GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeugkopf für eine Pressmaschine, insbesondere
für eine Rohrpressmaschine, zum plastischen Verformen eines rohrförmigen Werkstücks,
insbesondere eines Fittings. Ferner betrifft die Erfindung eine Pressmaschine sowie
ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Pressmaschine.
TECHNISCHER HINTERGRUND
[0002] Im Stand der Technik sind mehrere Verfahren zum Verbinden von rohrförmigen Werkstücken
bekannt. Beispielsweise können Rohre miteinander verlötet oder verschweißt werden.
Weiterhin ist bekannt, das Ende eines kleineren Rohres in ein Rohrende eines größeren
Rohres einzustecken und anschließend beide Rohrenden miteinander zu verpressen.
[0003] In anderen Fällen wird das Verpressen mit Hilfe eines (Press-)Fittings durchgeführt.
Dazu können Pressmaschinen, wie beispielsweise Rohrpressmaschinen, verwendet werden,
um ein Rohr mit einem Pressfitting zu verbinden. Ein solches Fitting kann zum Beispiel
als Rohrleitungsfitting ausgestaltet sein, welches als Verbindungsstück einer Rohrleitung
verwendet werden kann. Die zu verbindenden Rohrenden werden in das Fitting eingesteckt
und das Fitting anschließend mit den Rohrenden verpresst. Ein Fitting kann aus verschiedenen
Materialien bestehen, beispielsweise aus Kupfer, Aluminium, Kunststoff, Komposit und/oder
(Edel-)Stahl.
[0004] Eine (Rohr-)Pressmaschine kann Pressbacken aus Metall, wie beispielsweise Aluminium,
Titan oder Stahl umfassen, die austauschbar sein können. Ebenso können die Pressbacken
aus einem Komposit-Material gefertigt sein. Weiterhin kann die Pressmaschine einen
austauschbaren Werkzeugkopf, wie eine Presszange umfassen, der die Pressbacken aufweist.
Mittels der Pressbacken bzw. der Presszange kann eine Kraft auf das Fitting ausgeübt
werden, um es derart plastisch zu verformen, sodass das Fitting möglichst schlüssig,
dicht und fest an einem Rohr (bzw. Rohrende) anliegt. Beim Einsatz einer solchen Pressmaschine
werden die Pressbacken relativ zueinander verschwenkt und dabei zusammengedrückt,
um ein dazwischen angeordnetes Fitting über ein Rohr zu verpressen. Die Pressmaschine
kann handgeführt sein, und durch einen Antrieb angetrieben werden. Typischerweise
kommen elektrische und/oder hydraulische Antriebe zum Einsatz.
[0005] Das Verschwenken der Pressbacken führt zu einer unerwünschten Gratbildung am Fitting.
Ferner führt das Verschwenken zu einem ungleichmäßigen Aufbringen der Presskraft.
So wird durch das Verschwenken der Pressbacken in einem Bereich, der der Schwenkachse
benachbart ist eine höhere Presskraft aufgebracht, als in einem Bereich, der von der
Schwenkachse entfernt liegt. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Pressung. Insbesondere
beim Verpressen von empfindlichen Fittings, wie sehr dünnwandigen Fittings, kann dabei
eine maximal zulässige Presskraft bereichsweise (z.B. benachbart der Schwenkachse)
überschritten werden, während beispielsweise in einem Bereich, der von der Schwenkachse
entfernt liegt, die benötigte Presskraft nicht erreicht wird.
[0006] Zudem sind bekannte Werkzeugköpfe voluminös und können nur bedingt in beengten Bereichen
eingesetzt werden. Insbesondere durch das relative Verschwenken der Pressbacken zueinander
verändert sich das Umfangsvolumen bekannter Werkzeugköpfe beim Öffnen der Pressbacken
sehr stark, sodass bekannte Werkzeugköpfe für den Einsatz in beengten Bereichen, wie
beispielsweise bei der Montage von Klimaanlagen oder Heizungen, insbesondere beim
Nachrüsten von Klima- oder Heizmodulen, nicht oder nur bedingt geeignet sind.
[0007] Weiterhin sind bekannte Werkzeugköpfe oftmals schwer ausreichend exakt zu positionieren,
sodass das zu verpressende Werkstück (Fitting) vor dem Verpressen nicht ideal gegriffen
werden kann. Dies kann zu einer Verformung des Werkstücks an einer Stelle führen,
die für die Verformung nicht vorgesehen ist, sodass letztlich die Dichtigkeit der
Verbindung der rohrförmigen Werkstücke nicht sichergestellt werden kann.
