufweitbolzen (02), der zur Querschnittsaufweitung des Rohrendes in dieses einfuhrbar ist; - einem querschnittserweiterbaren Klemmelement (06), welches axial beabstandet vom Aufweitbolzen (02) angeordnet und im nicht querschnittserweiterten Zustand in das Rohr einfuhrbar ist;
- einem Mittel zur Einleitung einer Kraft auf das Klemm- element (06), um dessen Querschnitt soweit zu erweitern, dass es im Rohr festgeklemmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- sie weiterhin ein Mittel zur axialen Verschiebung des Aufweitbolzens (02) gegenüber dem im Rohr festgeklemm- ten Klemmelement (06) umfasst, um den Aufweitbolzen ( 02) in das Rohrende zu pressen und dabei dessen Querschnitt aufzuweiten, und dass
- das Klemmelement (6) im festgeklemmten Zustand eine beim Aufweiten des Rohrendes auftretende Zugkraft im wesentlichen ohne axiale Positionsanderung in das Rohr einleiten kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufweitbolzen (02) einstuckig ausgeführt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass der Aufweitbolzen (02) mindestens einen konischen vorderen Ansetzabschnitt (51) besitzt, dessen Außendurchmesser an der schmälsten Stelle kleiner als der Innendurchmesser des aufzuweitenden Rohrendes ist
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Einleiten einer Kraft auf das Klemmelement (06) eine Zugstange (03) und eine auf dieser geführte Druckhulse (04) umfasst, die jeweils axial durch den Aufweitbolzen (02) gefuhrt sind, wobei das Klemmelement (06) mit der Zugstange (03) verbunden ist, und wobei eine Relativverschiebung zwischen der Zugstange (03) und der Druckhulse (04) zur reversiblen Querschnittserweiterung des Klemmelementes (06) fuhrt.
5. Vorrichtung (01) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (06) als elastischer Hohlzylmder ausgeführt ist, der auf der Zugstange (03) gefuhrt ist, und dass an der Zugstange (03) ein erster Haltering (07) und an der Druckhulse (04) ein zweiter Haltering (08) befestigt sind, die an den Stirnseiten des Klemmelementes (06) angreifen und dieses durch ein Verschiebung zwischen Zugstange (03) und Druckhulse (04) zusammenpressen.
6. Vorrichtung (01) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Klemmelement (06) mehrteilig ausge- fuhrt ist und zwischen seinen Teilen weitere Halteringe angeordnet sind.
7. Vorrichtung (01) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (06) als elastischer Hohlzylinder ausgeführt ist, und dass an der Zugstange (03) ein kegel- stumpfformiger Bolzen und an der Druckhulse (04) ein
Haltering (08) befestigt sind, wobei der kegelstumpfformige Bolzen in den elastischen Hohlzylinder hineinragend angeordnet ist, und der größte Durchmesser des kegelstumpfformigen Bolzens großer als der Innendurchmesser des Hohlzylinders ist.
8. Vorrichtung (Ol) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (03) mit der Druckhulse (04) über eine Zugschraube verbunden ist.
9. Vorrichtung (Ol) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskräfte für das Mittel zur Einleitung einer Kraft auf das Klemmelement (06) und für das Mittel zur Verschiebung des Aufweitbol- zens (02) über zwei Hebelarme (09, 11) eingeleitet werden können .
10. Vorrichtung (01) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhulse (04) mit einem der Hebelarme (09, 11) verbunden ist und in einem ersten Abschnitt einer Schwenkbewegung der Hebelarme (09, 11) gegen die Zugstange verschoben wird.
11. Vorrichtung (01) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhulse (04) mit der Zugstange (03) über einen Kurvenantrieb (16) verbunden ist, der durch die Hebelarme (09, 11) angetrieben wird.
12. Vorrichtung (01) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelarme (09, 11) über einen Gelenkhebel (21) verbunden sind, der in einem zweiten Abschnitt der Schwenkbewegung der Hebelarme (09, 11) eine Drehachse für die Schwenkbewegung an einer Anschlagkante (19) ausbildet.
13. Vorrichtung (Ol) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Verschiebung des Aufweitbolzens (02) über ein Anschlussstuck (32) einer Welle (33) angetrieben wird, wobei das Anschluss- stuck (32) durch einen Bohrschrauber, eine Bohrmaschine, eine Kurbel oder ein gleichartiges Antriebsmittel angetrieben wird.
