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Presswerkzeug - Dokument DE10237406A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10237406A1 11.03.2004
Titel Presswerkzeug
Anmelder Mapress GmbH & Co. KG, 40764 Langenfeld, DE
Erfinder Hafizoglu, Ugur, 40878 Ratingen, DE
Vertreter P.E. Meissner und Kollegen, 14199 Berlin
DE-Anmeldedatum 12.08.2002
DE-Aktenzeichen 10237406
Offenlegungstag 11.03.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.03.2004
IPC-Hauptklasse B21D 37/06
IPC-Nebenklasse B21D 39/04   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Presswerkzeug zum Verbinden von metallischen rohrförmigen Werkstücken mit einem Pressring aus gelenkartig miteinander verbundenen Pressbackenelementen und wenigstens einem Kupplungsglied, mit dem das an wenigstens einer Schließstelle zwischen zwei Pressbackenelementen offene Presswerkzeug die der Schließstelle benachbarten Pressbackenelemente provisorisch verbindbar sind und die Schließstelle Angriffspunkte für eine Schließeinrichtung aufweist, mit der die Pressbackenelemente zu einem geschlossenen Ring zusammenbringbar sind. Bei geschlossenem Kupplungsglied sind alle Abstände (A5, A6) zwischen benachbarten Pressbackenelementen gleich groß, wobei die Summe aller Abstände (A5, A6), in Abhängigkeit von der Größe des zu verbindenden Werkstückes und vom verwendeten Werkstoff, der für eine qualitativ einwandfreie Verbindung erforderlichen Einpresstiefe entspricht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betriftt ein Presswerkzeug zum Verbinden von metallischen rohrförmigen Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Zum Verbinden von glattendigen Leitungsrohren ist es bekannt, hülsenförmige Pressfittings zu verwenden, die plastisch verformbar sind und aus Metall, vorzugsweise aus Stahl bestehen. Daneben wird auch Kupfer vennrendet und für besondere Verwendungszwecke, z. B. Schifte, auch eine seewasserbeständige Kupfer-Nickel-Knetlegienmg, bekannt unter der Bezeichnung CuNi10Fe1,6Mn (Cunifem).

Der Innendurchmesser der Pressfittings ist größer als der Außendurchmesser der zu verbindenden Leitungsrohre und beim radialen Zusammenpressen werden diese zum Anlegen an der Mantelfläche der Leitungsrohrenden bleibend verformt. Eine solche Rohrverbindung und der dazugehörige Pressfitting ist beispielsweise der DE 1187870 C zu entnehmen.

Für das radiale Zusammenpressen sind verschiedene Formen von Presswerkzeugen entwickelt worden. Da das Verfahren zunächst auf das Verbinden von Leitungsrohrenden mit kleineren Durchmessern (≤ 54 mm) angewendet wurde, kam man mit Presswerkzeugen aus, die nur zwei Pressbacken aufwiesen (DE 3423283 A1). Werden größere Durchmesserverkleinerungen bzw. Einpresstiefen gefordert, ist es erforderlich, mehr als zwei Pressbacken vorzusehen, damit es zwischen den Stirnseiten der Pressbacken nicht zum Ausbilden von nach außen vorstehenden Stegen kommt, welche ein vollständiges Schließen der Pressbacken verhindern würden. Presswerkzeuge dieser Art sind in der EP A 0451806 und EP 0671984 B1 offenbart. Diese Presswerkzeuge, auch Press-Schlingen genannt, weisen einen an einer Schließsteile offenen Pressring auf, der aus gelenkartig miteinander verbundenen Pressbackenelementen besteht. Vorzugsweise setzen sich die Pressbackenelemente aus Pressbackenträgem und darin in Umfangsrichtung beweglich geführten Pressbacken zusammen. Ein solcher Pressring kann um die zu verpressende Stelle manschettenartig herum gelegt und dann mit Hilfe einer Schließeinrichtung zusammengezogen werden. Vorzugsweise ist die Schließeinrichtung als eine von dem Pressring getrennte Einheit ausgebildet, welche an den über den Pressfitting herum gelegten Pressring im Bereich der Schließstelle angesetzt werden kann und zwar an hierfür vorgesehenen und an die Schließeinrichtung angepassten Angriffspunkten an beiden der Schließstelle benachbarten Pressbackenelementen.

Beim Verpressen von Pressfittings aus Kupfer und insbesondere aus der seewasserbeständigen Legierung Cunifem bilden sich bei Verwendung von Press-Schlingen im Stimseitenbereich zweier benachbart liegender Pressbackenelemente unzulässig große Grate, die sogar zur Zerstörung des Pressfittings führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Presswerkzeug der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass auch Pressfittings aus Kupfer und Kupferlegierungen damit einwandfrei verpresst werden können.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.

Nach der Lehre der Erfindung sind alle Abstände zwischen den Pressbackenelementen gleich groß, wobei die Summe aller Abstände in Abhängigkeit von der Größe des zu verbindenden Werkstückes und vom verwendeten Werkstoff der für eine qualitativ einwandfreie Verbindung erforderlichen Einpresstiefe entspricht.

