Die Erfindung betrifft ein Gewinderollwerkzeug zum Rollen und/oder Reparieren eines Gewindes, mit (a) einer

Spannvorrichtung zum Befestigen an einem Rohrende und (b) zumindest einer Profilrolle zum Rollen eines Gewindes in das Rohrende oder zum Reparieren eines Gewindes am Rohrende.

Ein derartiges Gewinderollwerkzeug ist beispielsweise aus der DE 10 2012 004 701 AI bekannt. Nachteilig an einem

derartigen Gewinderollwerkzeug ist, dass es lediglich für zylindrische Gewinde geeignet ist. In anderen Worten sind konische Gewinde mit einem derartigen Werkzeug nicht rollbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

Gewinderollwerkzeug vorzuschlagen, das zum Rollen und/oder Reparieren eines sich verjüngenden, insbesondere eine

konischen, Gewindes tauglich ist.

Die Erfindung löst das Problem durch ein gattungsgemäßes Gewinderollwerkzeug, bei dem sich die zumindest eine

Profilrolle in eine Vorschubrichtung der Profilrolle verjüngt, so dass ein sich verjüngendes, insbesondere ein konisches, Gewinde in das Rohrende rollbar ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein konisches Gewinde dann erzeugbar ist, wenn eine konische

Profilrolle verwendet wird. Wird diese Profilrolle auf dem Rohrende, das sich verjüngend, insbesondere konisch, zuläuft, so kommt die Profilrolle über einen großen Abschnitt ihrer Mantelfläche in Kontakt mit dem Rohrende. Durch Drehen der Profilrolle auf einer helikalen Bahn um die Längsachse des Rohrendes, bringt die Profilrolle ein Gewinde in das Rohrende ein. Die Hüllkontur der Profilrolle, also die Kontur der

Profilrolle ohne die Rillen, ist daher vorzugsweise

komplementär zu der zu erzielenden Kontur des sich

verjüngenden Gewindes ausgebildet.

Besonders günstig ist es, wenn die Profilrolle eine konische Grundstruktur hat, das heißt, dass die Rillenberge auf einer Kegelfläche liegen. Auf diese Weise wird ein

konisches Gewinde erhalten.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter der Spannvorrichtung eine Vorrichtung verstanden, mittels der das Gewinderollwerkzeug am Rohrende befestigbar ist. Insbesondere ist die Spannvorrichtung ausgebildet zum Einführen in das Rohr am Rohrende und zum Befestigen des Gewinderollwerkzeugs am Rohrende durch Vergrößern des Außendurchmessers der

Spannvorrichtung, beispielsweise durch radiales

Auswärtsbewegen von Spannelementen. Die Spannvorrichtung kann mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt sein.

Grundsätzlich kann die Spannvorrichtung auch auf einem anderen Spannprinzip beruhen, beispielsweise ein Gefrierspannfutter darstellen. Dies ist aber häufig mit erhöhtem Aufwand

verbunden . Unter der Profilrolle wird ein Bauelement verstanden, mittels dem ein Gewinde in das Rohrende einrollbar ist.

Vorzugsweise hat die Profilrolle eine konische Hüllkontur, das heißt, dass die Profilrolle in dem Abschnitt, der das zum Rollen des Gewindes dienende Profil aufweist, durch

Einarbeiten des Profils in einen konischen Abschnitt

hergestellt werden kann.

Unter dem Merkmal, dass ein Gewinde in das Rohrende rollba ist, wird insbesondere auch verstanden, dass ein bereits vorhandenes, aber beschädigtes Gewinde mittels des

Gewinderollwerkzeugs so verändert werden kann, dass ein funktionstüchtiges Gewinde entsteht.

Vorzugsweise ist die Profilrolle steigungslos. Das hat den Vorteil, dass das Gewinde mit einer besonders hohen

Prozesssicherheit und auf einfache Weise gerollt und/oder repariert werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das

Gewinderollwerkzeug eine Rollenaufnahme, an der die zumindest eine Profilrolle befestigt ist und mittels der die zumindest eine Profilrolle helikal so um das Rohrende herum führbar ist, dass die zumindest eine Profilrolle ein Gewinde in das

Rohrende rollt. Unter dem Merkmal, dass die Profilrolle helikal um das Rohrende herum führbar ist, wird dabei

verstanden, dass sie auf einer sich, insbesondere nicht verjüngenden, Schraubenbahn um die Längsachse des Rohrendes herum führbar ist. Zwar ist es möglich, dass sich die

Schraubenbahn verjüngt, das heißt, dass sich ihr Durchmesser mit zunehmender Strecke entlang der Längsachse verkleinert, das ist aber nicht notwendig. Zudem ist es möglich, dass sich die Schraubenbahn erweitert. Besonders einfach ist das

Gewinderollwerkzeug jedoch aufgebaut, wenn die Rollenaufnahme sich auf einer weder verjüngenden noch erweiternden Schraubenbahn um die Längsachse bewegt.

