[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialpresse für die zu einer Pressachse
zentrische Radialverformung eines Werkstücks, mit zwei Jochen und einem Presswerkzeug,
welches einen in einem zwischen den Jochen definierten Werkzeugeinbauraum aufgenommenen
Pressbackensatz mit konzentrisch um die Pressachse herum angeordneten Pressbacken
umfasst, wobei die beiden Joche mittels eines Antriebssystems längs einer auf der
Pressachse senkrecht stehenden Antriebsachse relativ zueinander bewegbar sind und
der Abstand der Pressbacken zur Pressachse von der Stellung der beiden Joche zueinander
abhängt.
[0002] Radialpressen der vorstehend angegebenen Art, sog. "Jochpressen", kommen für diverse
Anwendungen zum Einsatz, beispielsweise für das Verbinden von Armaturen mit Schlauchabschnitten
im Rahmen der Herstellung einbaufertiger Hydraulik-Schlauchleitungen. Eine verbreite
Bauweise ist beispielsweise aus der
DE 4135465 A1 bekannt. Bei dieser rahmenlosen Jochpresse durchdringen zwei Zugstangen, welche endseitig
an dem oberen Joch fixiert sind und mit ihrem gegenüberliegenden unteren Ende jeweils
mit dem Kolben eines Hydraulikzylinders in Verbindung stehen, das untere Joch seitlich
außerhalb des Werkzeugeinbauraumes. Die
DE 19912976 A1 offenbart eine andersartig aufgebaute Jochpresse, bei der auf das untere Joch ein
unter diesem angeordneter zentraler Hydraulikzylinder wirkt, wobei der Kraftfluss
zum Oberjoch über einen Rahmen mit zwei seitlich außerhalb des Werkzeugeinbauraumes
angeordneten Zugstangen sichergestellt ist.
[0003] Gattungsgemäße Radialpressen haben sich für typische Anwendungen in der Praxis bewährt.
Bei sachgerechter Anwendung lassen sich beispielsweise langlebige, sehr hohen Anforderungen
genügende Verbindungen zwischen zwei Bauteilen (z.B. Schlauchabschnitt und Anschlussarmatur)
herstellen.
[0004] Für das Radialverpressen bestimmter Bauteile unter Verwendung der vorbekannten, als
Jochpressen ausgeführten Radialpressen ist allerdings nachteilig, dass die Bauteile
hierfür um ein erhebliches Maß vom Boden (auf das Niveau der Pressachse) abgehoben
werden müssen. Dies führt insbesondere bei langen und schweren, schwer zu handhabbaren
und/oder bodennah fixierten Bauteilen zu Problemen.
[0005] Im Lichte dieses Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, Radialpressen der eingangs angegebenen Art hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten
weiter zu verbessern, und zwar insbesondere dahingehend, dass insbesondere die Bearbeitung
schwerer, schwer handhabbarer und/oder bodennah fixierter Bauteile erleichtert wird.
[0006] Gelöst wird die vorstehend angegebene Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung,
indem bei einer Radialpresse der gattungsgemäßen Art die beiden Joche einander beidseits
des Werkzeugeinbauraumes durchdringen, wobei das Antriebssystem zwei außerhalb der
beiden Durchdringungszonen angeordnete, synchron wirkende Antriebseinheiten umfasst,
welche an Jochfortsätzen angreifen.
[0007] Bei der erfindungsgemäßen Radialpresse können demnach zwei synchron wirkende, beidseits
des Werkzeugeinbauraumes angeordnete Antriebseinheiten unmittelbar auf die beiden
Joche, nämlich deren außerhalb der Durchdringungszonen liegende Jochfortsätze, wirken.