Überlegungen und Verpressversuche haben zu der Erkenntnis geführt, dass im geschlossenen Zustand der Press-Schlinge den Abständen zwischen den Pressbackenelementen für die Qualität der Verpressung eine entscheidende Bedeutung zukommt. Je geringer diese Abstände gewählt werden, um so besser ist das Verpressergebnis.

Gegenläufig dazu muss aber zur Erzielung einer erforderlichen Einpresstiefe die Summe der Abstände in Abhängigkeit von der Größe des zu verpressenden Werkstückes und des verwendeten Werkstoffes einem Mindestwert entsprechen.

Das Ziel einer guten Verpressbarkeit wird man um so besser eneichen, je feiner der Gesamtabstand – gleich Summe aller Abstände – aufgeteilt wird. Dies führt im Grenzfall zu sehr vielen winzig kleinen Pressbackenelementen mit ganz geringen Umfangserstreckungen. Ein solches Werkzeug wird teuer in der Herstellung, zumal der erforderliche Platzbedarf für die Anordnung der Gelenkverbindungen der Unterteilung eine Grenze setzt. Auch bei Beibehaltung der Anzahl der Pressbackenträger sind der Miniaturisierung der einzelnen Pressbacken Grenzen gesetzt.

Ein erster Erfolg hinsichtlich der Qualität der Verpressung ist mit einer Vergleichmäßigung der Abstände zu eneichen. Bislang ist es so, dass der Abstand zwischen zwei benachbart angeordneten Pressbackenelementen im Bereich der Schließstelle am größten und genau gegenüber am geringsten ist. Sorgt man nun dafür, dass alle Abstände gleich groß sind, verbessert sich das Verpressergebnis nachweislich.

Die entscheidende Qualitätsverbesserung wird aber erst dann eneicht, wenn der einzelne Abstand höchstens gleich oder kleiner ist als ein ermittelter Grenzwert. Dies kann man in der Weise realisieren, wenn man statt einer üblichen Vierer-Teilung der Pressbacken eine Sechser-Teilung wählt. Dies hat den Vorteil, dass die Feinunterteilung herstellungsmäßig gut behenschbar ist und gleichzeitig der einzelne Abstand geringer ausfällt, als bislang üblich.

In bekannter Weise besteht ein Pressbackenelement jeweils aus einem Pressbackenträger und mindestens aus einer dann in Umfangsrichtung verschiebbar angeordneten Pressbacke. Zur Führung ist der Pressbackenträger mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut versehen in der der komplementär dazu ausgebildete Kopfbereich der Pressbacke entlanggleitet. Alternativ wird die jeweilige Pressbacke durch je ein Paar Führungslaschen in radialer Position gehalten.

Ein so ausgestaltetes Presswerkzeug kann im Sinne der Erfindung in einfacher Weise umgerüstet werden.

Beispielsweise ersetzt man eine Pressbacke durch zwei Pressbacken und teilt auf diese Weise den bisherigen großen Abstand in zwei kleinere Abstände auf. Gestaltet man die Führungslasche entsprechend, so können statt einer großen Pressbacke zwei kleinere Pressbacken in Position gehalten werden. Auf diese Weise wird die Anordnung eines weiteren Paares von Führungslaschen vermieden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einem in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

1a in einer Draufsicht ein Presswerkzeug nach dem Stand der Technik ohne Führungslaschen,

1b wie 1a aber mit Führungslaschen,

2 in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Preßwerkzeuges,

3a in einer Draufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel,

3b wie 3a aber mit Führungslaschen.

In 1a und 1b ist in einer Draufsicht ein Presswerkzeug 1 nach dem bekannten Stand der Technik dargestellt. In dieser hier dargestellten Ausführungsform besteht es aus drei Pressbackenträgern 24, die über eine Verbindungslasche 5, 6 gelenkig miteinander verbunden sind. In den Gelenken sind Bolzen 7 angeordnet, die sich durch entsprechende Üffnungen in den Pressbackenträger 24 und den Verbindungslaschen 5, 6 erstrecken. An den Pressbackenträgem 24 sind in Umfangsrichtung verschiebbar Pressbacken 811 angeordnet. An einer Stelle ist das Presswerkzeug 1 offen und mit einem Kupplungselement versehen. Das Kupplungselement besteht aus zwei Kupplungslaschen 12, 13, die über einen Gelenkbolzen 14 miteinander verbunden sind.

Um die Pressbacken 811 in radialer Position halten zu können, sind Paare von Führungslaschen 1518 vorgesehen, wobei eine Führungslasche auf der Vorder- und eine auf der Rückseite des Presswerkzeuges 1 angeordnet ist. Damit die Führungslaschen 15 - 18 fest positioniert bleiben, sind sie mit Stiften 19 anetiert.

