DE102015122651B4

DE102015122651B4 - Spannmittel für eine Rohrausklinkmaschine und Verfahren dazu

Info

Publication number: DE102015122651B4
Application number: DE102015122651.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2035-12-23
Also published as: DE102015122651A1

Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Rohrausklinkmaschinen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes Spannmittel für eine Rohrausklinkmaschine. Ein Spannmittel umfasst einen Greifer (2) und ein Widerlager (3), wobei zwischen Greifer (2) und Widerlager (3) eine Spannöffnung (4) bildbar ist. Der Greifer (2) weist zwei Enden (2A, 2B) auf, wobei er an einem ersten Ende (2A) drehbar gelagert, an einem zweiten Ende (2B) hingegen frei ist, und das Spannmittel umfasst eine Verrieglungseinrichtung (6), mit welcher eine Spannseite (2C) des Greifers (2) in Richtung dieser Spannöffnung (4) bewegbar ist. Erfindungsgemäß ist der Greifer (2) als einstückiges, bogenförmiges Bauteil ausgebildet und weist eine bogenförmige Verriegelungsseite (2D) mit einem zur Spannöffnung (4) hin weisendem Zentrum auf, wobei die Verriegelungsseite (2D) eine mehrere Zähne umfassende Verzahnung aufweist, welche mit einem Rasthaken (6A), der Teil der Verrieglungseinrichtung (6) ist, zusammenwirkt, und wobei Radius und Zentrum der Verrieglungsseite (2D) so gewählt sind, dass unabhängig von der Position des Greifers (2) seine Verriegelungsseite (2D) mit der Verriegelungseinrichtung (6) zusammenwirken kann, indem die Achse der Verriegelungseinrichtung (6) parallel zu einer Tangente der Verriegelungsseite (2D) liegt.

Description

Einleitung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Rohrausklinkmaschinen. Gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 betrifft die Erfindung ein verbessertes Spannmittel für eine Rohrausklinkmaschine, sowie gemäß Patentanspruch 10 ein Verfahren zum Spannen eines rohrförmigen Werkstücks.
Stand der Technik und Nachteile
Der Begriff des „Ausklinkens“ bezeichnet das Schneiden von typischerweise metallischen Werkstücken, wobei die Schnittlinie, also die in das Werkstück mittels Schneidens eingebrachte neue Kante, offen ist. Anders ausgedrückt, die Schnittlinie beginnt und endet an der Werkstückkante einer Seite des Werkstücks.
Demnach bezeichnet das Ausklinken eines Rohres das Ausschneiden eines Randbereichs desselben mittels eines Ausklinkwerkzeugs. Dieses ist typischerweise eine Bohrwerkzeug, das senkrecht oder in einem anderen Winkel zur Mantelfläche des Rohrs positioniert und in Rotation um seine Achse gebracht wird. Zumeist erfolgt der Antrieb motorisch. Daher wird in diesem Zusammenhang von „Rohrausklinkmaschinen“ gesprochen.
Rohrausklinkmaschinen sind aus dem Stand der Technik wohlbekannt. Ein wesentlicher Aspekt für ein gutes Arbeitsergebnis ist ein sicher und fest gespanntes Werkstück, da beim Ausklinken erhebliche Kräfte auf dasselbe wirken. Verschiebt oder verdreht sich das Werkstück während der Bearbeitung, ist die Schnittlinie entsprechend verschoben; dies kann leicht zu einem Ausschuss des Werkstücks führen, was zu vermeiden ist.
Einfachste Spannmittel für Rohrausklinkmaschinen basieren auf einem herkömmlichen Schraubstock mit parallel ausgerichteten Spannflächen. Bei dieser Lösung ist ein Verschieben nur durch hohe Spannkräfte vermeidbar. Diese führen jedoch schnell zu einer Beschädigung des Werkstücks, insbesondere im Falle dünnwandiger Werkstücke.
Durch zusätzliche Adapter, welche der Form des Werkstücks angepasst sind, lassen sich sowohl die Spannkräfte verteilen und somit die Flächenpressungen verringern, als auch ein unerwünschtes Drehen oder Verkippen des Werkstücks verhindern. Nachteilig an derartigen Adaptern ist jedoch, dass sie je nach Werkstückquerschnitt entsprechend angepasst sein müssen.
Einen Kompromiss zwischen der Einfachheit auf der einen und Flexibilität auf der anderen Seite bieten Adapter mit prismenförmigen Aussparungen, die zumindest für runde Rohre unterschiedlicher Durchmesser geeignet sind. Für Rohre mit anderen Querschnitten sind sie hingegen weniger gut geeignet.