Die für das Verpressen des Werkstücks erforderliche Kraft kann somit unmittelbar zwischen
den beiden Jochen wirken, indem die Joche im Bereich des Werkzeugeinbauraumes um das
gleiche Maße aufeinander zu bewegt werden, wie die Jochfortsätze - unter der Wirkung
der beiden Antriebseinheiten - voneinander entfernt werden. Die beiden Antriebseinheiten
können demnach auf der gleichen Höhe angeordnet werden wie der Werkzeugeinbauraum
bzw. das in diesem eingebaute Werkzeug. Oder mit anderen Worten: die beiden Antriebseinheiten
und das Werkzeug können im Wesentlichen auf einer Linie liegen. Die Bauhöhe der Radialpresse
lässt sich demgemäß minimieren. Idealerweise lässt sich die Bauhöhe auf das Maß reduzieren,
das durch die Joche - in der geöffneten Stellung der Radialpresse - vorgegeben ist;
und dementsprechend niedrig oberhalb des Bodens kann die Pressachse verlaufen. Dies
ist für die Lösung der vorstehend erörterten Problematik entscheidend. Hinzu kommt,
dass, weil die beiden Antriebseinheiten unmittelbar auf die beiden Joche, d.h. die
Jochfortsätze, wirken und die Presskraft unmittelbar in diese einleiten, die erfindungsgemäße
Radialpresse ohne Rahmen auskommen kann. Damit kann sich die Erfindung sogar in einer
Steigerung der Präzision und Reproduzierbarkeit auswirken, weil eine die Reproduzierbarkeit
beeinträchtigende Nachgiebigkeit des Rahmens entfällt. Der mögliche Wegfall eines
Rahmens kann sich zudem vorteilhaft auswirken im Hinblick auf das Gewicht, den Raumbedarf
und die Herstellungskosten. Schließlich ist als möglicher praxisrelevanter Vorteil
anzuführen, dass die beiden Joche - bei geeigneter Ausgestaltung der Durchdringungszonen
- einander gegenseitig aussteifen können, so dass bei einer asymmetrischen, längs
der Pressachse versetzten Platzierung des Werkstücks in dem Werkzeug die Gefahr eines
Verkantens der Joche relativ zueinander reduziert ist. Eine solche wechselseitige
Aussteifung der beiden Joche gegeneinander im Bereich von Durchdringungszonen, welche
beidseits des Werkzeugeinbauraumes angeordnet sind und in denen sich die beiden Joche
wechselseitig durchdringen bzw. kreuzen, und die hierdurch mögliche entsprechende
wechselseitige Führung der Joche aneinander können im Übrigen mit den geschilderten
Vorteilen auch bei solchen (rahmenlosen oder rahmenbehafteten) Radialpressen zum Einsatz
kommen, bei denen das Antriebssystem konventionell (d.h. entsprechend dem einleitend
dargelegten Stand der Technik) ausgeführt ist, wobei in diesem Falle auch die für
die erfindungsgemäße Radialpresse charakteristischen Jochfortsätze entfallen können.
[0008] Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist als Antriebseinheit, welche an den beiden
zugeordneten Jochfortsätzen angreift, jede technische Einrichtung zu verstehen, mittels
derer sich die beiden betreffenden Jochfortsätze relativ voneinander entfernen lassen,
um die Joche im Bereich des Werkzeugeinbauraumes im entsprechenden Maß aufeinander
zu zu bewegen. In Betracht kommen insbesondere hydraulische oder elektrische Aktoren
(z.B. Hydraulikzylinder bzw. elektrische Spindelantriebe), ggf. mit diesen nachgeschalteten
mechanischen Kraftverstärkern (z.B. in Form von Keilgetrieben). Aber auch rein mechanische
Antriebseinheiten sind denkbar, beispielsweise Exzenter. Solche zwei rein mechanischen
Antriebseinheiten (z.B. Exzenter-Antriebseinheiten) würden dann bevorzugt - über eine
Koppeleinrichtung miteinander gekoppelt - von einem einzigen gemeinsamen Aktor (z.B.
Hydraulikzylinder) betätigt.
[0009] Vorzugsweise weisen die beiden Antriebseinheiten zueinander und zur Antriebsachse
parallele Arbeitsrichtungen auf. In diesem Falle ergeben sich optimale Kraftverhältnisse.
Im Einzelfall kann sich indessen auch eine nicht-parallele Orientierung der Arbeitsrichtungen
der beiden Antriebseinheiten zueinander als zweckmäßig erweisen, wobei allerdings
die resultierende Antriebskraft auch in diesem Fall typischerweise parallel zur Antriebsachse
verläuft.
