Werkzeug zur Erzeugung einer Axialkraft

Abstract

 Das Werkzeug (1) ist dafür vorgesehen, an einer Stange eine Axialkraft zu erzeugen, um einen Pressitz zwischen der Stange und einem Körper, z.B. den in ein Rohrende gepressten Verbindungszapfen einer Knotenverbindung, zu lösen oder her­zustellen. Hierfür hat das Werkzeug (1) eine Stangenaufnahme (24) mit einer durch einen ersten Arbeitskolben (20,37) an­pressbaren Klemmbacke (28), so dass sich das Werkzeug (1) ohne Beschädigung der Stangenoberfläche an dieser fixieren lässt. Ein zweiter, achsparallel zu der Stangenaufnahme vor­gesehener Arbeitskolben (21) erzeugt die gewünschte Axial­kraft. Die Bewegung beider Kolben (20,21) erfolgt nacheinan­der, indem in der zu dem zweiten Kolben (21) führenden Hy­draulikleitung (12-14) ein Ueberdruckventil (56) angeordnet ist, das sich erst öffnet, nachdem die Arbeitsbewegung des ersten Kolbens (20) ihre Endposition erreicht hat. Der hy­draulische Druck wird durch eine im Schaft (3,4) des Werk­zeuges (1) angeordnete, handbetätigte Pumpe (36,51,53,52) erzeugt. Die Speicherung des Hydrauliköls erfolgt in einem im Handgriff (2) des Werkzeuges (1) eingeschlossenen Falten­balg, in den hinein nach Oeffnen eines Druckablassventils (66) die Rückströmung erfolgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Erzeugung einer Axialkraft relativ zu einer Stange, für die Demontage oder Montage von durch Pressitz an der Stange gehaltenen Körpern, insbesondere zum Lösen der Knotenverbindung einer Rohrkon­struktion.

[0002] Werkzeuge dieser Art sind z.B. als Abziehvorrichtung zum Abziehen eines durch Pressitz auf einer Maschinenwelle axial fixierten Zahnrades bekannt. Ein Teil des Werkzeuges fasst dabei an dem abzuziehenden Teil, d.h. dem Zahnrad, an während das andere Teil, z.B. eine Gewindespindel,sich an der endseitigen Stirnfläche der Welle abstützt. Um jedoch einen durch Pressitz an einer Stange o.dgl. axial fixierten Körper relativ zu dieser zu verschieben, wenn das freie Ende der Stange, ein Absatz o.dgl. an der Stange zum Abstützen des Werkzeuges nicht zugänglich sind, wie z.B. an bestimmten Rohrkonstruktionen, so muss die Stange an ihrer Umfangsflä­che gehalten werden, um relativ zu ihr eine Axialkraft er­zeugen zu können. Wenn dabei die Oberfläche der Stange durch Klemmkräfte nicht beschädigt werden darf, wie es z.B. bei dekorativen Rohrkonstruktionen der Innenarchitektur der Fall ist, so muss die Klemmkraft gleichmässig auf die Oberfläche verteilt werden, und es ist eine verhältnismässig grosse Klemmkraft erforderlich,um ausreichende Reibungskräfte zu erzeugen. Zum klemmenden Halten einer Stange bekannte, orts­unabhängige Werkzeuge haben eine rein mechanische Wirkungs­weise und sind unhandlich, da sie verhältnismässig lange Hebelarme benötigen, um eine ausreichende Klemmkraft zu er­zeugen.