Vorzugsweise ist die Rollenaufnahme mittels eines Gewinde mit der Spannvorrichtung gekoppelt, so dass eine Drehung der Rollenaufnahme um die Rohr-Längsachse des Rohrendes zu einer axialen Bewegung der Rollenaufnahme entlang der Rohr- Längsachse führt. Dies stellt eine besonders einfache und zudem prozesssichere Weise dar, die Rollenaufnahme auf einer Schraubenbahn um die Rohr-Längsachse zu bewegen. Besonders günstig ist es, wenn zumindest einer der Gewindepartner aus gehärtetem Stahl oder einem anderen Hartstoff mit einer

Rockwellhärte von zumindest 45 HRC, aufgebaut ist. So können die beim Rollen des Gewindes auftretenden Kräfte aufgenommen werden, ohne dass dies zu einem übermäßigen Verschleiß führt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das

Gewinderollwerkzeug zumindest eine zweite Profilrolle, die so an der Rollenaufnahme befestigt ist, dass die zweite

Profilrolle bei Drehung der Rollenaufnahme um die Rohr- Längsachse zumindest teilweise in von der ersten Profilrolle gerollten Rillen rollt und dass sie im Betrieb eine zu einer ersten Passivkraft, die auf die erste Profilrolle wirkt, zumindest teilweise entgegen gesetzte zweite Passivkraft erzeugt. Die zweite Profilrolle führt daher zu einem

geringeren Drehmoment, das auf das Gewinderollwerkzeug aufgebracht werden muss, um das Gewinde zu rollen.

Alternativ zu der zweiten Profilrolle ist es möglich, das das Gewinderollwerkzeug ein Konterelement aufweist, das eine der ersten Passivkraft zumindest teilweise entgegen gesetzte zweite Passivkraft erzeugt. Hierbei entsteht jedoch leicht signifikante Reibkraft, die die erreichbare Qualität für das Gewinde verringert und das zum Betätigen notwendigen

Drehmoments deutlich erhöht.

Die zweite Profilrolle ist bevorzugt steigungslos. Günstig ist es, wenn die Profilrollen zumindest im profilierten

Abschnitt gleich aufgebaut sind. Insbesondere sind die

Profilrollen vorzugsweise baugleich. Das Profil der zweiten Profilrolle ist relativ zum Profil der ersten Profilrolle bezüglich einer Drehachse der ersten Profilrolle versetzt.

Es ist günstig, nicht aber notwendig, dass zumindest eine der Profilrollen axial verschieblich gelagert ist.

Vorzugsweise ist die erste Profilrolle um eine

Erstprofilrollen-Drehachse drehbar gelagert und die zweite Profilrolle ist um eine Zweitprofilrollen-Drehachse drehbar gelagert, wobei die Zweitprofilrollen-Drehachse mit der

Erstprofilrollen-Drehachse einen Winkel von 0° bis 2° bildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Profilrolle um eine Erstprofilrollen-Drehachse drehbar gelagert und ein erster Versatzwinkel zwischen der

Erstprofilrollen-Drehachse (D14.1) und der Rohr-Längsachse beträgt höchstens 2°, insbesondere höchsten 1°. Der Winkel ist jedoch vorzugsweise betragsmäßig so klein wie möglich. Die Rohr-Längsachse entspricht der Drehachse, um die die Rollen ^¬ aufnahme drehbar ist.

Dass der Versatzwinkel existiert, bedeutet

selbstverständlich nicht, dass sich die Längsachse und die Erstprofilrollen-Drehachse schneiden. Der Versatzwinkel berechnet sich nach den mathematischen Regeln zur Winkelberechnung aus den Richtungsvektoren der vektoriellen Darstellung von Drehachse und Längsachse, wobei die

Richtungsvektoren insbesondere so gewählt werden, dass der Versatzwinkel höchstens 90° beträgt. Der Versatzwinkel wird stets positiv angegeben, ein rechnerischer Winkel zwischen Drehachse und Längsachse von beispielsweise -0.5° wird daher als ein Versatzwinkel von 0,5° angesehen.