[0010] Umfassen die beiden Antriebseinheiten jeweils mindestens (s.o.) einen Hydraulikzylinder,
so erweist sich als positiv, dass durch die kinematischen Verhältnisse (Schließen
des Werkzeugs beim Auseinanderfahren der Jochfortsätze) eine Verlängerung des Hydraulikzylinders
(durch Ausfahren der Kolbenstange) dem Schließen des Werkzeugs entsprechen kann. Demgemäß
erfolgt zum Schließen der Radialpresse, d.h. für das Pressen des Werkstücks, eine
Beaufschlagung des jeweiligen Kolben-Arbeitsraumes (und nicht des flächenmäßig kleineren
Kolbenstangen-Arbeitsraumes), wodurch bei gegebenen Abmessungen des Hydraulikzylinders
und vorgegebenem Hydraulikdruck maximale Presskräfte erzielbar sind. Auch dies ist
ein Aspekt der Bereitstellung einer besonders kompakten und trotzdem leitungsfähigen
Radialpresse. Für den dem Öffnen der Radialpresse dienenden Rückhub kann der Hydraulikzylinder
doppeltwirkend ausgebildet sein; oder der Rückhub kann durch eine Rückstellfeder bewirkt
werden.
[0011] Eine andere bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, dass jede Antriebseinheit eine Mehrzahl von (funktional) parallel geschalteten
Antriebselementen umfasst. Insbesondere können die einzelnen Antriebselemente jeder
Antriebseinheit in Richtung der Pressachse nebeneinander angeordnet sein. So kann
zum einen der vorhandene Bauraum optimal genutzt werden, was eine besonders kompakte
Ausführung der erfindungsgemäßen Radialpresse begünstigt. Weiterhin kann diese Weiterbildung
hinsichtlich der Effizienz vorteilhaft sein, weil die Zahl der jeweils aktivierten
Antriebselemente (z.B. beaufschlagten Hydraulikzylinder) in Abhängigkeit von der jeweiligen
Aufgabe gewählt und somit an letztere optimal angepasst werden kann. Auch kann die
Aktivierung der einzelnen Antriebselemente in Abhängigkeit von der jeweiligen Phase
innerhalb des Presszyklus' erfolgen, beispielsweise indem während des Schließen-Leerhubs
(sowie während des Öffnens der Radialpresse) nur eines der Antriebselemente aktiv
ist, wohingegen beim Kraftpressen sämtliche Antriebselemente aktiv sind.
[0012] In mehrfacher Hinsicht ist besonders vorteilhaft, wenn die Joche jeweils eine Mehrzahl
von zueinander parallelen Lamellen umfassen, welche über außerhalb der Durchdringungszonen
angeordnete Distanzelemente auf Abstand zueinander gehalten werden. Diese Weiterbildung
zeichnet sich nicht nur durch eine optimale Materialausnutzung in dem Sinne aus, dass
sich für in einer Jochpresse typische Belastungszustände in den Lamellen ideale Kraftflussverhältnisse
ergeben können, sondern auch durch besonders attraktive Herstellungskosten, nicht
zuletzt auch unter dem Gesichtspunkt einer möglichen Baukasten-Konzeption ähnlicher
Radialpressen mit unterschiedlich breiten Jochen. Gerade im Hinblick hierauf ist auch
die vorstehend dargelegte Ausführung der Antriebseinheiten mit mehreren zueinander
parallel geschalteten Antriebselementen besonders attraktiv. Die Lamellen bestehen
bevorzugt aus Stahlblech mit einer Dicke, die über die gesamte Erstreckung der Lamellen
konstant ist; und die einzelnen Lamellen weisen bevorzugt alle eine übereinstimmende
Dicke auf. Besonders vorteilhaft werden die Lamellen mittels eines Laserstrahls aus
einem Stahlblech herausgeschnitten. Besonders bevorzugt sind die zwischen den Lamellen
angeordneten Distanzelemente durch Distanzplatten gebildet, deren Dicke geringfügig
größer ist als die Dicke der Lamellen. Zur Bildung eines Blocks aus den Lamellen und
den zwischen diesen angeordneten Distanzelementen sind bekannten Fügetechniken (Verschrauben,
Nieten, Stiften, Kleben, Schweißen, Löten etc.) einsetzbar.
[0013] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt Linearführungen vorgesehen, welche
- mit parallel zu der Antriebsachse orientierter Bewegungsachse - zwischen den beiden
Jochen wirken. Solche Linearführungen können im Bereich der Durchdringungszonen der
beiden Joche vorgesehen sein. Allerdings ist auch eine andere Platzierung denkbar,
beispielsweise an den Jochfortsätzen, z.B. im Bereich von deren Enden.
[0014] Nach einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung
ist vorgesehen, dass die beiden Joche vollständig voneinander getrennt werden können.
