DE1452823C3 - Werkzeug zum Aufbringen eines Befestigungsringes auf ein Rohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Aufbringen eines Befestigungsringes auf ein Rohr mit einem Gehäuse, das einen das Rohr tragenden Gesenkblock umfaßt und axial mit dem Rohr fluchtend einen Kolben lagert, der zum Gesenkblock mittels mechanischer oder hydraulischer Mittel hin und von diesem weg bewegbar ist, und der eine Matrize trägt, deren dem Gesenkblock benachbartes Ende eine öffnung aufweist, deren abgeschrägter äußerer Rand eine Auflagefläche bildet, die zum Verformen des dem Gesenkblock abgewandten Endes des Befestigungsringes dient. Bei einem bekannten Werkzeug dieser Art erfolgt das Verformen des Befestigungsringes und dessen Eintreiben in das Rohr durch Schläge, deren Kraft unkontrollierbar ist, die also mit zu geringer oder mit zu großer Wirkung ausgeführt werden können. Bei zu geringer Wirkung läßt sich der Befestigungsring trotz Einkerbung axial verschieben; bei zu starker Einwirkung hingegen kann das Rohr beim Einwölben aufreißen. Bei dem bekannten Werkzeug wirkt der Kolben über die Matrize auf den Befestigungsring ein und verformt diesen derart, daß dessen Ränder ein Einwölben des Rohres bewirken. Das Einwölben des Rohres erfolgt bei dem bekannten Werkzeug somit lediglich durch das Verformen des Befestigungsringes. Darüber hinaus ist bei dem bekannten Werkzeug ein federnder Anschlag für das Rohrende vorgesehen, so daß die Endlage des Befestigungsringes relativ zum Rohrende bei aufeinanderfolgenden Befestigungsvorgängen unterschiedlich ist, da der Gesenkblock des bekannten Werkzeuges das Rohr unverschiebbar trägt. Bei aufeinanderfolgenden Befestigungsvorgängen ist die ,Endlage des Befestigungsringes zum Rohrende daher unterschiedlich. Es bedarf also einer zusätzlichen Nachbearbeitung bzw. einer Kürzung des Rohres.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Werkzeug dahingehend zu verbessern, daß bei gleichem Kraftaufwand ein Befestigungsring sicher auf ein Rohr aufgebracht wird, d. h., daß die Einwölbung des Rohres so beschaffen ist, daß sie zum sicheren Festlegen des Befestigungsringes ausreicht, jedoch nicht so stark ist, daß das Rohr beschädigt wird. Darüber hinaus soll der Befestigungsring an einer genau vorbestimmten Stelle auf das Rohr aufbringbar sein. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Gesenkblock das Rohr axial verschiebbar trägt und die Aussparung in der Matrize von einer einer vorbestimmten Rohrlänge entsprechenden Länge ist. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wirkt beim Aufbringvorgang die Matrize auf den Befestigungsring und durch das Ende der Aussparung auf das Rohr ein. Dadurch wird die Einwölbung des Rohres nicht nur über die Schrägfläche der Matrize und den sich einwärts bewegenden Rand des Befestigungsringes, sondern zusätzlich durch einen axial gerichteten Druck auf das Rohr selbst bewirkt. Es erfolgt somit gleichzeitig ein Einwärtsbewegen des Randes des aufzubringenden Befestigungsringes und ein Stauchen des Rohres im Verformungsbereich des Befestigungsringes. Auf diese Weise wird das Aufformen des Ringes wesentlich erleichtert. Darüber hinaus kann durch die erfindungsgemäße Anordnung sich'das Rohr zu Beginn des Aufbringvorganges axial zum Befestigungsring derart bewegen, daß dessen Relativlage zum Rohr durch die vorbestimmte Länge der Aussparung in der Matrize genau der vorbestimmten Entfernung vom Rohrende entspricht, wenn der Befestigungsring auf das Rohr aufgebracht ist.

Über die genannten Merkmale hinausgehende Einzelheiten zur Weiterbildung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeuges ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Ansicht des Werkzeuges zum Aufbringen von Befestigungsringen, aus der das Rohr und die zum Aufbringen dienenden Teile ersichtlich sind, wobei der Zylinder und die Pumpe zum Teil aufgebrochen dargestellt sind,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1 in einem größeren Maßstab,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g/2,

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 2 und F i g. 6 einen Teilschnitt durch eine Rohrverbindung,

aus dem die Art des Aufbringens eines Befestigungsrin-

ges auf ein Rohr zu ersehen ist.