[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugkopf bereitzustellen,
der klein und einfach zu positionieren ist und eine gleichmäßige Presskraft aufbringen
kann. Diese und weitere Aufgaben, die für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung
ersichtlich werden, werden durch einen Werkzeugkopf für eine Pressmaschine gemäß Anspruch
1, eine Pressmaschine nach Anspruch 13 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer
Pressmaschine gemäß Anspruch 15 gelöst.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0009] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeugkopf für eine Pressmaschine insbesondere
eine Rohrpressmaschine, zum plastischen Verformen eines rohrförmigen Werkstücks, insbesondere
eines Fittings. Das rohrförmige Werkstück kann beispielsweise ein Fitting sein und
zum Verbinden zweier Rohre mit diesen verpresst werden. Das Fitting kann dabei beispielsweise
zumindest teilweise aus Kupfer, Aluminium, Kunststoff, Komposit und/oder Edel (-Stahl)
bestehen. Der Werkzeugkopf bzw. die Pressmaschine wiederrum kann dazu eingerichtet
sein, um ein solches rohrförmiges Werkstück, wie beispielsweise ein Fitting, derart
plastisch zu verformen, dass es mit einem im Fitting angeordneten Rohrleitungsstück
verbunden wird. Insbesondere kann mittels der Pressmaschine bzw. des Werkzeugkopfes
ein Verpressen durchgeführt werden, um ein Fitting mit einem Rohr form- und/oder kraftschlüssig
unlösbar zu verbinden. Das Fitting kann beispielsweise gemäß der Norm DIN EN 1254-7
spezifiziert sein.
[0010] Der Werkzeugkopf umfasst weiterhin einen Grundkörper, an welchem eine feststehende
Pressbacke angeordnet ist. Weiterhin umfasst der Werkzeugkopf eine linear bewegliche
Pressbacke, die relativ zu der feststehenden Pressbacke linear beweglich ist. Das
bedeutet, dass die bewegliche Pressbacke für eine geradlinige Bewegung relativ zur
feststehenden Pressbacke beweglich eingerichtet ist. Mittels einer Maschinenkupplung
kann der Werkzeugkopf mit einer Pressmaschine gekoppelt werden, insbesondere derart,
dass die Pressmaschine die Pressbacken (insbesondere die linear bewegliche Pressbacke)
antreiben kann.
[0011] Beispielsweise erfolgt die Kupplung über zumindest einen Bolzen. Die Pressbacken
der Pressbackenanordnung sind relativ zu einander beweglich eingerichtet, insbesondere
kann die linear bewegliche Pressbacke von einer ersten in eine zweite Stellung bewegt
werden, wobei die Pressbacken in der ersten Stellung geöffnet sind und in einer zweiten
Stellung geschlossen sind. In der ersten Stellung (d.h. in der geöffneten Stellung)
kann beispielsweise ein rohrförmiges Werkstück, wie ein Fitting, zwischen den Pressbacken
angeordnet werden.
[0012] Die Pressbacken des Werkzeugkopfes können zudem austauschbar sein. Somit können unterschiedliche
Werkstücke, die sich beispielsweise hinsichtlich Material und/oder Umfang unterscheiden,
mit dem Werkzeugkopf verpresst werden. Dazu werden geeignete (werkstückspezifische)
Pressbacken in den Werkzeugkopf eingesetzt.
[0013] Weiterhin umfasst der Werkzeugkopf ein Federelement, dass dazu eingerichtet ist die
bewegliche Pressbacke gegen ein Werkstück vorzuspannen, ohne dieses plastisch zu verformen,
wenn das Werkstück zwischen den Pressbacken angeordnet ist. Durch das Vorspannen der
beweglichen Pressbacke gegen das Werkstück mittels des Federelements, wird das Positionieren
des Werkzeugkopfes erleichtert. Somit kann ein exaktes Verpressen bzw. eine korrekte
Verformung des Werkstücks ausgeführt werden. Um ein exaktes Verpressen zu erzielen
wird die feststehende Pressbacke zunächst am Werkstück ausgerichtet und anschließend
wird die bewegliche Pressbacke aus der ersten, geöffneten Stellung bewegt und gegen
das Werkstück vorgespannt. Mittels des Federelements kann eine ausreichende Vorspannkraft
auf das Werkstück aufgebracht werden, welche sicherstellt, dass der Werkzeugkopf nicht
mehr verrutscht und exakt positioniert ist. Ebenso kann die Vorspannkraft so ausgewählt
sein, dass kleinere Nachjustierungen der Position des Werkzeugkopfes noch möglich
sind. Nach einer Kontrolle der korrekten Position des Werkzeugkopfes, kann anschließend
die Presskraft aufgebracht werden und das rohrförmige Werkstück plastisch verformt
werden.
[0014] Das Verformen erfolgt mittels einer linearen Bewegung zumindest einer Pressbacke.