Dies lässt sich bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Radialpresse mit vergleichsweise
geringem Aufwand realisieren, und zwar insbesondere dann, wenn die Joche - entsprechend
der Ausführung in ihren Durchdringungsbereichen - auch im Bereich der Jochfortsätze
lamellenartig ausgeführt sind. So kann in besonders bevorzugter Weise das obere Joch
nach oben hin von dem unteren Joch abgehoben werden, nachdem die Antriebseinheiten
aus dem Raum zwischen den beiden jeweils zugeordneten Jochfortsätzen entfernt wurden.
In diesem Sinne ist somit der Angriff der beiden Antriebseinheiten bevorzugt an zumindest
jeweils einem der beiden jeweils zugeordneten Jochfortsätze trennbar. Der Vorteil
einer solchen Radialpresse ist, dass - bei teilbarer Ausführung auch des Werkzeugs
- eine Radialverpressung an beliebigen Positionen des Werkstücks erfolgen kann, also
beispielsweise auch bei einem - von oben in die vollständig geöffnete Radialpresse
einzulegenden - endlos verlegten Rohr.
[0015] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten
bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei - in einer
perspektivischen Ansicht - das entsprechende Ausführungsbeispiel in einem teilweise
geschlossenen Zustand.
[0016] Die in der Zeichnung gezeigte, der zentrischen Radialverformung eines (nicht gezeigten)
Werkstücks dienende Radialpresse 1 umfasst zwei Joche, nämlich ein unteres Joch 2
und ein oberes Joch 3, sowie ein Presswerkzeug 4. Dieses ist konventionell ausgeführt,
indem es einen Pressbackensatz 5 mit konzentrisch um eine Pressachse X herum angeordneten
Pressbacken 6 umfasst, der in einem zwischen den Jochen 2, 3 definierten Werkzeugeinbauraum
7 aufgenommen ist. Die beiden Joche 2, 3 sind längs einer auf der Pressachse X senkrecht
stehenden Antriebsachse A relativ zueinander bewegbar. In Abhängigkeit von der Stellung
der beiden Joche 2, 3 zueinander verändert sich der Abstand der Pressbacken 6 zur
Pressachse X.
[0017] Beidseits des Werkzeugeinbauraumes 7 durchdringen die beiden Joche 2, 3 einander
kammartig. Außerhalb der beiden Durchdringungszonen D liegen demgemäß zwei endseitige
Jochfortsätze 8 des unteren Jochs 2 oberhalb der endseitig an dem oberen Joch 3 vorgesehenen
Jochfortsätze 9.
[0018] Das Antriebssystem, mittels dessen sich die beiden Joche 2, 3 längs der Antriebsachse
A relativ zueinander bewegen lassen, umfasst zwei außerhalb der beiden Durchdringungszonen
D angeordnete, an den beiden jeweils zugeordneten Jochfortsätzen 8, 9 angreifende,
synchron wirkende Antriebseinheiten 10 in Form von doppeltwirkenden Hydraulikzylindern
11, deren jeweilige Arbeitsrichtung H zur Antriebsachse A parallel orientiert ist.
Eine Beaufschlagung des jeweiligen kolbenseitigen Arbeitsraumes ("Kolben-Arbeitsraumes")
wirkt sich im Sinne eines Schließens der Presse aus; zum Öffnen der Presse werden
demgegenüber die kolbenstangenseitigen Arbeitsräume ("Kolbenstangen-Arbeitsräume")
beaufschlagt.
[0019] Die beiden Joche 2, 3 umfassen jeweils eine Mehrzahl von zueinander parallelen Lamellen
12. Mit Ausnahme der Durchdringungszonen D, d.h. sowohl im Bereich des Werkzeugeinbauraumes
7 als auch im Bereich der Jochfortsätze 8, 9, sind zwischen den Lamellen 12 durch
Distanzplatten 13 gebildete Distanzelemente 14 aufgenommen, mittels derer die Lamellen
12 auf einem vorgegebenen Abstand zueinander gehalten werden. Die Lamellen 12 und
die Distanzplatten 13, deren Dicke geringfügig größer ist als die Dicke der Lamellen
12, bilden im Bereich des Werkzeugeinbauraumes 7 und in den Bereichen der beiden Jochfortsätze
8, 9 jeweils einen Block, zu welchem Zweck sie mittels der Bolzen 15 gegeneinander
verspannt sind. Im Bereich der Jochfortsätze 8, 9 sind die durch die gestapelten Lamellen
12 und Distanzplatten 13 gebildeten Blöcke seitlich sowie an der dem jeweils gegenüberliegenden
Jochfortsatz zugewandten Seite durch einen klammerartigen Schuh 16 umgriffen, wobei
der jeweilige Hydraulikzylinder 11 sich an den beiden jeweils zugeordneten Schuhen
16 abstützt. Die Schuhe 16 sind somit weiterhin speziell im Hinblick auf den Anschluss
des jeweiligen Hydraulikzylinders 11 (bzw. eines sonstigen Antriebselements) ausgebildet.