Bevor das erfindungsgemäße Werkzeug in allen Einzelheiten beschrieben wird, wird die in F i g. 6 dargestellte Rohrverbindung, die als Ganzes mit 10 bezeichnet ist, näher erläutert. Die Rohrverbindung 10 umfaßt ein Rohr 11, das mit einem Fitting 12 verbunden ist, das ein Außengewinde 13 trägt: Die Rohrverbindung umfaßt ferner eine Mutter 14, die Innengewinde 15 trägt, das mit dem Gewinde 13 zusammenwirkt. Die Mutter 14 umgreift ihrerseits klemmend einen Befestigungsring 16 und drückt diesen gegen das Fitting 12. Der Befestigungsring 16 besitzt eine Bohrung 17, deren Größe so gewählt ist, daß sich der Befestigungsring eng an diejußere Oberfläche des Rohres 11 anschmiegt. Das in "der Zeichnung rechts dargestellte Ende des Befestigungsringes 16 umfaßt einen im wesentlichen konisch ausgebildeten Sitz 18, der sich an einem entsprechend ausgebildeten Sitz 19 der Mutter 14 dichtend abstützt. Ferner weist das Fitting 12 eine Bohrung 20 auf, die das Ende des Rohres 11 genau passend aufnimmt, und einen konischen Sitz 21, gegen den sich das in der Zeichnung links dargestellte Ende des Befestigungsrin- !$ ges 16 dichtend legt.

.. _Λ Wie aus dieser Zeichnung zu entnehmen ist, ist das in der Zeichnung links dargestellte Ende, bei 22, nach einwärts verformt und liegt in einer ringförmigen Einwölbung 23 der äußeren Oberfläche des Rohres 11. In seiner Ausgangsform ist der Befestigungsring 16 im allgemeinen zylindrisch geformt. Wie F i g. 6 zeigt, ist der Befestigungsring bei 22 einwärts verformt worden, um gleichzeitig die Ringnut oder Einwölbung 23 im Rohr 11 zu bilden. Auf diese Weise ist der Befestigungsring 16 fest mit dem Rohr 11 verbunden, wobei die Stellung des Befestigungsringes 16 relativ zum Ende des Rohres 11 vorbestimmt ist.

Das in F i g. 1 als Ganzes dargestellte Werkzeug ist mit 25 bezeichnet. Das Werkzeug 25 umfaßt in der Hauptsache eine einen Befestigungsring aufbringende Einheit, die als Ganzes mit 26 bezeichnet ist, eine als Ganzes mit 27 bezeichnete, hydraulische Pumpeneinheit und einen Schlauch 28, der die hydraulische Pumpeneinheit 27 mit dem Werkzeug 26 verbindet. Das Werkzeug 26 umfaßt einen im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Rahmen, der mit 29 bezeichnet istv.und zwei Schenkel 30 umfaßt, die durch ein Jochteil 31 miteinander verbunden sind. Der Jochteil 31 ist in dem in die Schenkel übergehenden Bereich mit zwei Augen 32 verbunden, die je eine öffnung 33 aufweisen und zum Befestigen der Einheit 26 an einer geeigneten Unterlage dienen. ■

Wie aus Fig.2 und 3 zu entnehmen ist, weist der Jochteil 31 des Rahmens 29 eine mit Innengewinde 34 versehene Bohrung auf, die in dessen Mitte liegt und im wesentlichen mit der Längsachse des Rahmens 29 fluchtet. Eiji Ende eines hydraulischen Zylinders, der als Ganzes mit 35 bezeichnet ist, ist in die Bohrung 34 eingeschraubt Der hydraulische Zylinder 35 umfaßt einen zylindrischen Teil 36,. der an seinem in der Zeichnung links dargestellten Ende 3? geschlossen ist. Das rechte Ende des zylindrischen Teiles 36 weist ein Außengewinde 38 auf, das zum Einbringen in das Innengewinde 34 dient, und ein Innengewinde 39, in die das Gewinde eines in das rechte Ende des zylindrischen Teiles 36 eingebrachten Stopfens 40 eingreift. Der Stopfen 40 ist fast vollständig in den zylindrischen Teil 36 eingeschraubt und weist eine Bohrung 41 auf.

