DE3637292A1 - Aufweitwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufweitwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Mit solchen Aufweitwerkzeugen werden vor allem im Sanitärbereich die Enden von Rohren zylindrisch aufgeweitet, wobei in das aufgeweitete Rohrende ein anderes Rohr gesteckt und dann mit ihm durch Löten verbunden wird. Die bekannten Aufweitwerkzeuge haben mehrere Aufweitabschnitte, die mittels eines im Aufweitwerkzeug axial verschiebbaren Dornes radial nach außen verschoben werden können. Das Aufweitwerkzeug wird zunächst mit zurückgezogenem Dorn in das Rohrende eingefahren. Anschließend wird der Dorn axial nach vorn geschoben und hierbei die Aufweitabschnitte nach außen gedrückt, die das entsprechende Rohrende zylindrisch aufweiten. Hierfür sind aber erhebliche Kräfte notwendig, weil das Rohr über seinen gesamten Umfang gleichzeitig aufgeweitet wird. Für solche Aufweitwerkzeuge sind leistungsstarke Antriebe notwendig. Außerdem können mit diesen Aufweitwerkzeugen nur Rohre bearbeitet werden, die verhältnismäßig weich sind, weil andernfalls zu hohe Kräfte zum Verformen der Rohrenden aufgebracht werden müssen. Die Rohre im Sanitärbereich bestehen häufig aus Kupfer. Damit solche Kupferrohre aufgeweitet werden können, müssen sie in umständlicher Weise zuvor weichgeglüht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Aufweitwerkzeug so auszubilden, daß mit ihm Rohre ohne vorherige Behandlung mit verhältnismäßig geringer Kraft aufgeweitet werden können.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Aufweitwerkzeug erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die zumindest annähernd kalottenförmig ausgebildeten Aufweitabschnitte des erfindungsgemäßen Aufweitwerkzeuges erzeugen hohe spezifische Verformungskräfte im Rohr, weil die Aufweitabschnitte praktisch nur punktförmig mit dem Rohr in Berührung sind. Beim Drehen des Aufweitwerkzeuges wird das Rohrende nicht über seinen gesamten Umfang gleichzeitig aufgeweitet, sondern nur im Berührungsbereich zwischen den Aufweitabschnitten und dem Rohr. Zum Antrieb des erfindungsgemäßen Aufweitwerkzeuges sind keine leistungsstarken Drehantriebe notwendig. Die Reibung beim Aufweitvorgang ist infolge der nur punktförmigen Berührung ebenfalls gering. Wegen der hohen Verformungskräfte, die mit den kalottenförmigen Aufweitabschnitten ausgeübt werden können, müssen beispielsweise Kupferrohre vor dem Aufweitvorgang nicht mehr weichgeglüht werden. Dadurch ist die Bearbeitung der Rohre wesentlich vereinfacht.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in perspektivischer und schematischer Darstellung eine Aufweitvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Aufweitwerkzeug,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Aufweitvorrichtung gemäß Fig. 1 mit in Werkstückeingriff befindlichem Aufweitwerkzeug,

Fig. 3 eine Stirnansicht des erfindungsgemäßen Aufweitwerkzeuges,

Fig. 4 im Schnitt einen Teil einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufweitwerkzeuges.

Mit dem Aufweitwerkzeug können Rohrenden zylindrisch aufgeweitet werden. Die Aufweitvorrichtung ist als tragbares Gerät ausgebildet, das der Benutzer bequem tragen kann.

