CN104797358A - 扩张工具的扩张头及含此扩张头的扩张工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于扩张工具的扩张头(1)，该扩张工具用于空心工件、特别是由塑料制成以及由镀有塑料的金属制成的管端部，其中该扩张头(1)包括：具有径向向内指向的引导凸缘(6)的扩张头壳体(2)；一组扇形的可扩张的扩张钳(3)，其分别单独由与引导凸缘(6)重叠的内凸缘区段(10)以及径向凹槽(11)引导，以在引导凸缘(6)上可沿径向移动，其中该组扩张钳(3)可在闭合状态和扩张状态之间移动并且扩张钳(3)的内侧由锥体区段面(9)限定，该锥体区段面在扩张头(1)的闭合状态下相互补充，以形成锥形面；以及容纳在扩张头壳体(2)中的锥形的且轴向可移动的适配件(4)，其中适配件(4)的锥角对应于锥体区段面(9)的张角(β)并且适配件(4)的内侧由另一锥形面(15)限定，其中适配件(4)内侧上的锥形面(15)的张角(α)小于在扩张钳(3)内侧上通过锥体区段面(9)形成的张角(β)。本发明还涉及用于空心工件，特别是用于由塑料以及用塑料覆盖的金属构成的管端部的扩张工具，该扩张工具包括所述类型的扩张头(1)。

Description

扩张工具的扩张头及含此扩张头的扩张工具
技术领域
本发明涉及一种扩张工具的扩张头，该扩张工具用于空心的工件，特别是用于由塑料制成以及由镀有塑料的金属制成的管的端部。
背景技术
所述类型的扩张头例如由EP 0 044 795 A2和DE 42 02 348 C1已知。扩张头包括各个区段，即所谓的扩张钳，其基体部分共同容纳在扩张头壳体中。扩张钳可沿径向朝外移动并且通过分隔缝隙彼此隔开。这种扩张头安装在扩张工具上并且特别是通过螺纹连接与扩张工具相连。扩张工具基本上由具有心轴的压制装置和扩张头构造而成，心轴可沿轴向偏移地保持在压制装置的壳体中或壳体上并且在该心轴的一个轴向端部区域上具有锥形面，其中相应锥体的张角通常为大约9°，扩张头优选能够通过用于扩张头的容纳装置固定在压制装置上。当扩张心轴的锥体的张角为9°时称为所谓的标准容纳。通过能够手动或机械驱动的驱动装置，心轴沿轴向朝扩张头的方向移动。扩张头的扩张钳在内侧限定圆锥形的中央容纳部，能够由压制装置沿轴向移动的心轴的锥形面嵌入该容纳部中。当操作压制装置时，心轴压入扩张头中，其中在心轴的锥形面和由扩张钳形成的容纳部之间产生接触。在心轴朝扩张头方向的进一步轴向移动过程中，扩张钳径向朝外压制并且造成扩张钳的径向抬高，从而扩张钳对空心工件的端部、特别是对塑料管或金属-塑料-复合管的端部进行扩张，扩张头进入该管中。在此，扩张钳从闭合状态转变到扩张状态。在心轴从扩张头径向向后移动的过程中，这些区段通过复位装置(例如环形的张力弹簧或弹性的O形环)回复到其初始位置中。为了能够在扩张过程中实现空心工件的尽可能均匀的扩张，可能要求松开扩张钳之后使扩张头在管端部中的位置旋转一个预先规定的角度(当扩张头具有六个扩张钳时应当旋转优选大约为30°的角度)并且进行第二扩张过程。因此管端部的有规律扩张是必需的，从而在引入连接件之后通过压制与穿过管端部的滑套或压套建立紧密连接(在滑套连接情况下滑套轴向移动经过管端部与进入其中的连接件连接，或者压套径向压入管端部与进入其中的连接件连接)。
EP 0 044 795 A1和DE 42 02 348 C1中所述的扩张头的缺陷在于，在给定所使用扩张头的扩张心轴(标准容纳)的情况下通过相应可能的轴向位移仅能够扩张具有小直径(最大约为26mm的外直径)的管。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种用于空心工件的扩张工具的扩张头，其克服了现有技术的缺陷。特别是根据本发明的扩张头应当适用于扩张较大尺寸的管(特别是具有至少40mm的外径)，其中根据本发明的扩张头应当和常规的扩张工具(其具有标准容纳)相兼容。该目的以及其他目的通过一种用于空心工件的扩张工具的扩张头、特别是通过一种用于由塑料制成以及由镀有塑料的金属构成的管的端部的扩张工具的扩张头得以实现，该扩张头具有权利要求1的特征，或者这些目的通过一种根据权利要求10所述的用于空心工件的扩张工具来实现。根据本发明的扩张头的优选实施方式在从属权利要求中描述。