Kennzeichnend für das bekannte Presswerkzeug 1 ist der sich im geschlossenen Zustand der Kupplung vor dem Verpressen ergebende Abstand zwischen zwei benachbart liegenden Pressbacken. Gemäß der Darstellung in 1a ist im Bereich der Kupplung der Abstand A1 zwischen den beiden benachbart liegenden Pressbacken 8, 11 am größten. Der genau gegenüberliegende Abstand A3 zwischen den beiden benachbart liegenden Pressbacken 9, 10 ist am kleinsten. Die beiden übrigen Abstände A2 und A4 sind gleich groß und liegen zwischen dem Größt- und dem Kleinstwert.

In 2 ist in einer Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Presswerkzeug 20 dargestellt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen gewählt worden sind. Die gemäß 1 a vorgesehenen Pressbacken 811 wurden so positioniert, dass sich zwischen allen Pressbacken 811 ein gleichgroßer Abstand A5 ergibt. Dieser Abstand A5 ist kleiner als der Größtwert A1 und größer als der Kleinstwert A3 nach dem Stand der Technik.

Schon mit dieser sehr simplen Lösung wird eine Verbesserung in der Qualität der Verpreseung erreicht.

Der eigentliche Durchbruch wird dann erreicht, wenn man gemäß 3a den Gesamtabstand feiner unterteilt. Dann ergibt sich für das erfindungsgemäße Presswerkzeug ein gleichgroßer Abstand A6, der kleiner ist als der Kleinstwert A3 nach dem Stand der Technik.

"Die ehemals beiden großen Pressbacken 8, 11 nach dem Stand der Technik (1a) wurden in vier gleichgroße kleinere Pressbacken 22, 22', 22'', 22''' aufgeteilt. Dabei ist wesentlich, dass die Summe aller Abstände d. h. 6 × A6 in etwa gleich ist 4 × A5 und diese wiederum gleich ist der Summe A1+A2+A3+A4. Nur dann ist gewährleistet, dass die erforderliche Einpresstiefe eneicht wird.

Bei der Bildung zweier weiterer Pressbacken, gemäß 3a, wäre an sich ein weiteres Paar Führungslaschen erforderlich. Wie 3b zeigt, kann man dies durch eine entsprechende Ausgestaltung der Führungslaschen umgehen. Statt einer Pressbacke werden durch die verbreiterte Führungslasche 23, 23' nunmehr je zwei Pressbacken 22, 22' bzw. 22'', 22''' in Position gehalten. Das vereinfacht das Umrüsten der nach dem Stand der Technik vorhandenen Presswerkzeuge 1.

Bezugszeichenliste

Anspruch[de]
  1. Presswerkzeug zum Verbinden von metallischen rohrförmigen Werkstücken mit einem Pressring aus gelenkartig miteinander verbundenen Pressbackenelementen und wenigstens einem Kupplungsglied, mit dem das an wenigstens einer Schließstelle zwischen zwei Pressbackenelementen offene Presswerkzeug die der Schließstelle benachbarten Pressbackenelemente provisorisch verbindbar sind und die Schließstelle Angriffspunkte für eine Schließeinrichtung aufweist, mit der die Pressbackenelemente zu einem geschlossenen Ring zusammenbringbar sind und dabei auf das metallische Werkstück eine Umformungskraft aufgeprägt wird, wobei bei geschlossenem Kupplungsglied vor Betätigen der Schließeinrichtung jeweils zwei benachbarte Pressbackenelemente einen Abstand zueinander aufweisen. dadurch gekennzeichnet, dass alle Abstände (A5, A6) gleich groß sind, wobei die Summe aller Abstände (A5, A6), in Abhängigkeit von der Größe des zu verbindenden Werkstückes und vom verwendeten Werkstoff, der für eine qualitativ einwandfreie Verbindung erforderlichen Einpresstiefe entspricht.
  2. Rohrpresswerkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass alle Abstände (A6) höchstens gleich oder kleiner sind als ein für den verwendeten Werkstoff ermittelter Grenzwert.
  3. Rohrpresswerkzeug nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert für den einzelnen Abstand für Kupfer und Kupferlegierungen kleiner ist als der für Edelstahl, der wiederum kleiner ist als der für Kohlenstoffstahl.
  4. Rohrpresswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 – 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Pressbackenelement jeweils aus einem Pressbackenträger (24) und mindestens einer Pressbacke (811, 22) besteht, wobei die Pressbacke (811, 22) im Pressbackenträger (24) in Umfangsrichtung verschiebbar gelagert und das Kupplungsglied (1214) an den Pressbackenträgem (2, 4) sitzt und die Pressbackenträger (24) gelenkig miteinander verbunden sind.
  5. Presswerkzeug nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass jede Pressbacke (811) durch je ein Paar Führungslaschen (1518) in radialer Position gehalten wird.
  6. Presswerkzeug nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass mit nur einem Paar Führungslaschen (23, 23') zwei Pressbacken (22, 22', 22'', 22''') in radialer Position gehalten werden.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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