Ein anderes Verfahren zum Spannen basiert auf Ketten, welche um das Werkstück gelegt und dann angespannt werden. Vorteilhaft an derartigen Lösungen ist die weitgehende Unabhängigkeit der Rohrgeometrie. Nachteilig ist die aufgrund der Einzelglieder nicht sehr gleichmäßige Anpresskraft; zudem kann beim Spannen der Kette eine möglicherweise unerwünschte Rotation oder ein Verschieben des Werkstücks erfolgen. Eine auf kettenartigen Gliedern basierende Rohrschneidemaschine ist z.B. aus der Druckschrift US 1 173 496 A bekannt. Eine andere, ebenfalls mehrere Kettenglieder umfassende Vorrichtung, die zum Anpressen von Schweißplatten an die Mantelfläche eines zu reparierenden Rohrs vorgesehen ist, offenbart die Druckschrift US 2 557 202 A . Nachteilig an derartigen Konstruktionen ist die aufgrund der Mehrzahl der vorhandenen Glieder benötigte Zeit zum Verschließen und Öffnen des Greifers.
Eine besonders gleichmäßige Verteilung der Spannkräfte beim Spannen erlaubt die in der Druckschrift US 8,734,066 B2 gezeigte Konstruktion. Hier wird eine rundum geschlossene Spannöffnung, durch welche das zu spannende Werkstück hindurchgesteckt wird, mittels einer irisartigen Blende so weit verkleinert, bis die zum Rohr hin weisenden Kanten der Blende an der Mantelfläche des Rohres anliegen und dieses sicher spannen. Zum Aufbringen der Spannkräfte ist ein manuell betätigbares Spannrad vorgesehen. Seine Drehung wird in eine lineare Bewegung umgesetzt, welche ihrerseits zum Betätigen der Blende mittels eines exzentrisch angeordneten Gelenks dient. Während die vorgeschlagene Lösung gut für runde Rohre geeignet ist, ist das Spannen von nicht-rund geformten Rohren (d.h. Rohren mit nicht-rundem Querschnitt) nur sehr eingeschränkt möglich. Zudem können Biegungen von Rohren dazu führen, dass ein Einführen durch die Spannöffnung verhindert wird. Ferner benötigt das Verkleinern der zunächst vollständig offenen Spannöffnung je nach Rohrdurchmesser eine nicht unerhebliche Zeitspanne.
Eine Vorrichtung, bei welcher auf einfache und schnelle Weise ein Öffnen und Schließen einer Spannöffnung mit vorbestimmter Größe möglich ist, ist aus der Druckschrift DE 86 33 273 U1 bekannt. Der das Rohr umschließende Greifer ist zweiteilig aufgebaut und mit einem besonderen, längenverstellbaren Spannteil verbunden, welcher nach dem Schließen des Greifers entsprechend hohe Zugkräfte aufbringen kann. Nachteilig ist jedoch die Tatsache, dass ein Anpassen an Rohre unterschiedlicher Durchmesser sowohl einer Verstellung des Greifers, des Spannteils, sowie eines schwenkbaren Exzenters bedarf.
Aufgabe der Erfindung und Lösung
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Spannmittels für Rohrausklinkmaschinen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Demnach soll der Spannvorgang möglichst schnell stattfinden. Auch das Spannen von Rohren mit Biegungen soll möglich sein. Zudem soll das Spannmittel vorzugsweise sowohl für Rohre mit runden wie auch mit nicht-runden Querschnitten geeignet sein.
Die Aufgabe der Erfindung besteht ferner in der Bereitstellung eines Verfahrens zum schnellen und sicheren Spannen von rohrförmigen Werkstücken in einer Rohrausklinkmaschine.
Die Aufgabe wird durch ein Spannmittel für eine Rohrausklinkmaschine gemäß Hauptanspruch, sowie ein Verfahren zum Spannen gemäß nebengeordnetem Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung, sowie den Figuren zu entnehmen.
Beschreibung
Nachfolgend wird zunächst das erfindungsgemäße Spannmittel beschrieben. Im Anschluss erfolgt eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Spannmittel dient dem Einsatz in Verbindung mit einer Rohrausklinkmaschine der eingangs beschriebenen Art. Es kann demnach als mit der übrigen Maschine verbundene Vorrichtung, oder als separate, von der übrigen Maschine getrennte Einheit vorliegen. Es ist jedoch klar, dass das Spannmittel nur zur Verwendung mit einer Rohrausklinkmaschine vorgesehen ist.
Das Spannmittel umfasst einen Greifer und ein mit dem Körper des Spannmittels fest verbundenes oder verbindbares Widerlager. Dem Greifer kommt die Aufgabe zu, mittels Annäherns an das Werkstück dieses gegen das Widerlager zu pressen, so dass das Werkstück fixierbar ist. Es ist zwar denkbar, dass Greifer und Widerlager ohne einen speziell hierfür vorgesehenen Körper miteinander verbunden sind, beispielsweise mittels eines Tisches oder eines allgemeinen Gestells. In diesem Fall käme dem Tisch oder dem Gestell die Funktion des Körpers zu. Demnach muss der Körper nicht zwingend als spezielle, ausschließlich für den erfindungsgemäßen Zweck bereitgestellte Komponente vorliegen; er kann den anderen Komponenten (Greifer und Widerlager) auch lediglich zugeordnet sein. Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Körper speziell dafür vorgesehen ist, Teil des Spannmittels zu sein, um dieses beispielsweise auf einfache Weise komplett demontieren zu können, ohne die Integrität der restlichen Rohrausklinkmaschine zu beeinträchtigen.