根据本发明可知，通过将锥形的适配件整合到扩张头的扩张头壳体中可以实现扩张钳的增大的径向抬高。根据本发明由此实现该效果，即，适配件在其内侧具有另一个锥形面，其张角小于在扩张钳内侧上由锥体区段面所形成的锥形面的张角。以这种方式获得一件式的扩张头，该扩张头能够与具有标准容纳的常规扩张工具一起使用，并且该扩张头能够容易地安装在扩张工具上并且通过该扩张头也能够扩张较大尺寸的管的端部。
相应地，本发明涉及一种用于空心工件的扩张工具的扩张头、特别是涉及一种用于由塑料制成以及由镀有塑料的金属构成的管的端部的扩张工具的扩张头，该扩张头包括：具有径向向内指向的引导凸缘的扩张头壳体；一组扇形的扩张钳，其分别单独通过与引导凸缘重叠的内凸缘区段以及径向凹槽而在引导凸缘上可径向移动地被引导，其中该组扩张钳可在闭合状态和扩张状态之间移动并且扩张钳在其内侧由锥体区段面限定，该锥体区段面在扩张头的闭合状态下相互补充形成锥形面；容纳在扩张头壳体中的锥形的且轴向可移动的适配件，其中适配件的锥角等于锥体区段面的张角β并且适配件在其内侧由另一锥形面限定，其中在适配件内侧上的锥形面的张角α小于在扩张钳内侧上通过锥体区段面形成的锥形面的张角β。本发明还涉及用于空心工件、特别是用于由塑料以及由镀有金属的塑料构成的管端部的扩张工具，该扩张工具包括根据本发明的扩张头。
对于根据本发明的扩张头可以有利的是，适配件内侧上的锥形面的张角比扩张钳内侧上由锥体区段面形成的锥形面的张角小1°至20°、特别是小2°至10°、以及优选小4°至6°。在角度差别更小的情况下不能获得足够更大的轴向抬高，而在角度差别更大的情况下会导致不够稳定的扩张过程(所谓的扩张钳由于倾斜而自行制动)。
可以有益的是，适配件通过固定装置沿轴向固定在扩张头壳体中。通过适配件以及扇形的扩张钳在扩张头壳体或锁紧罩中经固定元件的固定可以优化和/或调节制造公差和形成为扇形的扩张钳的空隙。在此使用压入锁紧罩的固定盘、螺纹盘、调整垫圈或卡环作为固定装置被证明是特别有用的。在使用嵌入锁紧罩的内螺纹中的螺纹盘的情况下可以特别精确地调整以及因而优化扩张钳在锁紧罩中的预张紧。
可以有利的是，扩张头另外包括至少一个回复元件，该回复元件容纳在扩张头壳体中并且在一侧上与适配件接合，其中该回复元件至少在扩张状态下沿轴向在适配件上施加力作用。内部回复元件的设置导致适配件在扩张过程结束之后的自动回复过程。在此使用盘形弹簧作为回复元件已证明是特别有利的，因为该盘形弹簧能够很好地整合在扩张头壳体中。
此外已证明有利的是，扩张头另外包括至少一个复位装置，通过该复位装置使扩张钳能够从扩张状态回复到闭合状态。这种复位装置防止了各个扩张钳在复位过程中的倾斜或卡住。在此该复位装置优选形成为环形套筒或环形弹簧。特别优选的是将该复位装置设置在形成于扩张钳外侧上的环形槽中。
可以有益的是，扩张钳在其背离扩张头壳体的一侧具有尖部。由此能够在扩张过程之后在已扩张的以及没有扩张的空心工件部分之间实现均匀的过渡。
可以有利的是，至少一个扩张钳在其外侧具有滑块，该滑块与扩张头壳体中的相应滑槽共同作用。由此使扩张钳在扩张过程中可靠地在根据本发明的扩张头中移动，从而减小扩张钳倾斜的危险。在本发明中特别优选的是，所有扩张钳在其外侧都分别具有滑块，这些滑块分别与扩张头壳体中的相应滑槽共同作用。这确保了扩张过程中扩张钳在根据本发明的扩张头中特别可靠的移动。
附图说明
接下来参照附图中示出的实施方式来具体说明本发明。
图1示出了根据本发明的一个实施方式的、处于闭合状态的扩张头的俯视图。
图2示出了图1中所示扩张头沿A-A线的朝箭头方向看的截面图。
图3示出了图1中所示扩张头处于打开状态下的俯视图。
图4示出了图3中所示扩张头沿A-A线的朝箭头方向看的截面图。
图5示出了图4中所示扩张头的扩张钳沿A-A线的朝箭头方向看的截面图。
具体实施方式