[0020] Um die beiden Joche 2, 3 vollständig voneinander trennen zu können, wäre nach den
obigen Ausführungen eine Modifikation des gezeigten Ausführungsbeispiels dahingehend
vorzunehmen, dass sich die im Bereich der Jochfortsätze 8, 9 vorgesehenen Distanzplatten
13 (mitsamt der beiden Hydraulikzylinder 11) leicht entfernen lassen. Eine in dieser
Hinsicht günstige Ausgestaltung sieht vor, dass die Distanzplatten 13 und der jeweilige
klammerartige Schuh 16 ein integrales Bauteil bilden, in dessen zwischen den Distanzplatten
vorgesehenen Nuten die Lamellen 12 des betreffenden Jochs 2, 3 einlegbar sind.
1. Radialpresse (1) für die zu einer Pressachse (X) zentrische Radialverformung eines
Werkstücks, mit zwei Jochen (2, 3) und einem Presswerkzeug (4), welches einen in einem
zwischen den Jochen (2, 3) definierten Werkzeugeinbauraum (7) aufgenommenen Pressbackensatz
(5) mit konzentrisch um die Pressachse (X) herum angeordneten Pressbacken (6) umfasst,
wobei die beiden Joche (2, 3) mittels eines Antriebssystems längs einer auf der Pressachse
(X) senkrecht stehenden Antriebsachse (A) relativ zueinander bewegbar sind und der
Abstand der Pressbacken (6) zur Pressachse (X) von der Stellung der beiden Joche (2,
3) zueinander abhängt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Joche (2, 3) einander beidseits des Werkzeugeinbauraumes (7) durchdringen,
wobei das Antriebssystem zwei außerhalb der beiden Durchdringungszonen (D) angeordnete,
synchron wirkende Antriebseinheiten (10) umfasst, welche an Jochfortsätzen (8, 9)
angreifen.
2. Radialpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antriebseinheiten (10) zueinander und zur Antriebsachse (A) parallele
Arbeitsrichtungen (H) aufweisen.
3. Radialpresse nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebseinheit (10) eine Mehrzahl von parallel geschalteten Antriebselementen
umfasst.
4. Radialpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Antriebselemente in Richtung der Pressachse (X) nebeneinander angeordnet
sind.
5. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Joche (2, 3) jeweils eine Mehrzahl von zueinander parallelen Lamellen (12) umfassen,
welche über mit Ausnahme im Bereich der Durchdringungszonen (D) angeordnete Distanzelemente
(14) auf Abstand zueinander gehalten werden.
6. Radialpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (12) aus Stahlblech übereinstimmender Dicke bestehen.
7. Radialpresse nach Anspruch 5 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente (14) durch Distanzplatten (13) gebildet sind, deren Dicke geringfügig
größer ist als die Dicke der Lamellen (12).
8. Radialpresse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Jochfortsätze (8, 9) klammerartige Schuhe (16) vorgesehen sind, welche
jeweils einen durch die Lamellen (12) und die Distanzelemente (14) gebildeten Block
zumindest teilweise umgreifen.
9. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (10) hydraulische oder elektrische Aktoren und diesen nachgeschaltete
mechanische Kraftverstärker umfassen.
10. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselemente (10) Hydraulikzylinder (11) umfassen, wobei sich eine Beaufschlagung
des jeweiligen Kolbenarbeitsraumes im Sinne eines Schließens der Radialpresse (1)
auswirkt.
11. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Joche (2, 3) vollständig voneinander trennbar sind.
12. Radialpresse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Angriff der beiden Antriebseinheiten (10) an zumindest jeweils einem der Jochfortsätze
(8, 9) trennbar ist.
13. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Jochen (2, 3) Linearführungen mit parallel zu der Antriebsachse
(A) orientierter Bewegungsachse wirken.