Der hydraulische Zylinder 35 umfaßt ferner einen Kolben 42 mit einer Ringnut 43, in der ein runder Dichtungsring 44 und ein Füllring 45 angeordnet sind. Der Kolben 42 ist einstückig mit einer länglichen Kolbenstange 46 ausgebildet, die sich durch die Bohrung 41 im Stopfen 40 hindurcherstreckt. Eine Feder 47 umgibt die Kolbenstange 46 und liegt mit ihren beiden Enden am Stopfen 40 und am Kolben 42 an, um den Kolben 42 konstant in den Zylinder hineingedrückt zu halten.

Wie am besten aus F i g. 2 zu entnehmen ist, weist die Kolbenstange 46 an ihrem in der Zeichnung rechts dargestellten Ende eine Bohrung 48 auf. Eine weitere Bohrung 49, mit Innengewinde versehen, erstreckt sich vom inneren Ende der Bohrung 48 aus in die Kolbenstange hinein.

Von der Kolbenstange 46 wird abnehmbar und austauschbar eine als Ganzes riiit 50 bezeichnete Matrize getragen. Die Matrize umfaßt einen breiten Kopf 51 und einen Stiel 52. Der Stiel 52 ist so gemessen, daß er mit einem angemessenen radialen Zwischenraum in die Bohrung 48 einzutreten vermag, wobei der Zwischenraum eine Selbstausrichtbewegung der Matrize 50 mit dem Befestigungsring 16 ermöglicht. Die Matrize 50 besitzt eine Mittelbohrung 53, durch die der Schaft 54 eines Bolzens 55 hindurchragt und in der Gewindebohrung 49 befestigt ist. Der Bolzen 55 besitzt einen zylindrischen Kopf 56 mit gerundeter Kante, dessen Ausmaß so gewählt ist, daß der Kopf eng in das Rohr hineinpaßt und daß das Rohr genau gegenüber der Matrize 50 ausgerichtet ist.

Zu diesem Zweck weist die'Matrize 50 in dem in der Zeichnung rechts dargestellten Ende eine Aussparung 57 auf. Diese Aussparung weist an ihrem äußeren Rand eine Auflauffläche 58 auf, gegen die sich der Befestigungsring 16 legt und durch die dieser verformt wird. Dabei muß darauf, hingewiesen werden, daß die Aussparung 57 das Rohr 11 mit einem ausreichenden Spalt umgibt, so daß dieses in einer später beschriebenen Weise leicht von der Matrize 50 abgezogen werden kann.

Die zum Aufbringen des Befestigungsringes dienen-" de Einheit 26 umfaßt eine auswechselbare Gesenkblockeinheit, die als Ganzes mit 60 bezeichnet ist. Die auswechselbare Gesenkblockeinheit 60 besteht aus einem Paar Gesenkblockhaltern 61, die im Abstand voneinander liegen und durch eine mit ihnen verschweißte oder in anderer Weise verbundene Querverbindung 62 starr zusammenhängen. Das obere Ende der Gesenkblockhalter 61 trägt eine den Gesenkblock festlegende Einrichtung 63, die am besten aus F i g. 5 zu ersehen ist. Diese Einrichtung 63 ist mit ihrem rechten Ende in einer Aussparung 64, die in dem mit diesem Ende zusammenwirkenden Gesenkblockhalter 61 vorgesehen ist, um einen Stift 65 schwenkbar gelagert. Das freie Ende der Einrichtung 63 ist bei 66 gabelförmig ausgebildet. Die dem Gesenkblock zugewandte Seite der Einrichtung 63 weist bei 66 Aussparungen auf, um einen Anlageteil 67 zu bilden, der zentral zur Achse der zum Aufbringen des Befestigungsringes dienenden Einheit 26 liegt

Der der dem gabelförmigen Ende der Einrichtung 63 zggewandte Gesenkblockhalter 61 weist eine Aussparung 69 auf, in^? der ein erweitertes Ende 70 eines Klemmbolzens 71 gelagert ist. Das erweiterte Ende ist um einen Stift 72 schwenkbar gelagert der vom Gesenkblockhalter 61 getragen wird. Der Klemmbolzen 71 trägt eine Flügelmutter 73. Der Klemmbolzen 71 kann in das gabelförmig ausgebildete Ende 66 der Einrichtung 63 eingeschwenkt werden, die durch Anziehen der Flügelmutter 73 den Gesenkblock festlegt wie dies