附图中示出了根据本发明的一个实施方式的处于闭合状态(图1和图2)和处于打开状态(图3至图5)的扩张头。
根据本发明的扩张头1包括扩张头壳体2、一组扇形的扩张钳3与适配件4。
在此扩张头壳体2由具有径向向内指向的引导凸缘6的锁紧罩5和延长区段7构成，其中锁紧罩5和延长区段7通过弹簧钢丝8相互连接。
此组扇形的扩张钳3在扩张头1的闭合状态下共同形成在扩张头1的扩张区域中基本呈圆柱形的闭合形状。其中扩张钳3的区域称为“扩张区域”，该区域在扩张头壳体2上凸出。在扩张过程中待扩张的空心工件位于该扩张区域中，其中该工件紧靠在扩张钳3的外侧上。此外，每个扩张钳4在其内侧由锥体区段面9限定，该锥体区段面在扩张头1的闭合状态下互补形成锥面(图2)。在示出的实施方式中该锥体区段面9的张角为13°。在其他的实施方式中也可以设置另外的张角。在示出的实施方式中，此组扩张钳3包括六个相同的扩张钳3。因此每个扩张钳3形成一个60°的锥体区段。
每个扇形的扩张钳3可单独通过与引导凸缘6重叠的内凸缘区段10以及扩张头壳体2中的径向凹槽11而在引导凸缘3上运动。内凸缘区段10在其外侧上具有凹槽区段，该凹槽区段在扩张头1的整个圆周上在内凸缘区段10的外侧上形成为环绕的环形凹槽，用于将扩张钳4从扩张头1的打开状态复位到闭合状态的环形复位装置12容纳到该环形凹槽中。在此，该复位装置12优选选择为其复位力足以将扩张钳4从打开状态复位到闭合状态。在示出的实施方式中该复位装置12为O形环12。替代性地，也可以以有利的方式使用弹簧圈。
适配件4具有两件式的构造并且在其外侧形成锥形。该锥形由锥体元件13形成，其锥角与锥体区段面9的张角匹配，即在示出的实施方式中同样为13°。锥体元件13具有经结构化的内部空腔，***件14***该空腔中。***件14的外轮廓与锥体元件13的空腔轮廓互补。***件14在其内侧还具有另一个锥形面15。锥形面15的张角在示出的实施方式中为9°。在其他的实施方式中，也能够设置其他张角。但是锥形面15的该张角需要与扩张工具的心轴的锥角匹配。替代性地，也可以一件式或多件式地形成适配件14。然而对外圆锥和内部锥形面的设计也适用于适配件4的一件式或多件式设计。
在锥体元件13的、朝向扩张头壳体2开放侧的一侧上，在该锥体元件上的形成为盘形弹簧16的回复元件16容纳到扩张头壳体2中。该盘形弹簧16在扩张状态下沿轴向在适配件4上施加力作用。由此以及通过复位装置12的作用使得根据本发明的扩张头1在扩张过程结束之后回复到闭合状态中。
在扩张头壳体2的开放侧区域中设有固定装置17，该固定装置17在所示实施方式中形成为压入延长区段7中的固定盘。在可替代的实施方式中，固定装置采用保持环、具有保持环的盘、引入扩张头壳体2内侧上的螺纹18的螺纹盘、或者调整垫圈。固定装置17必然具有中央开口，扩张工具的心轴能够穿过该中央开口。固定装置17将适配件4以及该组扩张钳3沿轴向固定在扩张头壳体2中。
扩张头壳体2在其内侧具有螺纹18，根据本发明的扩张头1通过该螺纹18能够经由互补的外螺纹旋到扩张工具上。扩张工具通常为具有手动或电动驱动的工具，通过该扩张工具轴向驱动扩张心轴。在此，展开心轴具有含特定锥角的锥体形状，该锥角等于锥体元件13的锥形面15的张角。实践中，扩张心轴的锥角实施为9°。通过扩张心轴沿轴向的移动使得扩张心轴的锥形面在扩张过程中与适配件4的锥形面15共同作用。通过将扩张心轴驱动到扩张头1中使得扩张心轴的锥形面朝适配件4的锥形面15移动。通过由此造成的适配件4的轴向移动使得其外部锥形面朝向扩张钳3内侧上由锥体区段面12所形成的锥形面移动。这又造成扩张钳3径向朝外移动。如果一个空心的工件，例如塑料管或金属-塑料-复合管的端部穿过扩张头1的此组扩张钳3的外表面，则扩张头1的外表面首先紧靠在管内侧上。随着扩张心轴的进入深度增加，扩张钳3的外表面沿径向朝外移动，由此穿过扩张钳3的管端部得到扩张。在扩张过程结束之后，根据本发明的扩张头1处于图3至图5中所示的扩张状态下。
通过具有轴线B的旋转对称的主体沿裂缝19的分解(锯开)而形成扩张钳3。在图中所示的实施方式中，该主体分解成六个相同的区段，这六个区段形成扩张钳3(图1)。