Zwischen Greifer und Widerlager ist eine umlaufend geschlossene Spannöffnung bildbar. Das bedeutet, dass es Form und Lage von Greifer und Widerlager erlauben, eine Spannöffnung zu bilden, welche rundherum geschlossen ist. Der Begriff „umlaufend“ soll breit interpretiert werden; demnach sind gewisse offene Bereiche für ein Spannen unschädlich. Tatsächlich ist es lediglich notwendig, dass es einen ersten geschlossenen Abschnitt im Bereich des Widerlagers, und einen zweiten geschlossenen Abschnitt im Bereich des Greifers gibt, wobei das Werkstück zwischen diesen Bereichen einklemmbar ist. Es ist klar, dass die beiden Bereiche so geformt sein sollten, dass das Werkstück beim Spannen nicht aus der Spannöffnung herausgedrückt werden kann.
Ferner weist der Greifer zwei entgegengesetzte Enden auf, wobei er lediglich an einem ersten Ende drehbar (auch: verschwenkbar, kippbar) im oder am Körper gelagert und somit fest mit letzterem verbunden ist, an einem zweiten Ende hingegen „frei“ ist.
Anders ausgedrückt, der Greifer ist mit einem Ende (oder einem ersten Bereich, der nicht zwingend am Ende des Bauteils liegen muss) dreh- oder schwenkbar mit dem Körper verbunden, so dass er um die so gebildete Dreh- oder Schwenkachse rotieren kann. Es ist klar, dass auch z.B. eine hakenartige Konstruktion, oder eine Konstruktion, bei der anstelle eines runden Drehgelenks eine abrollende Bewegung zwischen Greifer und Körper ausgeführt wird, von der Definition umfasst sind. „Frei“ meint in diesem Zusammenhang, dass das entsprechende Ende (bzw. der entsprechende Bereich, der bevorzugt tatsächlich am Ende des Bauteils liegt) nicht (oder abhängig von seiner konkreten Lage zumindest nicht jederzeit) mit dem Körper des Spannmittels in Verbindung steht.
Außerdem umfasst das Spannmittel eine mit dem Greifer zusammenwirkende, mit dem Körper des Spannmittels verbundene oder verbindbare Verrieglungseinrichtung, mit welcher eine zur Spannöffnung hin weisende Spannseite des Greifers in Richtung dieser Spannöffnung bewegbar ist. Mittels der Verrieglungseinrichtung ist demnach der Greifer derart bewegbar, dass der Raum innerhalb der Spannöffnung (zum Zwecke des Spannens des Werkstücks) verkleinerbar ist. Der Begriff „Verrieglungseinrichtung“ deutet außerdem an, dass diese Einrichtung vorzugsweise Mittel aufweist, mit welchen der Greifer in der Spannposition verriegelbar ist.
Erfindungsgemäß ist der Greifer als einstückiges, bogenförmiges Bauteil ausgebildet und weist eine bogenförmige, der Spannseite gegenüber liegende Verrieglungsseite mit einem zur Spannöffnung hin weisendem Zentrum auf.
Erfindungsgemäß weist die Verriegelungsseite eine mehrere Zähne umfassende Verzahnung auf, welche mit einem Rasthaken, der Teil der Verrieglungseinrichtung ist, zusammenwirkt.
Radius und Zentrum der Verrieglungsseite sind erfindungsgemäß so gewählt, dass unabhängig von der Position des Greifers seine Verriegelungsseite mit der Verriegelungseinrichtung zusammenwirken kann, indem die Achse der Verriegelungseinrichtung parallel zu einer Tangente der Verriegelungsseite liegt.
Auf die beschriebene Weise ist bei vollständig geöffnetem Greifer eine seitlich offene Spannöffnung bereitstellbar, und mittels der Verriegelungseinrichtung ist bei geschlossenem Greifer derselbe in einer Spannposition fixierbar. Durch die seitliche „Unterbrechung“ der (offenen) Spannöffnung kann ein Werkstück schnell und einfach in die Spannöffnung eingebracht werden. Das Werkstück ist somit senkrecht zur Längsachse der Spannöffnung einlegbar (die Längsachse verläuft parallel zu einem in der Spannöffnung befindlichen, durch das Spannmittel gespannten oder spannbaren Abschnitt eines Werkstücks). Dies ist ein Vorteil gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Spannmitteln für Rohrausklinkmaschinen, bei welchen das Werkstück in Richtung der Längsachse der (umlaufend geschlossenen) Spannöffnung in diese eingebracht werden muss. Enge Biegungen des Werkstücks auch unmittelbar vor oder hinter der Spannöffnung stören das Einlegen nicht mehr. Zudem kann das Einlegen eines längeren Werkstücks aufgrund des Wegfalls möglicherweise umständlichen „Einfädelns“ in eine umlaufend geschlossene Spannöffnung schneller erfolgen.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, auf welche diese jedoch nicht beschränkt ist.
Figurenbeschreibung
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannmittels im Zusammenbau mit weiteren Komponenten einer Rohrausklinkmaschine.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannmittels mit geöffnetem Gehäuse.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Spannmittels mit Adapter.