Durch die lineare Bewegung der Pressbacke, kann die bewegliche Pressbacke linear auf
die feststehende Pressbacke zu bewegt werden. Dies führt zu einem gleichmäßigen Aufbringen
der Presskraft. Weiterhin kann durch das lineare Bewegen der Pressbacke und das entsprechende
Aufbringen der Kraft das Ausbilden eines Pressgrates weitgehend oder sogar vollständig
verhindert werden, so dass eine dichte Pressung erzielt wird. Ferner ermöglicht das
lineare Bewegen der beweglichen Pressbacke, die Konstruktion eines Werkzeugkopfes
mit kleinen Abmaßen. Insbesondere ist das den Werkzeugkopf umschreibende Volumen im
geöffneten und im geschlossenen Zustand sehr klein, sodass der Werkzeugkopf auch in
engen Räumen eingesetzt werden und beispielswiese an bestehenden Rohrleitungen vorbeibewegt
werden kann. Insbesondere eignet sich ein solcher Werkzeugkopf zum Verpressen von
Werkstücken bei der Montage von Klimaanlagen oder beim Nachrüsten von Heiz- oder Klimamodulen
in bestehenden Heiz- oder Klimaanlagen.
[0015] Die Maschinenkopplung kann so ausgebildet sein, dass der Grundkörper des Werkzeugkopfes
in der Pressmaschine gehalten ist, während die bewegliche Pressbacke durch einen Antrieb
der Pressmaschine bewegt wird und so die Presskraft auf das Werkstück aufgebracht
wird.
[0016] Weiterhin kann der Grundkörper C-förmig ausgebildet sein. Dies vereinfacht die initiale
Ausrichtung bzw. Positionierung des Werkzeugkopfes am Werkstück. Beispielsweise kann
der Grundkörper, umfassend die feststehende Pressbacke, am Werkstück eingehakt und
somit einfach ausgerichtet werden. Insbesondere kann der Werkzeugkopf an dem Werkstück
eingehängt werden, so dass auch bereits vor dem Aufbringen der Vorspannkraft, eine
gewisse Fixierung des Werkzeugkopfes am Werkstück erfolgt.
[0017] Weiterhin kann die bewegliche Pressbacke durch das Federelement von einer ersten
Stellung in eine zweite Stellung bewegt werden, wobei die Pressbacken in der ersten
Stellung vorzugsweise vollständig geöffnet sind und in der zweiten Stellung geschlossen
sind, bzw. am Werkstück oder aneinander anliegen. Durch das vollständige Öffnen der
Pressbacken (d.h. in der ersten Stellung), wird das Einlegen des Fittings bzw. des
Werkstücks sowie das Ausrichten des Werkzeugkopfes am Werkstück vereinfacht, da das
Werkstück leicht zwischen die Pressbacken eingeführt werden kann.
[0018] Zudem kann der Werkzeugkopf eine Verriegelungsvorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet
ist die bewegliche Pressbacke zu arretieren, wobei die Arretierung vorzugweise in
der ersten, das heißt in der geöffneten Stellung erfolgt. Durch die Arretierung muss
der Werkzeugkopf beim Positionieren des Werkzeugkopfes am Werkstück nicht händisch
offengehalten werden. Vielmehr kann die bewegliche Pressbacke in die erste Stellung
gebracht und in dieser arretiert werden. Anschließend kann der Werkzeugkopf relativ
zum Werkstück ausgerichtet werden. Nach dem Lösen der Arretierung kann das Federelement
die bewegliche Pressbacke aus der ersten Stellung bewegen und eine Vorspannkraft auf
das Werkstück aufbringen. Somit wird die Ausrichtung des Werkzeugkopfes relativ zum
Werkstück vereinfacht und das Risiko eines fehlerhaften Verpressens kann minimiert
werden.
[0019] Insbesondere kann die Verriegelungsvorrichtung auch dazu eingerichtet sein, die bewegliche
Pressbacke freizugeben, so dass das Federelement die Pressbacke gegen das Werkstück
vorspannt. Dazu weist die Verriegelungsvorrichtung vorzugsweise eine Entriegelungsvorrichtung,
wie beispielsweise einen Entriegelungshebel auf. Ist der Werkzeugkopf bzw. die feststehende
Pressbacke am Werkstück ausgerichtet, kann mittels der Verriegelungs- bzw. Entriegelungsvorrichtung
die bewegliche Pressbacke (automatisch) aus der ersten Stellung bewegt und gegen das
Werkstück vorgespannt werden. Somit ist eine einfache Bedienung sichergestellt.
[0020] Das Federelement kann dazu eingerichtet sein, eine voreinstellbare Vorspannkraft
mittels der beweglichen Pressbacke auf das Werkzeug aufzubringen, wobei das Federelement
vorzugsweise eine Spiralfeder umfasst. Andere Federarten sind ebenso möglich. Beispielsweise
kann eine pneumatische, hydraulische oder sonstige Feder oder eine Kombination unterschiedlicher
Federn verwendet werden. Eine voreinstellbare Vorspannkraft ist vorteilhaft, da so
die Vorspannkraft an unterschiedliche Werkstücke bzw. Fittings angepasst werden kann.