Die Aufweitvorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Klemmbacken 2 und 3, die mit Klemmschrauben 4 miteinander verbunden werden können. Die Klemmbacken 2, 3 weisen jeweils im Querschnitt etwa halbkreisförmige Vertiefungen 5 und 6 auf, in die ein aufzuweitendes Rohr 7 eingesetzt werden kann. Damit im Durchmesser unterschiedliche Rohre 7 mit der gleichen Aufweitvorrichtung bearbeitet werden können, hat sie unterschiedlich große Vertiefungen 5, 6, in die das im Durchmesser entsprechende Rohr eingelegt werden kann. Damit es zuverlässig fest zwischen den Klemmbacken 2, 3 eingespannt wird, sind die Vertiefungen 5, 6 so ausgelegt, daß die Klemmbacken 2, 3 bei eingespanntem Rohr 7 mit ihren einander zugewandten Seiten 8 und 9 nicht aneinanderliegen, sondern geringen, in Fig. 1 nicht dargestellten Abstand voneinander haben. Dadurch lassen sich die Rohre 7 einwandfrei fest in den Vertiefungen 5, 6 einspannen.

Anstelle der Klemmschrauben 4 kann die Aufweitvorrichtung auch Schnellverschlüsse aufweisen, so daß die Klemmbacken 2, 3 rasch voneinander gelöst und miteinander verbunden werden können.

Die Klemmbacke 3 hat einen blockartigen, vorzugsweise einstückig mit ihr ausgebildeten Aufsatz 10, der Gewindebohrungen 11 aufweist. Sie liegen fluchtend zu den durch die Vertiefungen 5, 6 gebildeten Aufnahmen 12 für die Rohre 7. Die Klemmbacke 2 weist auf ihrem dem Aufsatz 10 zugewandten Ende eine rechteckige Ausnehmung 13 auf, die seitlich von Seitenwänden 14 und 15 der Klemmbacke 2 begrenzt wird. Die Klemmbacke 2 kann mit den Stirnseiten der Seitenwände 14, 15 an der Stirnseite 16 des Aufsatzes 10 anliegen.

In die entsprechende Gewindebohrung 11 wird ein Führungsteil 17 (Fig. 2) geschraubt, dessen Längsbohrung 18 das Aufweitwerkzeug 1 aufnimmt. Es hat einen Schaft 19, mit dem es durch die Längsbohrung 18 ragt. Der Schaft 19 ragt an beiden Enden aus dem Führungsteil 17 und ist drehfest mit ihm verbunden. Auf dem Führungsteil 17 sitzt ein Anschlag 20, mit dem die Länge des aufzuweitenden Rohrendes durch Anschlag an den Klemmbacken 2, 3 bestimmt wird. Der Anschlag 20 ist über Madenschrauben 21 drehfest mit dem Führungsteil 19 verbunden. Über die Madenschrauben 21 wird auch das Aufweitwerkzeug 1 drehfest mit dem Führungsteil 19 verbunden. Selbstverständlich ist es möglich, den Anschlag 20, den Führungsteil 17 und das Aufweitwerkzeug 1 einstückig miteinander auszubilden. Die mehrteilige Ausbildung hat aber den Vorteil, daß das Aufweitwerkzeug 1 bei Bedarf ausgewechselt werden kann, wenn es einen entsprechenden Verschleiß aufweist. Der Führungsteil 17 wird in der Regel nicht so stark beansprucht wie das Aufweitwerkzeug 1, so daß der Führungsteil für mehrere Aufweitwerkzeuge 1 verwendet werden kann. Zumindest das über den Führungsteil 17 ragende Ende 22 des Aufweitwerkzeuges 1 ist als Mehrkant ausgebildet und kann mit einem Antriebsmotor gekuppelt werden. Hierfür eignet sich beispielsweise eine Handbohrmaschine, in deren Spannfutter das Ende 22 des Aufweitwerkzeuges 1 eingespannt werden kann. Mit der Handbohrmaschine kann dann das Aufweitwerkzeug 1 um seine Achse gedreht werden.