4 bis 7 zeigen Ansichten des Spannmittels während des Spannvorgangs.
Die 1 zeigt typische Komponenten einer Rohrausklinkmaschine. Nicht dargestellt ist lediglich der Antrieb, der die rechts aus dem Bild herausragende Antriebswelle dreht (ohne Bezugszeichen). Am Ende der Antriebswelle ist ein Ausklinkwerkzeug angebracht (ohne Bezugszeichen). Dieses schneidet in das quer dazu verlaufende Werkstück, das vorliegend ein Rohr mit rundem Querschnitt ist.
Das Rohr wird unter Verwendung des Spannmittels gehalten, so dass es sich während der Bearbeitung weder in Richtung seiner Längsachse verschieben, noch um diese Achse drehen kann.
Das Spannmittel ist auf einer drehbaren Scheibe 7 montiert, so dass unterschiedliche Winkel zwischen Werkzeug und Werkstück einstellbar sind. Außerdem ist es mit einer Höhenverstellung 8 versehen, um unterschiedliche Abstände der Rohr- zur Werkzeugachse zu erlauben.
In 2 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannmittels gezeigt. Das Spannmittel ist mit einem einseitig geöffneten Gehäuse dargestellt, welches zugleich den Körper 1 bildet. Der Greifer 2 weist zwei entgegengesetzte Enden 2A, 2B auf, wobei er lediglich an einem ersten Ende 2A drehbar am Körper 1 gelagert (Drehgelenk 5) und somit fest mit letzterem verbunden, an einem zweiten Ende 2B hingegen frei (also mit dem Körper unverbunden, jedoch lösbar verbindbar) ist. Im oberen Bereich des Körpers 1 ist die Verrieglungseinrichtung 6 angebracht. Mit dieser ist der Greifer 2 bewegbar. Ferner umfasst das Spannmittel ein mit dem Körper 1 desselben fest verbundenes Widerlager 3; dieses könnte nach einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform auch angeschraubt sein. Zwischen Greifer 2 und Widerlager 3 ist eine Spannöffnung 4 gebildet, die vorliegend umlaufend geschlossen dargestellt ist.
Wie gezeigt ist der Greifer 2 als bogenförmiges Bauteil ausgebildet.
So ist die zur Spannöffnung 4 weisende Spannseite 2C bogenförmig ausgestaltet und hat ein zur Spannöffnung 4 hin weisendes Zentrum. Der Greifer 2 weist außerdem eine ebenfalls bogenförmige, der Spannseite 2C gegenüber liegende Verriegelungsseite 2D auf, die ebenfalls ein zur Spannöffnung 4 hin weisendes Zentrum hat.
Der Vorteil der Bogenform der Spannseite 2C liegt in der guten Spannbarkeit sowohl runder als auch nicht-runder Querschnitte, bei weitgehender Unabhängigkeit von der Größe des Querschnitts.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Bogenform der Verriegelungsseite 2D liegt in der Möglichkeit des einfachen Zusammenwirkens dieser Seite mit der Verriegelungseinrichtung 6, unabhängig von der Position (dem Öffnungswinkel) des Greifers 2.
Wie aus der 2 weiter ersichtlich, ist vorzugsweise der Radius der Spannseite 2C kleiner als der Radius der Verriegelungsseite 2D, so dass, in einer zur Achse 5A der drehbaren Lagerung 5 parallelen Ansicht, sich der Greifer 2 ab der drehbaren Lagerung 5 in Richtung seines zweiten Endes 2B hin verjüngt. Es ist klar, dass Radius und Zentrum der Verrieglungsseite 2D so gewählt sein müssen, dass – unabhängig von der Position des Greifers 2 – seine Verriegelungsseite 2D wie dargestellt mit der Verriegelungseinrichtung 6 zusammenwirken kann, sofern die Spannöffnung 4 nicht gerade seitlich geöffnet ist. „Seitlich geöffnet“ bedeutet hier, dass zwischen dem freien Ende 2B des Greifers 2 und dem Rand des Körpers 1 eine Lücke besteht, durch welche beispielsweise ein Werkstück eingelegt werden kann. Hierfür steht die Achse der Verriegelungseinrichtung 6 parallel zu einer Tangente der Verriegelungsseite 2D.
Der Vorteil der Verjüngung besteht in einem geringeren Gewicht und einer besseren Handhabbarkeit des Greifers.
Erfindungsgemäß weist die Verriegelungsseite 2D eine mehrere Zähne umfassende Verzahnung auf, welche mit einem Rasthaken 6A, der Teil der Verrieglungseinrichtung 6 ist, zusammenwirkt. Der Rasthaken 6A ist so positioniert und beschaffen, dass er mit der Verzahnung im Eingriff stehen kann. Er ist zudem besonders bevorzugt auch aus der Verzahnung heraushebbar, so dass der Greifer 2 dann frei unter dem Rasthaken 6A entlanggleiten kann. Zudem erlaubt eine optionale Rückstellfeder 6F (vorliegend als Schenkelfeder ausgebildet) ein sehr schnelles, manuelles Verkleinern der Spannöffnung 4 ganz ohne Betätigen (manuelles Anheben) des Rasthakens 6A, indem der Rasthaken 6A mittels der einzelnen Zähne wiederholt aufwärts gedrückt wird und selbsttätig in den anschließenden Zahnzwischenraum fällt, bis schließlich der Greifer 2 möglichst nah an ein Werkstück (nicht gezeigt) herangekommen ist.