Beispielsweise kann ein Stahlfitting mit einer anderen Vorspannkraft vorgespannt werden,
als beispielsweise ein Kunststofffitting. Ebenso kann die Vorspannkraft bezogen auf
die Materialdicke des Fittings eingestellt werden. Somit kann sichergestellt werden,
dass der Fitting durch das Aufbringen der Vorspannkraft nicht beschädigt oder bereits
plastisch verformt wird.
[0021] Insbesondere ist die vorstellbare Vorspannkraft in einen Bereich von 5 bis 50 N,
bevorzugt in einem Bereich von 7 bis 40 N und am bevorzugtesten in einen Bereich von
10 bis 30 N einstellbar. Die Einstellung kann stufenlos oder stufenweise erfolgen.
In den genannten Bereichen der Vorspannkraft, kann sichergestellt werden, dass der
Werkezugkopf sicher am Werkstück positioniert und gegen das Werkstück vorgespannt
ist, so dass keine weitere unerwünschte Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeugkopf
stattfindet. Weiterhin kommt es in den genannten Bereichen der Vorspannkraft zu keiner
plastischen Verformung typischer Werkstücke, bevor die eigentliche Presskraft aufgebracht
wird.
[0022] Zudem kann der Werkzeugkopf eine Positionierhilfe aufweisen, die vorzugsweise an
das zu verpressende Werkstück angepasst ist, wobei die Positionierhilfe insbesondere
in Form eines Rücksprungs ausgebildet sein kann. Die Positionierhilfe erlaubt ein
formschlüssiges Positionieren des Werkzeugkopfes am Werkstück. Beispielsweise kann
das Werkstück einen Vorsprung umfassen und die Positionierhilfe in Form eines Rücksprungs
ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Positionierhilfe an zumindest einer, vorzugsweise
der feststehenden, Pressbacke ausgebildet sein. Ebenso kann die Positionierhilfe am
Grundkörper ausgebildet sein. Die Positionierhilfe greift beim Positionieren des Werkzeugkopfes
am Werkstück mit dem entsprechenden Vorsprung des Werkstücks ein und vereinfacht so
die Ausrichtung des Werkzeugkopfes. Insbesondere kann die Positionierhilfe so eingerichtet
sein, dass der Werkzeugkopf in die gewünschte Ausrichtung gelenkt wird. Dies ist beispielsweise
durch einen Trapezförmigen Rücksprung möglich, der ein leichtes Einführen des Werkstücks
in die Positionierhilfe ermöglicht und anschließend zu der gewünschten Ausrichtung
des Werkstücks in der Positionierhilfe führt.
[0023] Weiterhin kann zumindest eine der Pressbacken des Werkzeugkopfes eine austauschbare
Pressbacke sein. Durch den Austausch der Pressbacken, kann der Werkzeugkopf an unterschiedliche
Werkstücke angepasst werden. Beispielsweise können Werkstücke aus unterschiedlichen
Materialen wie Kunststoff, Kupfer, Aluminium, Komposit, Stahl oder Edelstahl verarbeitet
werden. Die Pressbacken werden dann aus einem entsprechenden Material bereitgestellt,
die ein plastisches Verformen des Werkstücks ermöglichen. Ebenso kann die austauschbare
Pressbacke ermöglich, Werkstücke mit einem unterschiedlichen Durchmesser plastisch
zu verformen. Beispielsweise können die Werkstücke einen Durchmesser im Bereich von
5 mm bis 50 mm aufweisen. Durch das Bereitstellen zumindest einer entsprechenden Pressbacke
mit einer entsprechenden Werkzeugaufnahme, können Werkstücke mit unterschiedlichen
Durchmessern mit dem gleichen Werkzeugkopf verpresst werden.
[0024] Insbesondere können die Pressbacken in der ersten Stellung zumindest 6 mm, bevorzugt
zumindest 10 mm, noch bevorzugter zumindest 12 mm, noch bevorzugter zumindest 15 mm
und am meisten bevorzugt zumindest 20 mm voneinander beabstandet angeordnet sein.
Der Abstand der Pressbacken zueinander ist dabei als lichte Weite "D" zu verstehen,
so dass entsprechend große Werkstücke zwischen die Pressbacken eingeführt werden können.
[0025] Die lichte Weite zwischen den Pressbacken ist vorzugsweise zumindest so groß gewählt,
dass das unverpresste Werkstück (d.h. der unverpresste Fitting) zwischen die Pressbacken
eingeführt werden kann. Durch die Bereitstellung eines entsprechend großen Abstands
ist es möglich, ein Werkstück leicht zwischen die Pressbacken einzuführen. Zudem ist
der Abstand hinreichend klein zu wählen, um ein schnelles Verpressen zu ermöglichen
und um unnötige Bewegungen der beweglichen Pressbacke zu vermeiden. Somit ist ein
effizientes Verpressen möglich.