14. Vorrichtung (Ol) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich- net, dass das Mittel zur Verschiebung des Aufweitbol- zens (02) weiterhin durch eine mit der Zugstange (03) verbundene Gewindespindel (37) gebildet ist, die auf einem Außengewinde der mit dem Aufweitbolzen (02) verbun ¬ denen Welle (33) lauft.
15. Vorrichtung (01) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Verschiebung des
Aufweitbolzens (02) in einem ersten Arbeitsschritt eben ¬ falls die Druckhulse (04) gegenüber der Zugstange (03) verschiebt .
16. Vorrichtung (01) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich- net, dass das Mittel zur Verschiebung des Aufweitbolzens
(02) weiterhin einen mit der Gewindespindel (37) und der Zugstange (03) verbundenen Kugelfuhrungskopf (38) mit schräg angeordneten Kugelfuhrungsschalen (49), mehrere Kugeln (43) und eine Kugelfuhrungshulse (39) mit einer umlaufenden schrägen Kugelfuhrungskante (41) umfasst; wobei die Kugeln (43) zwischen der Kugelfuhrungshulse (39), den Kugelfuhrungsschalen (49) und einer Stirnseite (42) der Druckhulse (04) angeordnet sind; und dass in einer Ausgangsposition die Kugeln (43) so angeordnet sind, dass die Druckhulse (04) gegenüber der Zugstange (03) nicht verschoben ist; und dass bei einer Verschie ¬ bung des Kugelfuhrungskopfes (38) gegenüber der Kugel- fuhrungshulse (39) die Kugeln (43) auf Grund der schrägen Kugelfuhrung zunehmend zwischen den Kugelfuhrungskopf (38) und die Stirnseite (42) der Druckhulse (04) gefuhrt werden und so die Druckhulse (04) gegenüber der Zugstange
(03) verschoben wird.
17. Vorrichtung (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Klemmhulse vorgesehen ist, welche axial beabstandet zum Aufweitbolzen (02) außen am Rohr angeordnet ist.
18. Vorrichtung (01) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmhulse querschnittsverπngerbar ist. |
Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Aufweiten eines Endes eines Rohres, insbesondere zur Vorbe- reitung des Rohrendes für Rohrverbindungen, beispielsweise mit Fittings.
Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 1 831 618 U ist ein Werkzeug zum Aufweiten von Rohren bekannt, welches vielfach Anwendung findet. Der Werkzeugkopf dieses Werkzeuges umfasst eine Reihe von Spreizbacken, die einen Zylinder bilden. Auf das untere Ende des Werkzeugkopfes ist eine Gewindemuffe aufgeschraubt, welche die Spreizbacken radial verschiebbar aufnimmt, sodass diese von einem kleinsten Hullkreis nach einem größten Hullkreis verstellt werden können. Der Werkzeugkopf hat eine radiale Bohrung, in der ein kegelförmiger Steuerdorn verschiebbar gefuhrt ist. Jeder der Spreizbacken ist an der Innenseite mit einer Kegelmantelkeilflache verse ¬ hen, die der Form des Steuerdorns entspricht. Der Steuerdorn ist durch einen Griffhebel verschiebbar, wahrend ein zweiter fester Griffhebel vom Werkzeugkopf ausgeht. Für die Handhabung des Werkzeuges wird der Steuerdorn durch den Griffhebel zwischen die Spreizbacken geschoben, sodass sich diese konzentrisch auseinander bewegen und das Rohrende aufweiten.
Der Nachteil dieser Losung ist, dass das Rohrende auf Grund der Zwischenräume zwischen den Spreizbacken nicht vollständig kreisförmig aufgeweitet wird. Die dadurch resultierende unebene Formung des Rohrendes, insbesondere an der Innenwan- düng, beeinträchtigt die Funktion der spateren Rohrverbindung und kann zu Undichtigkeiten fuhren. Durch ein zweites winkelversetztes Ansetzen des Werkzeuges können die Unebenheiten
gemindert, aber nicht vollständig ausgeglichen werden. Außer ¬ dem wir damit ein zweiter Arbeitsschritt erforderlich.
Aus der US 3 412 592 ist eine Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden bekannt, welche das oben bereits beschriebene Prin ¬ zip der Spreizbacken nutzt, die sich durch die Langsverschie- bung eines Dorns mit einer konischen Flache radial nach außen bewegen und dadurch eine Aufweitung des Rohrendes bewirken. Dabei ist ein Spreizelement im Inneren des Rohres angeordnet, welches ebenfalls Spannbacken mit einer konischen Innenflache umfasst, die durch Verschiebung eines Konus nach außen an die Innenwandung des Rohres gepresst wird. Die Spannbacken weisen Rillen bzw. eine Zahnung auf, um die Haltekraft im Inneren des Rohres zu vergrößern.