Die Verzahnung kann nach einer nicht gezeigten Ausführungsform auch zum direkten Zusammenwirken mit einer Gewindestange vorgesehen sein. Durch Drehen der Gewindestange kann der Greifer bewegt werden; durch Abheben der Gewindestange vom Greifer kann sich dieser frei bewegen. Es ist klar, dass die Neigung des Gewindes so ausgewählt sein sollte, dass eine ungewollte Vergrößerung der Spannöffnung blockiert wird. Andernfalls sollte das Gewinde mechanisch niedergehalten werden, um ein unbeabsichtigtes Abheben von der Verzahnung zu vermeiden.
Mittels der dargestellten Verrieglungseinrichtung 6 sind linear wirkende Zugkräfte auf den Greifer 2 aufbringbar. Diese „ziehen“ (zumindest mit einer Komponente) den Greifer 2 mit seinem zweiten Ende 2B in Richtung des Zentrums der Spannöffnung 4, so dass sich diese verkleinert, bis der Greifer 2 mit seiner Spannseite 2C ggf. an einem Werkstück anliegt und dieses spannt. Vorliegend greifen die Zugkräfte über den Rasthaken 6A an der Verrieglungsseite 2D des Greifers 2 an. Der Greifer 2 rotiert dabei um die an seinem ersten Ende 2A befindliche drehbare Lagerung 5.
Zusammengefasst wird nach dieser Ausführungsform das Aufbringen von Spannkräften, die im Übrigen immer Druckkräfte sind, mittels Verbindens des zweiten Endes 2B des Greifers 2 mit der mit dem Körper 1 des Spannmittels verbundenen Verrieglungseinrichtung 6, und nachfolgendem Ziehen des zweiten Endes 2B in Richtung des Körpers 1, erreicht.
Nach einer anderen, nicht gezeigten Ausführungsform können auch aus Richtung der Verriegelungsseite 2D auf den Greifer 2 wirkende Druckkräfte durch die Verrieglungseinrichtung 6 bereitgestellt werden, welche ebenfalls zu einem Spannen des Werkstücks in der Spannöffnung 4 führen können. Hierzu kann die Verriegelungsseite 2D auch mittels entsprechender Gelenke, beispielsweise einer Kniehebelvorrichtung, mit Druckkräften beaufschlagt werden.
Demnach wird nach dieser Ausführungsform das Aufbringen von Spannkräften mittels Aufbringens von Druckkräften auf die der Spannöffnung 4 gegenüber liegende Außenseite des Greifers 2 erreicht.
Nach einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform wird das Aufbringen von Spannkräften mittels eines im ersten Ende 2A des Greifers 2 eingebrachten, diesen in Richtung des Werkstücks drehenden Drehmoments erreicht. Anders ausgedrückt, der Greifer 2 weist einen manuellen oder motorischen Antrieb auf, welcher im Bereich der drehbaren Lagerung 5 mit dem Greifer 2 verbunden ist und diesen rotieren lassen kann. Dies ist auf einfache Weise beispielsweise dadurch zu erreichen, indem der Zapfen, welcher die Achse dieser Lagerung bildet, im Gehäuse drehbar ist, aber mit dem Greifer 2 einerseits und einem Antrieb andererseits fest verbunden ist.
Hinsichtlich der vorliegend dargestellten Ausführungsform wird das Aufbringen von Spannkräften bewirkt, indem die Verriegelungseinrichtung 6 ein manuell betätigbares Sternrad 6B aufweist. Dieses dient dem Drehen einer Gewindestange 6C, welche mit einer Buchse 6D mit Innengewinde zusammenwirkt. Die Buchse 6D ist nicht drehbar, aber linear beweglich; sie vollführt demnach bei Drehung der Gewindestange 6C eine lineare Bewegung. Am distalen Ende der Buchse 6D (rechts im Bild) ist der Rasthaken 6A angeordnet. Es ist klar, das die Betätigung auch motorisiert erfolgen kann, beispielsweise mittels eines die Gewindestange 6C drehenden Motors (nicht dargestellt).
Ferner umfasst die gezeigte Verriegelungseinrichtung 6 ein Schwenklager 6E, das am bzw. im Körper 1 des Spannmittels gelagert ist. Das Schwenklager 6E erlaubt ein Kippen der Verriegelungseinrichtung 6 um die Achse des Schwenklagers 6E. Dies wiederum ermöglicht gewünschtenfalls ein Abheben des Rasthakens 6A aus dem Bereich der Verzahnung des Greifers 2. Zum bequemen Abheben weist der Rasthaken 6A einen von außen zugänglichen Griff auf (rechtes Ende, ohne Bezugszeichen).