Da das Aufweitwerkzeug 1 drehfest mit dem Führungsteil 17 verbunden ist, wird beim Antrieb des Aufweitwerkzeuges 1 auch der Führungsteil 17 gedreht. Da er in der Gewindebohrung 11 des Aufsatzes 10 sitzt, wird der Führungsteil je nach Drehrichtung in die Gewindebohrung geschraubt oder aus ihr herausgeschraubt. Dabei wird das Aufweitwerkzeug 1 entsprechend mitgenommen und gegen das eingespannte Rohr 7 bewegt. Die Gewinde der Bohrungen 11 und des Führungsteiles 17 haben nur geringe Steigung, so daß das Aufweitwerkzeug 1, das auch axial fest mit dem Führungsteil 17 verbunden ist, exakt in Axialrichtung verschoben werden kann.

Das Aufweitwerkzeug 1 trägt an seinem dem zu bearbeitenden Rohr zugewandten Ende zwei diagonal einander gegenüberliegende Aufweitabschnitte 23 und 24 (Fig. 1 bis 3). Sie ragen radial über den Schaft 19 und sind durch einen diametral verlaufenden Steg 25 miteinander verbunden. Vorzugsweise sind die Aufweitabschnitte 23, 24 die Enden dieses Steges 25. Mit den Aufweitabschnitten 23, 24 wird das entsprechende Rohrende aufgeweitet. Damit hierbei keine hohen Reibungen auftreten, dennoch aber hohe spezifische Verformungskräfte im Rohr erreicht werden können, sind die Aufweitabschnitte 23, 24 kalottenförmig ausgebildet. Die Oberseite der Aufweitabschnitte 23, 24 ist somit sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung gewölbt. Der Krümmungsradius ist kleiner als der Radius des Schaftes 19. Die Stirnseite 26 (Fig. 2) des Steges 25 verläuft eben und senkrecht zur Achse des Schaftes 19.

Zum Aufweiten des einen Endes 27 des Rohres 7 wird zunächst die Klemmbacke 2 nach Lösen der Klemmschrauben 4 bzw. eines Schnellverschlusses von der Klemmbacke 3 abgenommen und das Rohr 7 in die seinem Durchmesser entsprechende Vertiefung 6 der Klemmbacke 3 gelegt. Anschließend wird die Klemmbacke 2 aufgesetzt und durch Anziehen der Klemmschrauben das Rohr 7 in der jeweiligen Aufnahme 12 fest eingespannt. Das Rohr 7 ragt dann mit dem aufzuweitenden Ende 27 in die Ausnehmung 13 (Fig. 2). Der Führungsteil 17 kann mittels eines Antriebsmotors in die Gewindebohrung 11 geschraubt werden. Auf jeden Fall wird das Aufweitwerkzeug 1 zum Aufweiten des Rohrendes 27 mittels eines entsprechenden Antriebsmotors drehbar angetrieben. Über die Gewindeverbindung wird dabei das Aufweitwerkzeug 1 axial gegen das Rohr 7 verschoben.

Die kalottenförmigen Aufweitabschnitte 23, 24 erzeugen, da sie im wesentlichen nur mit Punktberührung an der Innenseite 28 des Rohrendes 27 sind, sehr hohe spezifische Verformungskräfte im Rohr 7. Die Verformung des Rohres 7 erfolgt dabei nur im Bereich der Aufweitabschnitte 23, 24, das heißt nur in einem sehr kleinen Bereich. Dadurch ist die Verformungsarbeit gering. Dadurch genügt ein verhältnismäßig leistungsschwacher Antrieb zum Drehen des Aufweitwerkzeuges 1. Die Aufweitabschnitte 23, 24 sind nicht an die Form des zu verformenden Rohrendes 27 angepaßt. Dadurch wird in Verbindung mit der im wesentlichen nur punktuellen Berührung die Reibung zwischen dem Aufweitwerkzeug 1 und dem Rohr 7 sehr gering erhalten, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Antriebsleistung auswirkt. Das Aufweitwerkzeug 1 kann darum beispielsweise mit einer herkömmlichen Handbohrmaschine angetrieben werden. Die Aufweitvorrichtung ist darum hervorragend für den Einsatz auf Baustellen oder in der Hobbywerkstatt geeignet. Insbesondere können zum Antrieb des Aufweitwerkzeuges 1 die beispielsweise auf Baustellen ohnehin vorhandenen Handbohrmaschinen herangezogen werden. Gesonderte Antriebseinrichtungen sind nicht notwendig. Die Aufweitvorrichtung stellt somit ein Zusatzwerkzeug für Handbohrmaschinen dar. Das Aufweitwerkzeug 1 wird so lange gedreht und damit axial gegen das Rohr 7 verschoben, bis das aufgeweitete Rohrende 27 die gewünschte Länge hat. Anschließend wird das Aufweitwerkzeug 1 zurückgedreht, bis es aus dem Rohrende 27 austritt.