Aus der deutschen Patentschrift DE 1 214 189 A ist ein ande ¬ res Werkzeug zum Aufweiten eines Rohrendes bekannt, dessen Grundprinzip ebenfalls häufig Anwendung findet. Die Aufweitung erfolgt über einen Aufweitkegel, der eine ebene Aufwei- tung ermöglicht. Die für den Aufweitvorgang erforderliche Gegenkraft wird über eine reibschlussige Verbindung des Werkzeuges mit dem Rohr erzeugt. Hierzu spannen zwei Spannblocke das Rohr an der Außenseite beabstandet zum aufzuweitenden Ende ein. Abgewandelte Losungen sind als Zange ausgeführt und sehen eine Einspannung des Rohres zwischen zwei Klemmbacken vor. Da die Reibungskraft einer glatten Spannblockoberflache bzw. einer glatten Klemmbackenoberflache nicht ausreichen wurde, sind diese Oberflachen geriffelt oder gezahnt.
Der Nachteil solcher Losungen besteht darin, dass die geriffelte oder gezahnte Spannblock- bzw. Klemmbackenoberflache wahrend des Aufweitvorganges die Oberflache des Rohres schadigt. Die Kraft zum Aufweiten erfordert eine entsprechende
Kraft zum Anpressen der Spannblocke bzw. der Klemmbacken an das Rohr, welche die Riffelung oder Zahnung in die Oberflache des Rohres prägt. Oft bewirkt die Kraft zum Aufweiten des Rohres eine Verschiebung des Rohres im Werkzeug, sodass die Oberflache durch Zerspanung geschadigt wird. Besonders nachteilig an diesen Losungen ist, dass die zum Einspannen bzw. Einklemmen erforderliche Kraft gegebenenfalls so groß sein muss, dass das Rohr an der Einspannstelle dauerhaft verformt wird.
Die GB 476 885 beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohrverbindungen. Das Rohrende wird manuell mit einem Dorn aufgeweitet, die Vorrichtung selbst ist eine Montage- hilfe und weist ein Spannelement aus Gummi auf, welche im Inneren des Rohres radial erweiterbar ist. Dieses Spannelement dient ausschließlich zur Abdichtung der Montagestelle gegenüber Gasen oder Flüssigkeiten im Rohr. Diese Vorrichtung bietet die Möglichkeit, Rohre zu verbinden oder mit Fittmgs oder dergleichen zu versehen, wahrend das Rohr selbst mit dem Druck einer Flüssigkeit oder eines Gases beaufschlagt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden zur Verfugung zu stellen, welche weder die Form noch die Oberflache des Rohres beschädigt und eine runde und gleichmaßige Aufweitung des Rohrendes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelost durch eine Vorrichtung gemäß dem beigefugten Anspruch 1. Dabei wird mit Hilfe eines Klemmele- mentes im Inneren des Rohres, beabstandet zum aufzuweitenden Ende eine temporare reibschlussige Verbindung mit dem Rohr geschaffen, welche die Gegenkraft zur Einfuhrung eines Aufweitbolzens in das Rohrende aufbringen kann.
- A -
Em wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass bei Verwendung eines einstuckigen Aufweitbolzens am Rohrende eine sehr gleichförmige Verformung wahrend des Aufweitvorgangs erreicht wird und zwar mit nur einem einzigen Aufweitschritt. Der Aufweitbolzen kann an das gewünschte Innenmaß der Aufweitstelle angepasst sein und in besonderen Fallen auch eine von der Kreisflache abweichende Querschnittsform aufweisen, wenn dies für eine herzustellende Verbindung gewünscht ist.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung nicht aufwandiger als bekannte Werkzeuge bzw. Vorrichtungen zu fertigen ist.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen Vorrichtung ist das Klemmelement als Hohlzylinder ausgeführt, der auf einer Zugstange zwischen einem ersten und einem zweiten Haltering angeordnet ist, wahrend der erste Haltering mit der Zugstange und der zweite Haltering mit einer Druckhulse verbunden ist. Durch eine Verschiebung der Druckhulse gegen die Zugstange wird das elastische Klemmelement zwischen den Halteringen eingequetscht und unter Querschnittserweiterung verformt. Durch diese Verformung wird das elastische Element gegen das Innere des Rohres gepresst, sodass es zu einer reibschlussigen Verbindung mit dem Rohr kommt.