图5示出了图4中所示扩张头的扩张钳沿A-A线朝箭头方向看的截面图。从中可见，扩张钳3在其外侧分别具有滑块20，该滑块20与扩张头壳体2中的相应滑槽21共同作用。由此扩张钳3在扩张过程中在根据本发明的扩张头1中可靠地被引导。因此减小了扩张钳3倾斜的危险。
在本发明的优选的实施方式中，扩张钳3在其背离扩张头壳体2的区域中具有尖部22。通过这种尖部22可以在扩张过程之后在空心工件的经扩张部分以及没有扩张部分之间实现均匀的过渡。

Claims (10)

1.一种用于扩张工具的扩张头(1)，所述扩张工具用于空心工件、特别是用于由塑料制成以及由镀有塑料的金属制成的管的端部，所述扩张头包括：
-具有径向向内指向的引导凸缘(6)的扩张头壳体(2)；
-一组扇形的扩张钳(3)，所述扩张钳分别单独通过与所述引导凸缘(6)重叠的内凸缘区段(10)以及径向凹槽(11)而在所述引导凸缘(6)上可径向移动地被引导，其中该组扩张钳(3)能够在闭合状态和扩张状态之间移动并且所述扩张钳(3)在其内侧由锥体区段面(9)限定，所述锥体区段面(9)在所述扩张头(1)的闭合状态下互补形成为锥形面；以及
-容纳在所述扩张头壳体(2)中的锥形的且可沿轴向移动的适配件(4)，其中所述适配件(4)的锥角等于所述锥体区段面(9)的张角(β)并且所述适配件(4)在其内侧由另一锥形面(15)限定，其中在所述适配件(4)内侧上的所述锥形面(15)的张角(α)小于在所述扩张钳(3)内侧上通过所述锥体区段面(9)形成的所述锥形面的张角(β)。
2.根据权利要求1所述的扩张头(1)，其特征在于，所述适配件(4)内侧上的所述锥形面(15)的张角(α)比所述扩张钳(3)内侧上由所述锥体区段面(9)形成的所述锥形面的张角(β)小1°至20°、特别是小2°至10°、以及优选小4°至6°。
3.根据权利要求1或2所述的扩张头(1)，其特征在于，所述扩张头(1)另外包括固定装置(17)，所述适配件(4)通过所述固定装置沿轴向固定在所述扩张头壳体(2)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的扩张头(1)，其特征在于，所述扩张头(1)另外包括至少一个回复元件(16)，所述回复元件(16)容纳在所述扩张头壳体(2)中并且在一侧上与所述适配件(4)接合，其中所述回复元件(16)至少在所述扩张状态下沿轴向在所述适配件(4)上施加力作用。
5.根据权利要求4所述的扩张头(1)，其特征在于，所述回复元件(16)设计为盘形弹簧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的扩张头(1)，其特征在于，所述扩张头(1)另外包括至少一个复位装置(12)，通过所述至少一个复位装置(12)，所述扩张钳(3)能够从所述扩张状态引导回到所述闭合状态。
7.根据权利要求6所述的扩张头(1)，其特征在于，所述至少一个复位装置(12)形成为环形的复位装置，所述环形的复位装置设置在所述内凸缘区段(10)的互补的凹槽区段中并且沿径向在所述扩张钳(3)上施加力作用。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的扩张头(1)，其特征在于，所述扩张钳(3)在其背离所述扩张头壳体(2)的一侧上具有尖部(22)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的扩张头(1)，其特征在于，至少一个所述扩张钳(3)、优选所有的扩张钳(3)在其外侧分别具有滑块(20)，所述滑块(20)各自与所述扩张头壳体(2)中的相应滑槽(21)共同作用。
10.一种扩张工具，所述扩张工具用于空心工件、特别是用于由塑料制成以及由镀有塑料的金属制成的管的端部，所述扩张工具包括根据权利要求1至9中任一项所述的扩张头(1)。
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