Rohre mit zylindrisch aufgeweiteten Enden werden hauptsächlich in der Sanitärtechnik eingesetzt und bestehen dort häufig aus Kupfer. Da mit dem Aufweitwerkzeug 1 das Rohrende 27 nur punktuell verformt wird und dadurch sehr hohe spezifische Verformungskräfte ausgeübt werden können, ist es nicht notwendig, ein solches Kupferrohr vor dem Aufweiten weichzuglühen, wie dies bei den bekannten Aufweiteinrichtungen mit aufspreizbaren Aufweitwerkzeugen notwendig ist. Der Glühvorgang kann darum bei Verwendung der beschriebenen Aufweitvorrichtung entfallen. Mit der Aufweitvorrichtung können aber auch Rohre aus Weichstahl, Messing oder anderen Materialien aufgeweitet werden.

Da die Verformungsabschnitte 23, 24 radial über den Schaft 19 des Aufweitwerkzeuges 1 ragen, kommt beim Vorschub des Aufweitwerkzeuges 1 der schon aufgeweitete Bereich des Rohrendes 27 nicht mit dem Schaft 19 in Berührung, so daß die Reibung sehr klein gehalten werden kann. Infolge der Drehbewegung und des hierbei erfolgenden Axialvorschubes werden nur stets sehr kleine Bereiche des Rohrendes 27 plastisch verformt, so daß keine hohen Antriebskräfte notwendig sind, um beim Vorschub und beim Drehen des Aufweitwerkzeuges das Rohrende 27 aufzuweiten.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Aufweitwerkzeuges 1 a, das zusätzlich zu den Aufweitabschnitten 23 a, 24 a am freien Ende weitere Aufweitabschnitte 29 und 30 aufweist, die radial weiter nach außen ragen als die Aufweitabschnitte 23 a, 24 a. Auch die Aufweitabschnitte 29, 30 sind kalottenförmig ausgebildet, haben also eine Oberseite, die in Umfangsrichtung und auch in Axialrichtung gekrümmt ist. Die Aufweitabschnitte 29, 30 liegen mit Abstand zu den Aufweitabschnitten 23 a, 24 a. Sie können, in Axialrichtung gesehen, auf gleicher Höhe wie die Aufweitabschnitte 23 a, 24 a liegen, aber auch in Umfangsrichtung versetzt zu ihnen angeordnet sein.

Das Aufweitwerkzeug 1 a mit den vier Verformungsabschnitten 23 a, 24 a, 29, 30 wird dann eingesetzt, wenn dickwandige Rohre aufgeweitet und/oder die Rohrenden sehr stark aufgeweitet werden müssen. Da hierbei größere plastische Verformungen notwendig sind, wird mit den in Vorschubrichtung des Aufweitwerkzeuges 1 a nachfolgenden Aufweitabschnitten 29, 30 das schon durch die vor ihnen liegenden Aufweitabschnitte 23 a, 24 a aufgeweitete Rohrende 27 nochmals nachverformt, so daß nicht die Gefahr besteht, daß das aufgeweitete Rohrende sich geringfügig zusammenzieht, sobald die Aufweitabschnitte 23 a, 24 a aus dem Rohr 7 herausgezogen sind. Sind nämlich größere plastische Verformungen vorzunehmen, besteht bei Verwendung nur der Aufweitabschnitte 23 a, 24 a die Gefahr, daß das aufgeweitete Rohrende 7 nach dem Zurückziehen des Aufweitwerkzeuges sich geringfügig elastisch zusammenzieht, so daß das Rohrende nicht den gewünschten Innendurchmesser aufweist. Mit den Aufweitabschnitten 29, 30 wird darum das Rohrende 27 im Anschluß an die Aufweitabschnitte 23 a, 24 a nochmals zur Durchmesservergrößerung geringfügig plastisch verformt. Diese zusätzliche Verformung sorgt dafür, daß nach dem Zurückziehen des Aufweitwerkzeuges 1 a das Rohrende den gewünschten vergrößerten Innendurchmesser beibehält.