in Fig.5 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. Die Gesenkblockhalter sind, wie am besten aus F i g. 3 zu entnehmen ist, bei 75 etwas ausgespart, um den Gesenkblock zentrieren zu können. Jeder Gesenkblock besteht aus einer unteren Gesenkblockhälfte 76 und einer oberen Hälfte 77. Die untere Hälfte 76 kann starr mit der Querverbindung 62 der Gesenkblockhalter 61 verbunden sein. Diese Verbindung ist jedoch nicht erforderlich. Demgegenüber muß die obere Gesenkblockhälfte 77 zwischen den Gesenkblockhaltern 61 frei aufwärts beweglich sein. Jeder Gesenkblockhalter 61 weist eine Bohrung 78 auf, die von einem Bolzen 79 durchdrungen ist. Jeder Bolzen 79 ist in eine Gewindebohrung 80 eingeschraubt, die in dem entsprechenden Schenkel 30 vorgesehen ist'.-Die Bolzen 79 dienen dazu, die Gesenkblockeinheit 60' fest gegen den Rahmen 29 zu drücken.

Wie aus Fig.4 zu ersehen ist, besitzt einer der Schenkel 30 eine größere Höhe als der andere. Dies ist daher erforderlich, weil der Schwenkstift 65 in einer größeren Höhe liegt als der Schwenkstift 72. Da die Aussparungen 64 und 69 in den dem Rahmen 29 abgewandten Seiten der Gesenkblockhalter 61 angeordnet sind und, um die Schwenkstifte 65 und 67 zu lagern, weisen die Schenkel 30 Bohrungen auf, die mit den Bohrungen zur Aufnahme der Schwenkstifte 65 und 72 fluchten. Dabei muß hervorgehoben werden, daß die beiden Gesenkblockhalter 61 und 62 ebenfalls von unterschiedlicher Höhe sind, wobei die Höhe der Gesenkblockschalter denjenigen der Schenkel 30 entsprechen.

Aus Fig.2 und 3 ist zu erkennen, daß die Gesenkblockköpfe 76 und 77 zusammen einen Sitz 82 bilden, gegen den sich der Befestigungsring 16 während des Aufbringvorganges legt. Die Stirnwand 37 des Zylinders 35 weist eine Gewindebohrung 83'auf, die zur Auf- nähme eines Teiles 84 einer lösbaren Schlauchverbindung dient, die als Ganzes mit 85 bezeichnet ist. Die Schlauchverbindung'85 umfaßt eine zweite Hälfte 86, die vom Schlauch 28 selbst getragen wird. Dabei muß" hervorgehoben werden, daß der Teil 84 der Schlauchverbindung von dem Typ ist, der ein Ausfließen des Mediums verhindert, wenn die Schlauchverbindung 85 gelöst ist. Zu diesem Zwecke weist der Teil 86 der Schlauchverbindung ein Kugelventil 87 auf, dessen Kugel durch eine Feder 88 gegen den Sitz gedrückt wird und die durch einen Stift 89 von diesem abgehoben wird, sobald beide Teile 84 und 86 miteinander verbunden werden.

Die Pumpeneinheit 27 umfaßt einen Rahmen 90, an dem ein Rohr 91 befestigt ist, daß als Vorratsbehälter für das hydraulische Medium 92 dient. Im Rahmen 90 ist ein Zylinder 93 ausgebildet, der einen Pumpenkolben 94 aufnimmt.' Der Pumpenkolben 94 ist mit seinem oberen Ende an ein Hebeiglied 95 angelenkt, das seinerseits über einen Zapfen % schwenkbar am Rahmen 90 befestigt ist und das mit einem Handgriff 97 versehen ist, über den der Kolben 94 manuell bewegt werden kann. Der Rahmen 90 weist ferner geeignete zum Durchfluß des hydraulischen Mediums dienende Kanäle 98 sowie Ventile 99 und 100 auf, die zur normalen Funktion einer Pumpe erforderlich sind, um ein hydraulisches Medium vom Vorratsbehälter 91 über den Schlauch 28 durch den Kolben 94 zu pumpen. Die Konstruktion der Pumpeneinheit 27 ist derart, daß das hydraulische Medium nur von der Pumpeneinheit über den Schlauch 28 in den Zylinder 35 gepumpt werden kann. Ist der Aufbringvorgang des Befestigungsringes vollendet, so wird die Feder 47 den Kolben 42 nach links in der Zeichnung bewegen und das hydraulische Medium zurück in den Vorratsbehälter 92 drücken. Die Ventile 99 und 100 verhindern jedoch normalerweise einen derartigen Rückfluß. Ein im Rahmen 90 vorgesehener Nebenflußkanal 101, der durch ein Ventil 102 gesteuert wird, gestattet jedoch.einen Rückfluß des hydraulischen Mediums in den Vorratsbehälter 91. Das Ventil 102 ist mit einem gerändelten Knopf 103 versehen, um das Öffnen und Schließen des Ventils von Hand bewirken zu können.