[0026] Insbesondere können die Pressbacken dazu eingerichtet sein, auf das Werkstück eine
Presskraft von zumindest 2 kN, bevorzugt von zumindest 8 kN, bevorzugt von zumindest
10 kN, noch bevorzugter von zumindest 18 kN und am bevorzugtesten von zumindest 24
kN aufzubringen. Somit können Werkstücke unterschiedlicher Materialen plastisch verformt
werden. Zudem kann die Pressmaschine bzw. der Werkzeugkopf so eingerichtet sein, um
die Presskraft anzupassen, sodass unterschiedliche Werkstücke, ohne beschädigt zu
werden, verpresst werden können. Somit kann eine Dichte Verbindung der Rohrstücke
sichergestellt werden.
[0027] Vorzugsweise ist die Maschinenkupplung des Werkzeugkopfes so eingerichtet, dass der
Werkzeugkopf drehbar mit der Pressmaschine koppelbar ist. Dabei ist der Werkzeugkopf
vorzugsweise um eine Längsachse drehbar eingerichtet. Dies ermöglicht die Drehung
des Werkzeugkopfes in unterschiedliche Orientierungen, ohne die eigentliche Pressmaschine
mitdrehen zu müssen. Somit kann der Werkzeugkopf auch in engen Bereichen bzw. Installationsräumen
eingesetzt werden. Ist die Pressmaschine beispielsweise mit einem Handgriff ausgestattet,
so kann die Öffnung der Pressbacken zu dem jeweiligen Werkstück orientiert werden.
Soll beispielsweise eine Rohrverbindung an einer Decke eines Raumes verpresst werden,
kann der Handgriff der Pressmaschine nach unten weisen, während die Öffnung der Pressbacken
nach oben orientiert wird. Entsprechend kann beim Bearbeiten einer Rohrverbindung
an einer Wand die Öffnung seitlich zum Handgriff orientiert werden. Somit kann die
für die jeweilige Einbausituation ideale Orientierung des Werkzeugkopfes bzw. der
Öffnung gewählt werden und ein optimales Verpressen zu ermöglichen.
[0028] Weiter vorzugsweise ist die linear bewegliche Pressbacke derart eingerichtet, dass
sie keine Rotationsbewegungen relativ zur feststehenden Pressbacke durchführen kann.
[0029] Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Pressmaschine gelöst, insbesondere eine Rohrpressmaschine
zum plastischen Verformen eines rohrförmigen Werkstücks, welche einen Handgriff umfasst
und eine Werkzeugkopfaufnahme. Die Werkzeugkopfaufnahme nimmt einen der oben beschriebenen
Werkzeugköpfe auf.
[0030] Insbesondere kann die Pressmaschine einen Antrieb umfassen, welcher zum Antreiben
der Pressbacken eingerichtet ist. Insbesondere ist der Abtrieb zum Bewegen der linear
beweglichen Pressbacke eingerichtet, um eine Kraft auf das Werkstück aufzubringen.
Der Antrieb kann ein Elektromotor, eine pneumatische und/oder eine hydraulische Antriebseinheit
sowie ein Getriebe umfassen. Mittels des Antriebs können die Pressbacken bzw. die
linear bewegliche Pressbacke relativ zur feststehenden Pressbacke bewegt werden. Insbesondere
können zumindest eine Pressbacke von der ersten in die zweite Stellung (und zurück)
bewegt werden. Der Antrieb kann dabei die Kraft aufbringen, die notwendig ist um das
rohrförmige Werkstück plastisch zu verformen. Somit kann beispielsweise ein Fitting
mit einem Rohrleitungsstück dicht verbunden werden.
[0031] Der Antrieb kann direkt oder über ein Getriebe mit der beweglichen Pressbacke gekoppelt
sein, um die Antriebskraft auf die Pressbacke(n) zu übertragen. Die auf die Pressbacken
wirkende Kraft kann dabei vorzugsweise variabel eingestellt werden. Dies erfolgt beispielsweise
durch die Anpassung zumindest eines Motorparameters oder eines anderen Parameters,
wie etwa einer Getriebeeinstellung.
[0032] Die Werkzeugkopfaufnahme umfasst typischerweise ein Kopplungsmittel, wie beispielsweise
einen Bolzen, der mit dem Grundkörper des Werkzeugkopfes koppelt. Ein beweglicher
Teil der Werkzeugkopfaufnahme, überträgt die Antriebskraft vom Antrieb auf die bewegliche
Pressbacke.
[0033] Zudem kann die Pressmaschine manuell betätigbar sein und/oder einen elektrischen
und/oder hydraulischen Antrieb aufweisen, der beispielsweise zusätzlich ein Getriebe
umfasst. Manuell betriebene Pressmaschinen weisen kleine Dimensionen auf, sind jedoch
in der maximal aufbringbaren Presskraft begrenzt. Elektrisch oder hydraulisch betriebene
Pressmaschinen können eine höhere Presskraft aufbringen, weisen jedoch typischer Weise
eine größere Bauform auf. Bei elektrisch betriebenen Antrieben, kann die Pressmaschine
Akku-betrieben sein und/oder netzgebunden betrieben werden.