Da im Bereich der Aufweitabschnitte sehr hohe Kräfte auftreten, ist dieser Endbereich 31 (Fig. 2) des Aufweitwerkzeuges 1, 1 a vorzugsweise verstärkt ausgebildet.

Bei einer einfachen Ausführung können die Klemmbacken 2, 3 nur eine einzige Aufnahme 12 aufweisen.

Claims (16)

1. Aufweitwerkzeug mit Aufweitabschnitten, die im Bereich eines Endes des Aufweitwerkzeuges vorgesehen sind und mit denen ein Ende eines Rohres zylindrisch aufweitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitabschnitte (23, 24; 23 a, 24 a) unbeweglich mit dem um seine Achse drehbaren Aufweitwerkzeug (1, 1 a) verbunden und zumindest annähernd kalottenförmig ausgebildet sind.

2. Aufweitwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitabschnitte (23, 24; 23 a, 24 a) einstückig mit dem Aufweitwerkzeug (1, 1 a) ausgebildet sind.

3. Aufweitwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitabschnitte (23, 24; 23 a, 24 a) diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind.

4. Aufweitwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitabschnitte (23, 24; 23 a, 24 a) die Enden eines Steges (25) sind, der am freien Ende des Aufweitwerkzeuges (1, 1 a) vorgesehen ist.

5. Aufweitwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schaft (19) hat, über den die Aufweitabschnitte (23, 24; 23 a, 24 a) radial ragen.

6. Aufweitwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (19) in einem Führungsteil (17) geführt ist, der in eine Gewindebohrung (11) einer Klemmvorrichtung (2, 3) geschraubt ist.

7. Aufweitwerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (19) axial über den Führungsteil (17) ragt und mit seinem überstehenden Ende (22) an einen Drehantrieb anschließbar ist.

8. Aufweitwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es drehfest mit dem Führungsteil (17) verbunden ist.

9. Aufweitwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens zwei weitere Aufweitabschnitte (29, 30) aufweist, die einen größeren Arbeitsdurchmesser haben als die anderen Aufweitabschnitte (23 a, 24 a) und ebenfalls zumindest annähernd kalottenförmig ausgebildet sind.

10. Aufweitwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Aufweitabschnitte (29, 30) axialen Abstand von den anderen Aufweitabschnitten (23 a, 24 a) haben.

11. Aufweitwerkzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Aufweitabschnitte (29, 30) diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind.

12. Aufweitwerkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Aufweitabschnitte (29, 30), in Axialrichtung des Aufweitwerkzeuges (1 a) gesehen, auf gleicher Höhe liegen wie die anderen Aufweitabschnitte (23 a, 24 a).

13. Aufweitwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das die Aufweitabschnitte (23, 24; 23 a, 24 a, 29, 30) aufweisende Ende (31) des Aufweitwerkzeuges (1, 1 a) verstärkt ausgebildet ist.

14. Aufweitwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (2, 3) mindestens eine, vorzugsweise mehrere, im Durchmesser unterschiedlich große Aufnahmen (12) für die Rohre (7) aufweist.

15. Aufweitwerkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (2, 3) fluchtend zu den Aufnahmen (12) liegende Gewindebohrungen (11) für den Führungsteil (17) aufweist.

16. Aufweitwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (17) mit einem Anschlag (20) versehen ist.