In einer abgewandelten Ausfuhrungsform ist das elastische Klemmelement mehrstuckig ausgeführt und zwischen weiteren Halteringen angeordnet. Dadurch wird die Stabilität des elastischen Klemmelementes erhöht und die mit dem Rohrinneren gebildete reibschlussige Verbindung besteht aus mehreren
Teilverbindungen, die insgesamt eine größere Anpressflache mit der Rohrinnenwand eingehen.
In einer weiteren Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen Vorrichtung ist das Klemmelement als Hohlzylinder ausgeführt, in das zur Verformung ein kegelstumpfformiger Bolzen mit Hilfe der Zugstange eingeführt wird. Die Gegenkraft zu der Einfuhrung des Bolzens in das elastische Element wird mit dem Haltering an der Druckhulse aufgenommen.
Bei einer nochmals abgewandelten Ausfuhrungsform kann die Querschnittserweiterung am Klemmelement über Druckluft erfol ¬ gen, durch welche das Klemmelement in der Art eines Ballons aufgeblasen wird. In diesem Fall kann auf die relativ zuein- ander bewegliche Zugstange und Druckhulse verzichtet werden. Diese Bauform bietet sich insbesondere an, wenn auch der Antrieb wahrend des Aufweitens pneumatisch erfolgt und somit an der Vorrichtung sowieso Druckluft bereitsteht.
In einer weiteren Ausfuhrungsform kann zusatzlich zum quer- schnittserweiterbaren Klemmelement eine Klemmhulse oder ein Spanndorn oder dergleichen an der Außenwand des Rohres vorgesehen sein. Das hat den Vorteil, dass der Abstand zwischen dem Klemmelement und dem Aufweitbolzen verringert werden kann, weil die Gegenkraft zur Einfuhrung des Aufweitbolzens nun durch das Klemmelement und die Klemmhulse aufgebracht werden. Die Klemmhulse ist vorzugsweise in ihrem Umfang verringerbar und liegt vollflachig an der Rohraußenwand an. Eine gute Aufnahme der axialen Kräfte durch Klemmelement und Klemmhulse wird dadurch erreicht, dass sie außen und innen an der gleichen axialen Position angeordnet sind. Diese Ausfuhrungsform ermöglicht auch eine kleinere Dimensionierung für
das Klemmelement, da eine zusatzliche kraftaufnehmende Kompo ¬ nente vorhanden ist.
In einer abgewandelten Ausfuhrungsform der Vorrichtung wird die manuell oder motorisch erzeugte Kraft zur Verformung des elastischen Elementes über eine Zugschraube auf die Druck- hulse übertragen, wobei die Gegenkraft von der Zugstange aufgenommen wird.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist die Vorrichtung als Zange ausgeführt. Dabei ist das Mittel zur axialen Verschiebung des Aufweitbolzens gegenüber der Zugstange durch zwei Hebelarme gebildet, die manuell betätigt werden. Bevorzugt dienen diese beiden Hebelarme ebenfalls zur Verschiebung der Druckhulse zur Verformung des elastischen Elementes.
In einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform wird die Kraft zum Aufweiten des Rohrendes durch eine an das Werkzeug angesetzte Bohrmaschine, einen Akkuschrauber, eine Kurbel, einen pneumatische Drehantrieb o. a. aufgebracht. Bevorzugt dient der verwendete Antrieb ebenfalls zur Verformung des elastischen Elementes.
Um nach erfolgtem Festspannen des Rohres durch Aufweiten des in das Rohr eingesetzten elastischen Elements die Aufweitung des Rohrendes zu bewirken, muss eine Relativbewegung zwischen dem Rohrende und dem Aufweitbolzen erfolgen. Dazu wird der Aufweitbolzen relativ zum elastischen Element in axialer Richtung verschoben, um in das Rohrende einzudringen.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen bevor-
zugter Ausfuhrungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnun ¬ gen .
Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer ersten Ausfuhrungsform der erfmdungsgemaßen Vorrichtung in Form einer handbetatigten Zange;
Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung einer zweiten Ausfuh- rungsform, die sich für den Anschluss an einen
Bohrschrauber o. a. eignet;
Fig. 3 eine Detailansicht eines Kugelfuhrungskopfes, der in der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 Anwendung findet;
Fig. 4 eine perspektivische Detailansicht eines Aufweitbolzens .