[0034] Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben eines oben beschriebenen
Werkzeugkopfes gelöst, wobei das Verfahren das Bereitstellen einer Pressmaschine insbesondere
einer Rohrpressmaschine zum plastischen Formen eines rohrförmigen Werkstücks umfasst
sowie das Bereitstellen eines entsprechenden Werkzeugkopfes. Anschließend wird ein
Werkstück mittels der feststehenden Pressbacke des Werkzeugkopfes gegriffen. Die bewegliche
Pressbacke wird gegen das Werkstück mittels des Federelements vorgespannt, um den
Werkzeugkopf relativ zum Werkstück fein auszurichten. Anschließend wird mittels der
Pressmaschine eine Presskraft erzeugt, so dass die Pressbacken auf die Oberfläche
des gegriffenen Werkstücks eine Kraft ausüben um das Werkstück plastisch zu verformen.
[0035] Durch die lineare Bewegung der beweglichen Pressbacke wird das Entstehen eines Pressgrates
vermieden und eine gleichmäßige Kraftaufbringung sichergestellt. Zudem ermöglicht
das Vorspannen der beweglichen Pressbacke eine feine Ausrichtung des Werkzeugkopfes
bzw. der Pressmaschine relativ zum Werkstück, so dass ein exaktes Verpressen durchgeführt
werden kann.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0036] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Figuren näher beschrieben. Dabei sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung einer Pressmaschine;
- Figur 2A
- eine schematische Darstellung eines Werkzeugkopfes gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
- Figur 2B
- eine schematische Schnittdarstellung des Werkzeugkopfes der Figur 2A;
- Figur 3A
- eine schematische Darstellung des Werkzeugkopfes der Figur 2A in geöffneter Stellung,
und
- Figur 3B
- eine schematische Schnittdarstellung des Werkzeugkopfes der Figur 3A.
[0037] In Figur 1 ist eine Pressmaschine 1 gezeigt, welche einen Handgriff 2 umfasst, der
von einem Bediener bzw. Nutzer handgeführt werden kann. An die Pressmaschine 1 kann
mittels einer Werkzeugkopfaufnahme 3 ein Werkzeugkopf 10 lösbar gekoppelt werden.
[0038] Die Pressmaschine 1 umfasst weiterhin einen Antrieb 5. Der Antrieb 5 kann ein Elektromotor
mit Getriebe sein, welcher über die Werkzeugkopfaufnahme 3 den Werkzeugkopf 10 antreibt
und somit eine linear bewegliche Pressbacke 16 bewegen kann, um ein Werkstück plastisch
zu verformen. Zum Verformen des Fittings kann ein Bediener einen entsprechenden Betätigungshebel
betätigen. Durch das Betätigen des Betätigungshebels wird die linear bewegliche Pressbacke
16 des Werkzeugkopfes 10 zunächst von der feststehenden Pressbacke 14 (vgl. Fig. 2A)
wegbewegt. Anschließend kann ein Werkstück bzw. ein Fitting gegriffen werden. Anschließend
kann die bewegliche Pressbacke 16 gegen das gegriffene Fitting vorgespannt werden
und durch (erneutes) Betätigen des Betätigungshebels kann mittels des Antriebs 5 eine
Kraft auf das Fitting über die Pressbacken 14, 16 aufgebracht werden, um das Fitting
plastisch zu verformen.
[0039] Die Kopplung des Werkzeugkopfs 10 mit der Pressmaschine 1 erfolgt über die Werkzeugkopfaufnahme
3, welche beispielweise einen Bolzen umfassen kann, der mit einem Grundkörper 12 des
Werkzeugkopfs 10 koppelt. Zudem kann die Werkzeugkopfaufnahme 3 ein bewegliches Teil
umfassen, welches die Antriebskraft vom Antrieb 5 auf die linear bewegliche Pressbacke
16 überträgt.
[0040] Die Figuren 2A und 2B zeigen einen exemplarischen Werkzeugkopf in einer zweiten Stellung,
das heißt in einer geschlossenen Stellung, während die Figuren 3A und 3B den Werkzeugkopf
in einer vollständig geöffneten Stellung (d.h. der ersten Stellung) zeigen. In den
Figuren 2A bis 3B sind gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
[0041] Figur 2A zeigt ein Werkzeugkopf 10, der lösbar koppelbar mit einer Pressmaschine
1, (vgl. Figur 1) ist. Der Werkzeugkopf 10 umfasst eine Maschinenkupplung 20, welche
mit der Werkzeugkopfaufnahme 3 der Pressmaschine 1 in Eingriff gebracht werden kann.