Vorzugsweise ist die zweite Profilrolle um eine

Zweitprofilrollen-Drehachse drehbar gelagert und ein zweiter Versatzwinkel zwischen der Zweitprofilrollen-Drehachse und der Rohr-Längsachse beträgt höchstens 2°, insbesondere höchstens 1° . Vorzugsweise umfasst das Gewinderollwerkzeug zumindest eine dritte Profilrolle, die so an der Rollenaufnahme befestigt ist, dass die dritte Profilrolle bei Drehung der

Rollenaufnahme um die Rohr-Längsachse zumindest teilweise in den von der ersten Profilrolle oder der zweiten Profilrolle erzeugten Rille rollt und das sie im Betrieb eine dritte

Passivkraft erzeugt, die sich mit der ersten Passivkraft und der zweiten Passivkraft vektoriell zu null addiert. Auf diese Weise kann das Gewinde mit einem besonders kleinen Drehmoment erzeugt werden.

Besonders günstig ist es, wenn die dritte Profilrolle um eine Drittprofilrollen-Drehachse drehbar gelagert ist und die Drittprofilrollen-Drehachse mit der Rohr-Längsachse, die der Drehachse der Rollenaufnahme entspricht, einen dritten

Versatzwinkel von höchstens 2°, insbesondere von höchstens 1°, bildet . Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die

Spannvorrichtung einen Betätigungsstutzen, mittels dem die Spannvorrichtung spannbar und lösbar ist und der sich in

Richtung der Rohr-Längsachse erstreckt. Insbesondere ist der Stutzen mit einer Koppelstruktur versehen, beispielsweise einer Außensechskant-Struktur oder einer Innensechskant- Struktur, so dass der Betätigungsstutzen mit einem

komplementären Werkzeug betätigbar ist.

Die Erfindung löst das Problem zudem durch ein Verfahren zum Herstellen oder Reparieren eines konischen Gewindes, mit den Schritten (i) Befestigen eines erfindungsgemäßen

Gewinderollwerkzeugs an einem Rohrende mittels der

Spannvorrichtung und (ii) Drehen der Rollenaufnahme, wobei das Gewinde die Rollenaufnahme axial entlang einer Rohr-Längsachse des Rohrendes bewegt, so dass sich die zumindest eine

Profilrolle helikal um die Rohr-Längsachse bewegt und ein konisches Gewinde in das Rohrende rollt oder das konische Gewinde repariert .

Günstig ist es, wenn das Rohrende sich verjüngend zuläuft, insbesondere konisch zuläuft. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Rohrende nicht verjüngend zuläuft. Vorteilhaft ist daran, dass das Herstellen des konischen Abschnitts entfällt.

Nachteilig ist, dass deutlich mehr Material geformt werden muss, was die Prozesskräfte deutlich erhöht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Gewinde mit einer Gewindebreite umrollt, die höchstens einer

Profilrollenbreite einer Profilmantelfläche der Profilrolle entspricht . Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines

erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeuges ,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Gewinderollwerkzeug gemäß

Figur 1,

Fig. 3 eine Profilrolle mit einem konischen Hüllkörper und

Fig. 4 eine zweite perspektivische Ansicht des

Gewinderollwerkzeugs .

Figur 1 zeigt ein Gewinderollwerkzeug 10, das eine

Spannvorrichtung 12 sowie eine erste Profilrolle 14.1, eine zweite Profilrolle 14.2 und eine dritte Profilrolle 14.3 aufweist. Die Profilrollen 14 (Bezugszeichen ohne Zählsuffix beziehen sich jeweils auf alle entsprechenden Objekte) sind auf einer Rollenaufnahme 16 montiert.

Die Profilrolle 14.1 ist um eine Erstprofilrollen-Drehachse D14.1 drehbar gelagert, die zweite Profilrolle 14.2 ist um eine Zweitprofilrollen-Drehachse D14.2 drehbar, die dritte Profilrolle 14.3 ist um eine Drittprofilrollen-Drehachse D14.3 drehbar. Die drei Drehachsen D14.1, D14.2 und D14.3 bilden paarweise miteinander einen Winkel von höchstens 2°,

insbesondere von höchstens 1°.