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung Ol zur Aufweitung eines Rohrendes in einer Ausfuhrung als Handzange. Die Vorrichtung besitzt einen Aufweitbolzen 02, der einen konischen Ansetzabschnitt aufweist und vorzugsweise einstuckig ausgebildet ist. Durch den Aufweitbolzen 02 sind axial eine Zugstange 03 sowie eine Druckhulse 04 hmdurchgefuhrt . Die Druckhulse 04 ist auf der Zugstange 03 verschiebbar angeordnet. Der Aufweitbolzen 02 ist auf der Druckhulse verschiebbar angeordnet. Die Zugstange und die Druckhulse werden zum Ansetzen der Vorrichtung in das aufzuweitende Rohr (nicht dargestellt) hineingeführt. Am distalen Ende der Druckhulse 04 befindet sich beabstandet vom Aufweitbolzen 02 ein querschnittsveranderli- ches Klemmelement 06. Dieses Element besteht vorzugsweise aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material und weist einen hohen Haftreibungskoeffizienten auf. Es können aber
auch abgewandelte Bauformen für das Klemmelement gewählt werden, die eine Querschnittserweiterung gestatten, beispielsweise Zylinderteilstucke, die auf Keilflachen zueinander verschieblich sind und dabei ihre radiale Position in Bezug auf die Achse der Zugstange verandern.
Bei der in Fing. 1 dargestellten Ausfuhrungsform ist das Klemmelement 06 als Hohlzylinder ausgeführt und so bemessen, dass es sich nahezu querschnittsfullend in das aufzuweitende Rohr einfuhren lasst. Das elastische Klemmelement 06 ist zwischen einem ersten Haltering 07 und einem zweiten Haltering 08 angeordnet. Die Halteringe sind ebenfalls so bemessen, dass sie sich nahezu querschnittsfullend in das aufzu ¬ weitende Rohr einfuhren lassen. Dadurch ist gewahrleistet, dass eine Verformung des elastischen Elementes durch die Halteringe weitestgehend in Richtung der Innenflache des Rohres erfolgt und so die Verformungskraft weitgehend als Anpresskraft zwischen dem elastischen Klemmelement 06 und der Innenflache des Rohres übertragen wird. Der erste Haltering 07 ist mit der Zugstange 03 verbunden, wahrend der zweite Haltering 08 mit der Druckhulse 04 verbunden ist. Durch eine Verschiebung der Zugstange gegen die Druckhulse wird der Abstand zwischen den Halteringen verkleinert und die Kraft zur Verformung des Klemmelementes aufgebracht. Die Anpressung des elastischen Klemmelementes 06 an die Innenseite des Rohres fuhrt zu einer reibschlussigen Verbindung zwischen Rohr und Werkzeug. Diese Verbindung bringt die Gegenkraft zur Verschiebkraft auf, die beim Aufweiten des Rohrendes durch das Einfuhren des Aufweitbolzens in das Rohr erzeugt wird.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 01 ist als Handzange mit einem starren Hebelarm 09 und einem beweglichen Hebelarm
11 ausgeführt, an deren nicht dargestellten Enden Handgriffe angeordnet sind. Der starre Hebelarm ist mit einem Grundkor-
per 13 starr verbunden. Im Grundkorper wird die Druckhulse 04 einschließlich der Zugstange 03 gefuhrt. Der Aufweitbolzen 02 ist auf den Grundkorper aufgesteckt. Der Aufweitbolzen ist vorzugsweise leicht losbar am Grundkorper befestigt, um einen Austausch gegen andere Aufweitbolzen mit abweichendem Außendurchmesser zu gestatten. Das zum Rohr gerichtete konische Ende des Aufweitbolzens ist an den Rohrinnendurchmesser so angepasst, dass der Aufweitbolzen leicht eingeführt werden kann. Das maximale Außenmaß des Aufweitbolzens ist an den gewünschten Querschnitt des Rohres, der durch das Aufweiten erzielt werden soll, angepasst.