Maschinenkupplung 20 kann insbesondere eine Aufnahme für einen Bolzen umfassen. Die
Aufnahme für den Bolzen ist vorzugsweise an einem Grundkörper 12 des Werkezugkopfes
10 angebracht. Ein beweglicher Teil der Maschinenkupplung 20 ist vorzugsweise dazu
eingerichtet, mit einem beweglichen Teil der Werkezugkopfaufnahme 3 einzugreifen,
um so eine Presskraft von einem Antrieb 5 der Pressmaschine 1 auf die bewegliche Pressbacke
16 des Werkzeugkopfes 10 zu übertragen.
[0042] Insbesondere umfasst der Werkzeugkopf 10 einen C-förmigen Grundkörper 12, an welchem
eine feststehende Pressbacke 14 angeordnet ist. Diese feststehende Pressbacke 14 kann
zunächst an einem Werkstück, wie einem Fitting, angelegt werden, bevor die linear
bewegliche Pressbacke 16 gegen das Werkstück und die feststehende Pressbacke 14 vorgespannt
wird. Anschließend kann mittels der linear beweglichen Pressbacke 16 eine Kraft zum
plastischen Verformen des Werkstücks aufgebracht werden. Die linear bewegliche Pressbacke
16 ist im Werkzeugkopf 10 linear geführt. Insbesondere können die Pressbacken 14,
16 einzeln oder zusammen austauschbar sein, um Werkstücke unterschiedlicher Art (bspw.
Material, Größe) mit dem Werkzeugkopf 10 zu verformen.
[0043] Figur 2B zeigt eine Schnittdarstellung des geschlossenen Werkzeugkopfes 10 aus Figur
2A. Dabei berühren sich die Pressbacken 14 und 16 zumindest teilweise. Die Pressbacken
14 und 16 sind in einer geschlossenen Position (zweite Stellung).
[0044] Die Pressbacken können eine rückspringende Nut 19 aufweisen, welche als Positionierhilfe
dienen kann. Weist das Werkstück einen entsprechenden Vorsprung auf, so kann diese
Positionierhilfe 19 dazu genutzt werden, die Pressbacken 14, 16 korrekt am Werkstück
auszurichten.
[0045] Weiterhin weist der Werkzeugkopf 10 ein Federelement 18 auf, welches vorliegend als
Spiralfeder ausgebildet ist. Mittels des Federelements 18 kann die bewegliche Pressbacke
16 gegen ein zwischen den Pressbacken 14, 16 befindliches Werkstück vorgespannt werden.
Somit kann die Pressmaschine 1 bzw. der Werkzeugkopf 10 am Werkstück ausgerichtet
und fixiert werden. Ebenso kann nach dem aufbringen der Vorspannkraft eine Feinausrichtung
des Werkzeugkopfes möglich sein. Dies ermöglicht ein exaktes Verpressen. Nach erfolgten
Vorspannen kann mittels des Antriebs 5 über die linear bewegliche Pressbacke 16 eine
entsprechende Presskraft auf das Werkstück aufgebracht werden.
[0046] Weiterhin umfasst der Werkzeugkopf 10 ein Verriegelungsvorrichtung 17, die beispielsweise
einen Bolzen umfassen kann, die Verriegelungsvorrichtung 17 kann beispielsweise in
einer entsprechenden Aufnahme des Grundkörpers 12 eingreifen, um die linear bewegliche
Pressbacke 16 in der ersten, geöffneten Stellung (vgl. Figur 3A) zu arretieren. Die
erste Stellung ist vorzugsweise eine Stellung, in welcher die Pressbacken 14, 16 maximal
geöffnet sind. Die lichte Weite D ist hierbei maximal und beträgt beispielsweise 6
mm, bevorzugt 8 mm noch bevorzugter 12 mm, am meisten bevorzugt 15 mm und am bevorzugtesten
20 mm. Dies vereinfacht das Einlegen unterschiedlicher Fittings in bzw. zwischen die
Pressbacken 14, 16.
[0047] Figur 3B zeigt den Werkzeugkopf in geöffneter Stellung in einer geschnittenen Ansicht.
Dabei ist die Arretierungsvorrichtung 17 in arretiertem Zustand und sichert die linear
bewegliche Pressbacke in der ersten, geöffneten Stellung. Durch Lösen der Arretierungsvorrichtung
kann die linear bewegliche Pressbacke 16 auf die feststehende Pressbacke 14 zu bewegt
und gegen ein Werkstück vorgespannt werden. Insbesondere ermöglicht die lineare Bewegung
ein gleichmäßiges Aufbringen der Presskraft und verhindert so die Entstehung eines
Pressgrates.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0048]
- 1
- Pressmaschine
- 2
- Handgriff
- 3
- Werkzeugkopfaufnahme
- 5
- Antrieb
- 10
- Werkzeugkopf
- 12
- Grundkörper
- 14
- feststehende Pressbacke
- 16
- linear bewegliche Pressbacke
- 17
- Verriegelungsvorrichtung
- 18
- Federelement
- 19
- Positionierhilfe
- 20
- Maschinenkupplung
- D
- lichte Öffnung der Pressbacken
1. Werkzeugkopf (10) für eine Pressmaschine (1), insbesondere für eine Rohrpressmaschine,
zum plastischen Verformen eines rohrförmigen Werkstücks, insbesondere eines Fittings,
der Werkzeugkopf (10) aufweisend:
einen Grundkörper (12),
eine feststehende Pressbacke (14), die am Grundkörper angeordnet ist;
eine linear bewegliche Pressbacke (16);
ein Federelement (18), das dazu eingerichtet ist die bewegliche Pressbacke (16) gegen
ein Werkstück vorzuspannen, ohne das Werkstück plastisch zu verformen; und
eine Maschinenkupplung (20), zum Kuppeln des Werkzeugkopfes (10) mit einer Pressmaschine
(1).