Nach der gezeigten Ausführungsform weist die Verriegelungseinrichtung 6 an ihrem mit dem Greifer 2 zusammenwirkenden Ende (rechts im Bild) einen Führungsstift 6G auf, welcher mit einer im Körper 1 des Spannmittels befindlichen Führungsbahn (ohne Bezugszeichen, vgl. 1 im Bereich des Rasthakens) zusammenwirkt, wobei die Führungsbahn (aus einer zur Achse des Führungsstiftes 6G parallelen Sicht) einen tangentialen Abschnitt und einen radialen Abschnitt aufweist. Die Begriffe „tangential“ und „radial“ beziehen sich hierbei auf die bogenförmige Verriegelungsseite 2D des Greifers 2.
Der tangentiale Abschnitt erlaubt ein Bewegen des Rasthakens 6A tangential zur Verriegelungsseite 2D des Greifers 2. Mithin kann nur ein Rasthaken 6A, der sich bereits im Zwischenraum zwischen zwei Vertiefungen der Verzahnung befindet, in den tangentialen Abschnitt hineingezogen werden. Dann jedoch kann er nicht mehr in radialer Richtung herausgehoben werden, da diese Bewegung durch die Ausrichtung des tangentialen Abschnitts blockiert wird. Stattdessen kann er in Richtung des Sternrads 6B gleiten, um zunehmend Spannkräfte auf ein Werkstück aufzubauen.
Der radiale Abschnitt, der sich in einem Winkel von z.B. 90° ± 30° Grad am distalen Ende des tangentialen Abschnitts anschließt, erlaubt hingegen das Herausheben des Rasthakens 6A aus den Vertiefungen der Verzahnung in radialer Richtung. Ein Herausheben ist erst möglich, wenn die Verriegelungseinrichtung 6 ausreichend gelöst worden ist, gleichbedeutend mit einer maximalen axialen Auslenkung des Rasthakens 6A.
Vorzugsweise weist das Widerlager 3 eine prismenförmige Aussparung auf. Eine solche Aussparung erlaubt das Anlegen von Werkstücken mit runden Querschnitten unterschiedlicher Durchmesser, wobei immer zwei linienförmige Berührungen zwischen Widerlager 3 und Mantelfläche des Werkstücks gegeben sind. Es ist jedoch klar, dass auch andere Formen der Aussparung sinnvoll sein können; insbesondere dann, wenn das Werkstück eine andere Querschnittsform aufweist.
Nach einer in 3 gezeigten Ausführungsform ist das Widerlager 3 durch einen lösbar mit dem Körper 1 des Spannmittels verbundenen widerlagerseitigen Adapter 3A mit einer zur Spannöffnung 4 hin weisenden Adapter-Widerlageseite gebildet. Besonders bevorzugt kann der Adapter 3A in seiner Position veränderbar ausgestaltet sein, beispielsweise durch Vorsehen von Langlöchern im Körper 1 des Spannmittels. Durch entsprechend ausgeschnittene Adapter 3A sind auch andere als runde Querschnitte sicher spannbar. Mittels der Lösbarkeit können schnell unterschiedliche Adapter 3A verwendet werden. Nach der gezeigten Ausführungsform ist der widerlagerseitige Adapter 3A zweiteilig ausgebildet und ist beidseitig des Körpers 1 angebracht.
Nach einer weiteren, wie vorliegend gezeigt mit der vorstehenden kombinierbaren Ausführungsform umfasst der Greifer 2 einen greiferseitigen Adapter 3B, welcher eine in Richtung der Spannöffnung 4 weisende Adapter-Spannseite aufweist. Vorliegend ist der greiferseitige Adapter 3B kippbar gelagert. Somit kann sich seine gerade ausgeführte Adapter-Spannseite an einen geraden Abschnitt einer Außenwand des Werkstücks anlegen und in optimaler Weise Spannkräfte auf das Werkstück übertragen. Die optimale Übertragbarkeit ist dabei von der Winkelstellung des Greifers 2 weitgehend unabhängig, so dass auch bei unterschiedlich dicken Werkstücken der greiferseitige Adapter 3B montiert bleiben kann. Nach der gezeigten Ausführungsform kann der greiferseitige Adapter 3B um 180° gekippt werden, so dass er im Falle des Spannens eines runden Rohres oder dergleichen einfach aus dem Weg gekippt werden kann. Durch mechanische Reibung, eine mechanische Rastung oder einen eingelassenen Magneten kann er in dieser Stellung gehalten werden.
Ferner kann der greiferseitige Adapter 3B zweiteilig ausgebildet und beidseitig des Körpers 1 angebracht sein.
Wie gezeigt, kann die Adapter-Widerlageseite und/oder die Adapter-Spannseite gerade oder rechtwinklig ausgestaltet sein, so dass Werkstücke mit rechteckigem Querschnitt spannbar sind.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Spannen eines rohrförmigen Werkstücks unter Verwendung eines wie vorstehend beschriebenen Spannmittels, welches einen Greifer 2 und ein mit dem Körper 1 des Spannmittels fest verbundenes Widerlager 3 umfasst, beschrieben. Hierzu wird auf die 4 bis 7 verwiesen. In diesen Figuren sind die meisten der Bezugszeichen aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen.