Der bewegliche Hebelarm 11 ist mit einem Schwenkhebel 12 verbunden. Der Schwenkhebel ist über einem ersten Bolzen 14 an der Zugstange 03 drehbar gelagert. Weiterhin ist der Schwenkhebel über einen Kurvenantrieb 16 an die Druckhulse 04 gekoppelt. Um die Vorrichtung 01 in die Ausgangsposition zu bringen, werden die Hebelarme voneinander weggeschwenkt. Der Kurvenantrieb 16 bewirkt m dieser Stellung noch keine Verschiebung der Zugstange 03 gegenüber der Druckhulse 04. In dieser Position wirkt über die an der Zugstange und an der Druckhulse befestigten Halteringe 07, 08 keine Kraft zur Verformung des elastischen Klemmelementes 06. Das Klemmelement wird in diesem Zustand in das aufzuweitende Rohr einge ¬ führt, bis der Aufweitbolzen 02 am Rohrende anliegt.
Wird der bewegliche Hebelarm in Richtung des starren Hebelarmes geschwenkt, vergrößert sich zunächst der Abstand von der Drehachse des Schwenkhebels 12 im ersten Bolzen 14 zur Druckhulse 04, sodass die Zugstange 03 m der Druckhulse verschoben wird. Die auftretende Hebelkraft wird über die Zugstange 03 und die Druckhulse 04 sowie den Halteringen auf das elastische Element 06 übertragen, sodass sich das elastische Element verformt und mit dem Rohr eine reibschlussige
Verbindung eingeht. Der Kurvenantrieb 16 ist so gestaltet, dass die Schwenkbewegung der Hebelarme nur wahrend eines ersten Teiles der gesamten Schwenkbewegung eine Verschiebung der Druckhulse 04 gegenüber Zugstange 03 bewirkt. Ist der erste Teil der Schwenkbewegung abgeschlossen, wirkt ein kreisförmiger Abschnitt 17 des Schwenkhebels 12 gegenüber der Druckhulse 04. Gleichzeitig schlagt ein zweiter Bolzen 18 an einer Anschlagkante 19 eines Gelenkhebels 21 an. Werden die Hebelarme weiter aufeinander zu geschwenkt, dreht sich der Schwenkhebel 12 in einer Drehachse im zweiten Bolzen 18. Da der Gelenkhebel 21 mit einem dritten Bolzen 22 drehbar im Grundkorper 12 gelagert ist, bewirkt die Hebelkraft zwischen den Hebelarmen nun eine Zugkraft auf die Zugstange 03 gegen den Grundkorper 12. Da die Zugstange mit dem Rohr reibschlus- sig verbunden ist, wird der Aufweitbolzen 02 in das Rohrende hinein gepresst. Durch die Hebelverhaltnisse am Schwenkhe ¬ bel 11 und am Grundkorper 12 kann durch ein Schenken des beweglichen Hebelarmes 11 auf den starren Hebelarm 09 eine hohe Kraft auf den Aufweitbolzen ausgeübt werden, sodass auch schwer verformbare Rohre aufgeweitet werden können. Zur Erzeugung noch höherer Kräfte können an sich bekannte Ratschenantriebe, Kniehebeltriebe oder andere übersetzungen verwendet werden.
Nach dem erfolgten Aufweitvorgang sind die Hebelarme 09, 11 wieder voneinander weg zu schwenken. Das elastische Element wird dadurch entspannt und die reibschlussige Verbindung mit dem Rohr wird gelost, sodass die Vorrichtung 01 wieder vom Rohr entfernt werden kann.
Die Gegenkraft zur Aufweitung wird ausschließlich durch die reibschlussige Verbindung zwischen dem elastischen Element 06 und dem Rohr aufgenommen. Das großflächig im Rohr anliegende
Klemmelement vermeidet eine Schädigung der Innenflache des
Rohres durch das Anpressen. Selbst wenn es wahrend des Aufweitvorganges zu einer geringfügigen Verschiebung des elastischen Klemmelementes 06 innerhalb des Rohres kommen sollte, wird die Oberflache des Rohrinneren nicht geschadigt. Da die Anpresskraft des Klemmelementes konzentrisch auf das Rohrinnere wirkt, ist eine Verformung des Rohres durch ein Einklemmen oder Einengen ausgeschlossen. Das Klemmelement befindet sich ausreichend beabstandet vom Aufweitbolzen 02 im Rohr, sodass die Verformung durch das Aufweiten des Rohres sich nicht auf die reibschlussige Verbindung zwischen dem elastischen Element 06 und dem Rohr auswirkt.
Bei der Aufweitung eines bereits montierten Rohres ist häufig wenig Raum zum Ansetzen eines Werkzeuges im Außenbereich des Rohrendes gegeben. Da die erfmdungsgemaße Vorrichtung im Rohrinneren angesetzt wird, ist ein solcher Raum hier nicht erforderlich .