2. Werkzeugkopf (10) nach Anspruch 1, wobei der Grundkörper (12) C-förmig ausgebildet
ist.
3. Werkzeugkopf (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die bewegliche Pressbacke (16) durch
das Federelement (18) von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt werden
kann, und wobei die Pressbacken (14, 16) in der ersten Stellung vorzugsweise vollständig
geöffnet sind.
4. Werkzeugkopf (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Werkzeugkopf (10) eine Verriegelungsvorrichtung
(17) umfasst, die dazu eingerichtet ist, die bewegliche Pressbacke (16) zu arretieren,
vorzugsweise in der zweiten Stellung.
5. Werkzeugkopf (10) nach Anspruch 4, wobei die Verriegelungsvorrichtung (17) dazu eingerichtet
ist, die bewegliche Pressbacke (16) freizugeben, sodass das Federelement (18) die
Pressbacken (14, 16) gegen das Werkstück vorspannt.
6. Werkzeugkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Federelement
(18) dazu eingerichtet ist eine voreinstellbare Vorspannkraft mittels der beweglichen
Pressbacke auf das Werkstück aufzubringen, und vorzugsweise eine Spiralfeder umfasst.
7. Werkzeugkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorspannkraft
im Bereich von 5 N bis 50 N, bevorzugt im Bereich von 7 bis 40 N und am bevorzugtesten
im Bereich von 10 bis 30 N ist.
8. Werkzeugkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Werkzeugkopf
(10) eine Positionierhilfe (19) aufweist, die vorzugsweise an ein zu verpressendes
Werkstück angepasst ist, und wobei die Positionierhilfe (19) vorzugsweise in Form
eines Rücksprungs ausgebildet ist.
9. Werkzeugkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Pressbacke
(14, 16) eine austauschbare Pressbacke ist.
10. Werkzeugkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pressbacken (14,
16) in der ersten Stellung zumindest 6 mm, bevorzugt zumindest 10 mm, noch bevorzugter
zumindest 12 mm, noch bevorzugter zumindest 15 mm und am meisten bevorzugt zumindest
20 mm voneinander beabstandet angeordnet sind.
11. Werkzeugkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pressbacken (14,
16) dazu eingerichtet sind auf das Werkstück eine Presskraft von zumindest 2 kN, bevorzugt
von zumindest 8 kN, bevorzugter von zumindest 10 kN, noch bevorzugter von zumindest
18 kN und am bevorzugtesten von zumindest 24 kN aufzubringen.
12. Werkzeugkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maschinenkupplung
(20) derart eingerichtet ist, dass der Werkzeugkopf (10) drehbar mit der Pressmaschine
(1) koppelbar ist.
13. Pressmaschine (1), insbesondere eine Rohrpressmaschine, zum plastischen Verformen
eines rohrförmigen Werkstücks, umfassend einen Handgriff (2) und eine Werkzeugkopfaufnahme
(3), welche einen Werkzeugkopf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufnimmt.
14. Pressmaschine (1), nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Pressmaschine (1) manuell
betätigbar ist und/oder einen elektrischen und/oder hydraulischen Antrieb (5) aufweist.
15. Verfahren zum Betreiben eines Werkzeugkopfes (10), gemäß einem der Ansprüche 1 bis
12 zum plastischen Verformen eines rohrförmigen Werkstücks, insbesondere eines Fittings,
das Verfahren aufweisend:
Bereitstellen einer Pressmaschine (1), insbesondere einer Rohrpressmaschine zum plastischen
Verformen eines rohrförmigen Werkstücks,
Bereitstellen eines des Werkzeugkopfes (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12;
Greifen des Werkstücks mittels der feststehenden Pressbacke (14) des Werkzeugkopfes
(10);
Vorspannen der beweglichen Pressbacke (16), gegen das Werkstück mittels des Federelements
(18), um den Werkzeugkopf (10) relativ zum Werkstück fein auszurichten;
Erzeugen einer Kraft durch die Pressbacken (14, 16) auf die Oberfläche des gegriffenen
Werkstücks um das Werkstück plastisch zu verformen.