Das hydraulische System des zum Aufbringen eines Befestigungsringes dienenden Werkzeugs 25 umfaßt ferner eine den Druck anzeigende Einrichtung 104, die es ermöglich, genau den Druck zu bestimmen, der durch die Matrize 50 auf den aufzubringenden Befestigungsring ausgeübt wird. Es ist klar, daß in Abhängigkeit vom Durchmesser des Rohres und dem aufzubringenden Befestigungsring der zum Aufbringen des Befestigungsringes erforderliche Druck unterschiedlich ist.

Die Einzelteile des Werkzeuges wirken in folgender Weise zusammen:

Bei der Verwendung des zum Aufbringen eijje-s,,Befestigungsringes dienenden Werkzeuges 25 wird zuerst der Rahmen 29 mit einer für das ,Rohr und den Befestigungsring passenden Gesenkblockeinheit 60 versehen. Danach wird das Rohr mit dem aufgeschobenen Befestigungsring in die Matrize 50 und_](zwischen die Ge*,, senkblockhälften 76 und 77 eingebracht, widdies aus F i g. 2 und 3 zu ersehen ist. Nun wird die hydraulische Pumpeneinheit 27 manuell bedient, um das hydraulische Medium unter Druck dem Zylinder 35 zuzuführen, und zwar auf der links in der Zeichnung dargestellten Seite des Kolbens 42. Diese Druckflüssigkeit bewegt den Kolben und die mit diesem verbundene Matrize 50 nach rechts in der Zeichnung. Bei dieser Bewegung der Matrize 50 bewegt sich das Rohr U zusammen mit der Matrize?und die Auflauffläche 58 der Matrize.50 wirkt auf das in der Zeichnung links dargestellte Ende des Befestigungsringes 16 ein, um diesen in einer genauen-Entfernung vom Ende des Rohres 11 auf dieses aufzubringen, wie dies aus F i g. 6 zu ersehen ist. Danach wird die die Gesenkblockhälften festlegende Einrichtung 63 gelöst und die ober Hälfte 77 des Gesenkblokkes abgehoben. Das Rohr 11 kann nun dank des'zwischen der Matrize 50 und dem Rphr befindlichen Zwischenraumes aufwärtsgeschwenkt werden. D& der zum Aufbringen des Befestigungsringes benötigte Druck gesteuert werden kann, besteht keine Gefahr, daß das Rohr beschädigt wird, es wird vielmehr ein genauer Sitz des aufgebrachten Befestigungsringes sichergestellt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Werkzeug zum Aufbringen eines Befestigungsringes auf ein Rohr mit einem Gehäuse, das einen das Rohr tragenden Gesenkblock umfaßt und axial mit dem Rohr fluchtend einen Kolben lagert, der zum Gesenkblock mittels mechanischer oder hydraulischer Mittel hin und von diesem weg bewegbar ist, und der eine Matrize trägt, deren dem Gesenkblock benachbartes Ende eine Öffnung aufweist, deren abgeschrägter äußerer Rand eine Auflauffläche bildet, die zum Verformen des dem Gesenkblock abgewandten Endes des Befestigungsringes dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesenkblock (60) das Rohr (11) axial verschiebbar trägt und die Aussparung (57) in der Matrize (50) von einer einer vorbestimmten Rohrlänge entsprechenden Länge ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (50) lösbar mit dem Kolben verbunden ist und daß das Gehäuse (29) eine Einrichtung (63) zum Festlegen von Gesenkblöcken für unterschiedliche Rohrstärken umfaßt.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesenkblock (60) zwei Gesenkhälften (76,77) umfaßt.

4. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 3, mit einer auswechselbaren Gesenkblockeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß diese zwei im Abstand voneinanderliegende Gesenkblockhalter (61), einen diese starr verbindenden Steg (62), eine sich über die Gesenkblockhalter (61) erstreckende Einheit (63) zum Festlegen des Gesenkblocks umfaßt, deren eines Ende an einem Gesenkblockhalter angelenkt und deren anderes Ende durch eine vom anderen Gesenkblockhalter getragene Klemmeinrichtung (73) zum Festlegen der beiden Gesenkblockteile festschraubbar ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (76) des Gesenkblockes festliegt, während der obere Teil (77) abhebbar ausgebildet ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (63) zum Festlegen des Gesenkblockes nur mit einem Mittelteil (68) auf diesen einwirkt.