Em besondere Vorteil der zuvor erläuterten Ausfuhrungsform besteht darin, dass sowohl die Kraft zum Festhalten des Rohres als auch die Kraft zur Aufweitung des Rohrendes mit denselben Hebelarmen 09, 11 manuell erzeugt wird. Insbesondere bedarf es nur einer einzigen Schwenkbewegung der Hebelarme, durch die das Werkzeug 01 zunächst angesetzt wird und anschließend der Aufweitvorgang bewirkt wird. Die Erzeugung der Kraft zur Verformung des querschnittsveranderlichen Klemmelementes 06 kann in anderen Ausfuhrungsformen durch ein manuelles Ziehen an der Zugstange oder durch ein weiteres Mittel, z. B. eine Zugschraube aufgebracht werden. Mit einer Zugschraube kann die Kraft zur Verformung des Klemmelementes dosiert werden.
Die Vorrichtung 01 kann durch einen Austausch weniger Werk- zeugteile für die Aufweitung anderer Rohrgroßen, Rohrtypen
oder an andere Aufweitformen angepasst werden. Dazu ist zunächst der erste Haltering 07 von der Zugstange 03 abzuschrauben. Anschließend können das elastische Element 06 und der zweite Haltering 08 von der Zugstange herunter geschoben werden. Da der Aufweitbolzen 02 auf den Grundkorper 13 aufgesteckt ist, kann er durch ein einfaches Abziehen vom Grundkorper über die Druckhulse 04 und die Zugstange 03 herunter geschoben werden. Nun sind in umgekehrter Reihenfolge der für die gewünschte Aufweitung geeignete Aufweitbolzen sowie die zugehörigen Halteringe und das zugehörige elastische Klemmelement an der Vorrichtung zu montieren.
Fig. 2 zeigt eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen Vorrichtung, die nun für den Antrieb durch einen Bohrschrauber, eine Bohrmaschine o. a. konfiguriert ist. Die Gestaltung des Aufweitbolzens 02, des querschnitts- veranderlichen Klemmelementes 06, der Zugstange 03, der Druckhulse 04 und der Halteringe 07, 08 entspricht der in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsform. Im Inneren eines Gehäuses 31 befinden sich Mittel zur übertragung von Kräften zur Verformung des Klemmelementes 06 und zum Aufweiten des Rohrendes. Auf der Hinterseite des Gehäuses ist ein Anschlussstuck 32 einer Welle 33 aus dem Gehäuse heraus gefuhrt. Das Anschlussstuck 32 weist einen vier- oder sechsseitigen oder auch einen sternförmigen Querschnitt auf, um einwirkende Drehmomente sicher übertragen zu können. Zum Antrieb der Welle 33 über deren Anschlussstuck 32 kann ein akkumulatorbe ¬ triebener Bohrschrauber, eine Bohrmaschine, ein Press- luftschrauber oder ein ahnliches Werkzeug benutzt werden. Gegebenfalls kann hierfür auch eine Kurbel benutzt werden.
Bei der dargestellten Ausfuhrungsform ist die Welle 33 im Inneren des Gehäuses 31 in Kugellagern 34 gelagert. Die Welle weist einen umlaufenden Kranz 36 auf, der zwischen den Kugel-
lagern 34 gefuhrt ist und die Welle 33 gegen ein axiales Verschieben sichert. Die Welle besitzt weiterhin ein Außengewinde, welches in einem Innengewinde einer Gewindespindel 37 gefuhrt ist. Die Gewindespindel ist durch eine Nut gegen Verdrehung im Gehäuse 31 gesichert. An der Gewindespindel ist ein Kugelfuhrungskopf 38 aufgeschraubt, der weiter unten detaillierter beschrieben wird. Der Kugelfuhrungskopf ist innerhalb einer Kugelfuhrungshulse 39 angeordnet, die eine umlaufende schräge Kugelfuhrungskante 41 aufweist. Zwischen dem Kugelfuhrungskopf 38, der Kugelfuhrungskante 41 und einer Stirnseite 42 der Druckhulse 04 werden mehrere Kugeln 43 gefuhrt. Die Zugstange 03 ist am Kugelfuhrungskopf 38 befes ¬ tigt.