Demnach wird das nachstehend beschriebene Verfahren unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Spannmittels durchgeführt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auch auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
Zunächst wird eine Spannöffnung 4 gebildet, welche (i) einen ersten geschlossenen Abschnitt, gebildet durch das Widerlager 3, und (ii) einen zweiten geschlossenen Abschnitt, gebildet durch den mit lediglich einem Ende 2A (also einseitig) mit dem Körper 1 verbundenen Greifer 2, und (iii) einen seitlich offenen dritten Abschnitt, gebildet durch den Bereich zwischen dem anderen (freien, nicht gelagerten) Ende 2B des Greifers 2 und dem Körper 1, umfasst. Das Spannmittel ist „seitlich geöffnet“ (4).
Anschließend erfolgt ein Einlegen des rohrförmigen Werkstücks (ohne Bezugszeichen) durch den seitlich offenen dritten Abschnitt in die Spannöffnung 4.
Nunmehr wird das zweite Ende 2B des Greifers 1 an den Körper 1 angenähert, so dass sich eine zur Spannöffnung 4 hin weisende Spannseite 2C an das rohrförmige Werkstück annähert, wobei sich der offene dritte Abschnitt und somit die Spannöffnung 4 verkleinern. Schließlich berührt das zweite Ende 2B den Körper 1, bzw. die dort angeordnete Verriegelungseinrichtung 6, und gleitet unter dieser entlang, bis die letztmögliche Rastposition erreicht wird (5).
Alsdann wird der Rasthaken 6A in einer Vertiefung zwischen den Zähnen der Verriegelungsseite 2D eingerastet (6). Das Werkstück ist jedoch noch nicht gespannt; zwischen seiner Mantelfläche und Widerlager 3 bzw. Greifer 2 ist noch Spiel.
Schließlich erfolgt ein Betätigen der Verriegelungseinrichtung 6. Das Fixieren des rohrförmigen Werkstücks zwischen Widerlager 3 und Spannseite 2C erfolgt vorliegend mittels Aufbringens von aus Richtung der Spannseite 2C in Richtung des Werkstücks (und somit des Widerlagers 3) wirkenden Druckkräften. Diese wiederum werden vorliegend erzeugt, indem der Greifer 2 mittels der Verriegelungseinrichtung 6 in Richtung des Körpers 1 gezogen wird, so dass die Spannöffnung 4 immer kleiner wird, bis das Werkstück berührt und anschließend zunehmend fester gespannt wird (7). Es ist klar, dass die Verriegelungseinrichtung 6 gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert sein sollte.
Wie weiter oben bereits angesprochen, können die Spannkräfte sowohl, wie gezeigt, durch Zugkräfte, als auch durch Druckkräfte oder durch ein Drehmoment, jeweils wirkend auf den Greifer 2, erzeugt werden.
Das vorgeschlagene Spannmittel und das zugehörige Verfahren zum Spannen eines rohrförmigen Werkstücks lösen die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme. Der Spannvorgang kann mit der vorliegenden Vorrichtung sehr schnell erfolgen. Auch das Spannen von Rohren mit Biegungen ist möglich, da die Biegungen beim Einlegen in das Spannmittel nicht stören. Zudem ist das Spannmittel vorzugsweise sowohl für Rohre mit runden wie auch mit nicht-runden Querschnitten geeignet.
Bezugszeichenliste

1: Körper
2: Greifer
2A: ein Ende, erstes Ende
2B: anderes Ende, zweites Ende
2C: Spannseite
2D: Verriegelungsseite
3: Widerlager
3A: widerlagerseitiger Adapter
3B: greiferseitiger Adapter
4: Spannöffnung
5: drehbare Lagerung
5A: Achse
6: Verrieglungseinrichtung
6A: Rasthaken
6B: Sternrad
6C: Gewindestange
6D: Buchse
6E: Schwenklager
6F: Rückstellfeder
6G: Führungsstift
7: Scheibe
8: Höhenverstellung

Claims

Spannmittel für eine Rohrausklinkmaschine, das Spannmittel umfassend einen Greifer (2) und ein mit dem Körper (1) des Spannmittels fest verbundenes oder verbindbares Widerlager (3), wobei zwischen Greifer (2) und Widerlager (3) eine umlaufend geschlossene Spannöffnung (4) bildbar ist, wobei – der Greifer (2) zwei entgegengesetzte Enden (2A, 2B) aufweist, wobei er lediglich an einem ersten Ende (2A) drehbar im oder am Körper (1) gelagert und somit fest mit letzterem verbunden ist, an einem zweiten Ende (2B) hingegen frei ist, und – das Spannmittel eine mit dem Greifer (2) zusammenwirkende, mit dem Körper (1) des Spannmittels verbundene oder verbindbare Verrieglungseinrichtung (6) umfasst, mit welcher eine zur Spannöffnung (4) hin weisende Spannseite (2C) des Greifers (2) in Richtung dieser Spannöffnung (4) bewegbar ist, so dass bei vollständig geöffnetem Greifer (2) eine seitlich offene Spannöffnung (4) bereitstellbar ist, und bei geschlossenem Greifer (2) derselbe in einer Spannposition fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (2) als einstückiges, bogenförmiges Bauteil ausgebildet ist und eine bogenförmige, der Spannseite (2C) gegenüber liegende Verriegelungsseite (2D) mit einem zur Spannöffnung (4) hin weisendem Zentrum aufweist, wobei die Verriegelungsseite (2D) eine mehrere Zähne umfassende Verzahnung aufweist, welche mit einem Rasthaken (6A), der Teil der Verrieglungseinrichtung (6) ist, zusammenwirkt, und wobei Radius und Zentrum der Verrieglungsseite (2D) so gewählt sind, dass unabhängig von der Position des Greifers (2) seine Verriegelungsseite (2D) mit der Verriegelungseinrichtung (6) zusammenwirken kann, indem die Achse der Verriegelungseinrichtung (6) parallel zu einer Tangente der Verriegelungsseite (2D) liegt.