Die Spannvorrichtung 12 ist ausgebildet zum Befestigen an einem Rohrende 18 und besitzt dazu Spannelemente 20.1, 20.2, die über einen Spannkonus 23 radial auswärts bewegbar sind. Der Spannkonus 22 besitzt einen in Figur 1 nicht sichtbares Gewinde und kann durch Drehen eines Betätigungsstutzens 24 in axialer Richtung bezüglich einer Rohr-Längsachse L relativ zu den Spannelementen 20 verschoben werden. Die Spannvorrichtung 12 ist mit der Rollenaufnahme 16 über ein Gewinde 26 verbunden. Ist die Spannvorrichtung 12 fest am Rohrende 18 befestigt, und wird die Rollenaufnahme 16 um die Längsachse L herum gedreht, so bewegen sich die Profilrollen 14 auf einer helikalen Bahn um die Längsachse L herum.

Figur 2 zeigt das Gewinderollwerkzeug 10 von einem Schnitt senkrecht zur Rohr-Längsachse L.

Figur 3 zeigt eine Detailansicht einer Profilrolle 14. Es ist zu erkennen, dass diese sich in der vorliegenden

Ausführungsform konisch verjüngt. Hierunter ist zu verstehen, dass ein gedachter Hüllkörper 28 in Form eines Kegelstumpfs so an die Profilrolle 14 angelegt werden kann, dass diese ihn entlang ihrer Mantelfläche berührt. Die Berührpunkte liegen auf konzentrischen Ringen, da die Profilrolle 14 steigungslos ist .

Figur 4 zeigt das Gewinderollwerkzeug 10 in einer weiteren perspektivischen Ansicht. Es ist zu erkennen, dass die

Rollenaufnahme 16 eine Koppelstruktur 30 aufweist, die im vorliegenden Fall durch eine Außensechskant-Struktur gebildet ist. Die Koppelstruktur 30 ist ausgebildet zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Schlüssel einer komplementären

Koppelstruktur .

Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird dadurch durchgeführt, dass zunächst das Gewinderollwerkzeug 10 am Rohrende 18 befestigt wird. Dazu wird das Gewinderollwerkzeug 10 mit seiner Spannvorrichtung 12 in das Rohrende 18 eingeführt.

Danach wird der Befestigungsstutzen 24 mit einem geeigneten Werkzeug gedreht, so dass die Vorrichtung 12 das

Gewinderollwerkzeug 10 am Rohrende 18 befestigt. Danach wird die Rollenaufnahme 16 gedreht. Das kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein zugehöriger Schlüssel auf die

Koppelstruktur 30 aufgebracht und gedreht wird. Selbst ^¬ verständlich ist es auch möglich, dass ein Antrieb,

beispielsweise ein elektrischer, pneumatischer oder

hydraulischer Antrieb, zum Drehen der Rollenaufnahme 16 verwendet wird.

Erfindungsgemäß ist zudem eine positionierende Maschine, insbesondere eine Werkzeugmaschine oder ein Roboter, der ein erfindungsgemäßes Gewinderollwerkzeug umfasst. Die

positionierende Maschine kann ausgebildet sein zum

automatischen Einführen des Gewinderollwerkzeugs 10 in ein Rohrende 18, zum Spannen der Spannvorrichtung und zum Rollen der Rollenaufnahme 16. Sofern notwendig, besitzt die

positionierende Maschine einen Werkzeugwechsler und/oder einen Werkstückwechsler, so dass eine Mehrzahl an Rohren an ihren jeweiligen Rohrenden durch Einbringen eines sich verjüngenden Gewindes, insbesondere eines konischen Gewindes, bearbeitet werden können.

Figur 1 zeigt eine Profilrollenbreite B14 der Profilrolle. Wenn die Profilrolle 14.1 über ihre volle Profilrollenbreite B14 in Kontakt mit dem gerade gerollten Gewinde steht, hat das Gewinde eine Gewindebreite, die B14 entspricht. B e z u g s z e i c h e n l i s t e

10 Gewinderollwerkzeug

12 Spannvorrichtung

14 Profilrolle

16 Rollenaufnahme

18 Rohrende

20 Spannelement

22 Spannkonus

24 Betätigungsstutzen

26 Gewinde

28 Hüllkörper

30 Koppelstruktur

D14.1 Erstprofilrollen-Drehachse

D ₁₄ .2 Zweitprofilrollen-Drehachse

D ₁₄ .3 Drittprofilrollen-Drehachse

L Rohr-Längsachse