Zum Ansetzen der in Fig. 2 gezeigten Ausfuhrungsform der Vorrichtung wird die Zugstange 03 mit dem elastischen bzw. querschnittsvaπablen Klemmelement 06 in das aufzuweitende Rohr eingeführt, bis der Aufweitbolzen 02 sich am Rohrende befindet. Anschließend wird die Welle 33 über deren Anschlussstuck 32 angetrieben, sodass sich die Gewindespin- del 37 in Richtung des Anschlussstuckes 32 bewegt. Zu Beginn sind die Kugeln 43 so angeordnet, dass die Druckhulse 04 gegenüber der Zugstange 03 nicht verschoben ist. Durch die Verschiebung der Gewindespindel wird ebenso der Kugelfuhrungskopf 38 gegenüber der Kugelfuhrungshulse 39 verschoben. Die Kugeln 43 werden auf Grund der schrägen Kugelfuhrung zunehmend zwischen den Kugelfuhrungskopf 38 und die Stirn ¬ seite 42 der Druckhulse gefuhrt, sodass die Druckhulse 04 gegenüber der Zugstange 03 verschoben wird. Durch diese Verschiebung der Druckhulse gegen die Zugstange wird das Klemmelement 06 verformt und eine reibschlussige Verbindung mit dem Rohrinneren geschaffen. Bei einem nachfolgenden Vorschub der Gewindespindel 37 wird die Zugstange 03 über den
Kugelfuhrungskopf 38, über die Gewindespindel, über die Welle 33 und das Gehäuse 31 gegen den Aufweitbolzen 02 bewegt. Da das Werkzeug bereits mit dem Rohr reibschlussig verbunden ist, wird der Aufweitbolzens 02 in das Rohrende eingepresst. Nach erfolgtem Aufweitvorgang ist die Welle 33 über das Anschlussstuck 32 im umgekehrten Drehsinn anzutreiben. Dadurch bewegt sich die Gewmdespmdel 37 zurück und alle weiteren Teile wieder in ihre Ausgangspositionen. Die reibschlussige Verbindung mit dem Rohr wird gelost und das Werkzeug kann entfernt werden.
Fig. 3 zeigt eine Detailansicht des Kugelfuhrungskopfes 38 der in Fig. 2 dargestellten Ausfuhrungsform der erfindungs- gemaßen Vorrichtung 01. Der Kugelfuhrungskopf weist ein Außengewinde 46 auf, welches zur Befestigung der Gewmdespm- del 37 dient. Die Zugstange 03 wird an einem Ansatz 47 des Kugelfuhrungskopfes befestigt. Hierzu dient ein durchlaufendes Innengewinde 48. Zur Fuhrung der Kugeln 43 dienen Kugel- fuhrungsschalen 49.
Fig. 4 zeigt eine Detailansicht des Aufweitbolzens 02 der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfuhrungsformen der erfindungs- gemaßen Vorrichtung 01. Der Aufweitbolzen 02 ist vorzugsweise emstuckig ausgeführt und besitzt einen konischen Ansetzab ¬ schnitt 51. Zur Durchfuhrung der Zugstange 03 und der Druck- hulse 04 weist der Aufweitbolzen eine durchlaufende öffnung 52 auf. Zum Aufstecken des Aufweitbolzens auf den Grundkorper 13 bzw. auf das Gehäuse 31 hat der Aufweitbolzen einen steckhulsenartigen Ansatz 53.
Bezugszeichenliste
01 Vorrichtung zum Aufweiten von Rohrenden
02 Aufweitbolzen 03 Zugstange
04 Druckhulse
05 -
06 (elastisches) Klemmelement
07 erster Haltering 08 zweiter Haltering
09 starrer Hebelarm
10 -
11 beweglicher Hebelarm
12 Schwenkhebel 13 Grundkörper
14 erster Bolzen
15 -
16 Kurvenantrieb
17 kreisförmiger Abschnitt des Kurvenantriebes 18 zweiter Bolzen
19 Anschlagkante
20 -
21 Gelenkhebel
22 dritter Bolzen 30 -
31 Gehäuse
32 Anschlussstύck
33 Welle
34 Kugellager 35 -
36 Kranz
37 Gewindespindel
38 Kugelfuhrungskopf
39 Kugelfuhrungshulse
40 -
41 Kugelfuhrungskante 42 Stirnseite der Druckhulse
43 Kugeln
44 -
45 -
46 Außengewinde 47 Ansatz am Kugelfuhrungskopf
48 Innengewinde
49 Kugelfuhrungsschalen
50 -
51 Ansetzabschnitt 52 öffnung
53 Ansatz am Aufweitbolzen