Spannmittel nach Anspruch 1, wobei die Spannseite (2C) bogenförmig mit einem zur Spannöffnung (4) hin weisendem Zentrum ausgestaltet ist.
Spannmittel nach Anspruch 2 mit einer bogenförmigen Spannseite (2C) und einer bogenförmigen Verriegelungsseite (2D), wobei der Radius der Spannseite (2C) kleiner als der Radius der Verriegelungsseite (2D) ist, so dass, in einer zur Achse (5A) der drehbaren Lagerung (5) parallelen Ansicht, sich der Greifer (2) ab der drehbaren Lagerung (5) in Richtung seines zweiten Endes (2B) hin verjüngt.
Spannmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels der Verrieglungseinrichtung (6) linear wirkende Zugkräfte auf den Greifer (2) aufbringbar sind.
Spannmittel nach Anspruch 4, wobei die Verrieglungseinrichtung (6) eine Gewindestange (6C) und ein manuell betätigbares Sternrad (6B) umfasst und mit einem Schwenklager (6E) am oder im Körper (1) des Spannmittels gelagert ist.
Spannmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verriegelungseinrichtung (6) an ihrem mit dem Greifer (2) zusammenwirkenden Ende einen Führungsstift (6G) aufweist, welcher mit einer im Körper (1) des Spannmittels befindlichen Führungsbahn zusammenwirkt, wobei die Führungsbahn einen tangentialen Abschnitt und einen radialen Abschnitt aufweist.
Spannmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Widerlager (3) eine prismenförmige Aussparung aufweist.
Spannmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Widerlager (3) durch einen lösbar mit dem Körper (1) des Spannmittels verbindbaren oder verbundenen widerlagerseitigen Adapter (3A) mit einer Adapter-Widerlageseite gebildet ist, und/oder wobei der Greifer (2) einen greiferseitigen Adapter (3B) umfasst, welcher eine Adapter-Spannseite aufweist.
Spannmittel nach Anspruch 8, wobei die Adapter-Widerlageseite und/oder die Adapter-Spannseite gerade oder rechtwinklig ausgestaltet sind, so dass Werkstücke mit rechteckigem Querschnitt spannbar sind.
Verfahren zum Spannen eines rohrförmigen Werkstücks unter Verwendung eines Spannmittels gemäß Definition in einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Bilden einer Spannöffnung (4), welche (i) einen ersten geschlossenen Abschnitt, gebildet durch das Widerlager (3), und (ii) einen zweiten geschlossenen Abschnitt, gebildet durch den mit lediglich einem Ende (2A) mit dem Körper (1) verbundenen Greifer (2), und (iii) einen seitlich offenen dritten Abschnitt, gebildet durch den Bereich zwischen dem anderen Ende (2B) des Greifers (2) und dem Körper (1), umfasst; – Einlegen des rohrförmigen Werkstücks durch den seitlich offenen dritten Abschnitt in die Spannöffnung (4); – Annähern des zweiten Endes (2B) des Greifers (2) an den Körper (1), so dass sich eine zur Spannöffnung (4) hin weisende Spannseite (2C) an das rohrförmige Werkstück annähert, wobei sich der offene dritte Abschnitt und somit die Spannöffnung (4) verkleinern; – Fixieren des rohrförmigen Werkstücks zwischen Widerlager (3) und Spannseite (2C) mittels Aufbringens von aus Richtung der Spannseite (2C) in Richtung des Werkstücks wirkenden Druckkräften.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Aufbringen von Spannkräften erfolgt – mittels Verbindens des zweiten Endes (2B) des Greifers (2) mit einer mit dem Körper (1) des Spannmittels verbundenen Verrieglungseinrichtung (6), und nachfolgendem Ziehen des zweiten Endes (2B) in Richtung des Körpers (1), und/oder – mittels Aufbringens von Druckkräften auf die der Spannöffnung (4) gegenüber liegende Außenseite des Greifers (2), und/oder – mittels eines im ersten Ende (2A) des Greifers (2) eingebrachten, diesen in Richtung des Werkstücks drehenden Drehmoments.