[0003] Rohrkonstruktionen der erwähnten Art sind beispielsweise bekannt durch die CH-PS 382 935 und die DE-PS 27 13 380. Das Zusammenfügen der Hohlstangen, d.h. der Rohre, erfolgt durch Schlagkräfte, so dass das Rohrende auf die Verbin­dungszapfen der Knotenverbindungen aufgepresst wird. Auch das Lösen dieser Verbindungen erfolgt bisher durch Schlag­kräfte. Die Ausübung der Schlagkräfte ist jedoch arbeits­aufwendig und führt zu unkontrollierten Reaktionskräften, da zur Erzeugung der Relativkraft am Rohr und an der Rohr­konstruktion starke Trägheitskräfte wirken, falls nicht das Rohr klemmend zurückgehalten wird. Neben diesen Rohr­konstruktionen ist deshalb eine weitere bekannt, bei der die Klemmkraft an den Verbindungszapfen der Knotenpunkt verbindung durch eine vom Rohr umschlossene Axialschraube erzeugt wird, die einen Klemmring radial aufweitet. Eine sol­che Rohrkonstruktion erfordert somit zur Montage und Demon­tage keine grossen Axialkräfte relativ zum Rohr, jedoch ist auch diese Montage- und Demontageweise aufwendig, da die Be­tätigung der Knotenverbindung durch das Rohr hindurch ent­sprechend lange Schraubenzieher benötigt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der genannten Art zu finden, das bei handlicher und kompakter Form geeignet ist, relativ zu einer Stange o.dgl. hohe Axialkräfte zu erzeugen und das seine Fixierung an der Um­fangsfläche der Stange gestattet,ohne diese Fläche zu be­schädigen. Dabei soll das Werkzeug insbesondere für ortsun­abhängige Anwendung bei der Demontage oder auch Montage einer Rohrkonstruktion geeignet sein, deren Rohre an der Knotenverbindung durch Pressitz zusammengehalten werden. Weiterhin soll das Werkzeug einen einfachen und zuverlässig wirkenden inneren Aufbau haben.

[0005] Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch ein Werkzeug der eingangs genannten Art, bei dem zwischen einem Speicherbehälter für Hydraulikflüssigkeit und einer Druck­ leitung eine Pumpe angeordnet ist und in der Druckleitung sich ein Ueberdruckventil befindet, das die Druckleitung in eine erste und zweite Druckleitung unterteilt, wobei die erste Druckleitung zu dem Arbeitskolben einer Klemmzange für die Fixierung des Werkzeuges an der Stange und die zwei­te Druckleitung zu dem Arbeitskolben zur Erzeugung der relativen Axialkraft führt.

[0006] Das Ueberdruckventil begrenzt somit die Klemmkraft der Klemmzange und bewirkt ausserdem, dass der Arbeitskolben zur Erzeugung der Axialkraft erst zur Wirkung gelangt, nach­dem das Werkzeug mit ausreichender Kraft, d.h. unverrutsch­bar, an der Stange fixiert ist.

[0007] Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, die De­montage und Montage einer Rohrkonstruktion zu erleichtern, deren Rohre an der Knotenverbindung durch Pressitz befestigt sind. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch Anwendung des erfindungsgemässen Werkzeuges zum Lösen oder Verbinden der Knotenverbindung einer Rohrkonstruktion, bei der die Rohr­enden durch Pressitz auf Verbindungszapfen der Knotenver­bindung befestigt sind, wobei die Klemmflächen der Klemmzange dem Rohrumfang angepasst sind und am Arbeitskolben zur Er­zeugung der relativen Axialkraft ein klauenförmiger, schwenk­barer Eingriffskopf vorgesehen ist. Zur Herstellung der Kno­tenverbindung ist das Werkzeug umgekehrt ander Stange anzu­bringen und der Eingriffskopf mit einem Uebertragungsbügel zu versehen, der den Knotenpunktkörper mit einem seiner En­den hinterfasst.

[0008] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind der fol­genden Beschreibung anhand der Zeichnungen zu entnehmen und sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Es zeigt:

Fig.1 einen Querschnitt des Werkzeuges entlang einer die Achse der Stangenaufnahme und des Handgriffes ent­haltenden Ebene,

Fig.2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Werk­zeuges in Richtung der Achse der Stangenaufnahme,

Fig.3 eine zu Fig.2 gegenüberliegende, ebenfalls teilweise geschnittene Seitenansicht des Werkzeuges mit aus­geschwenktem Füllhebel und

Fig.4 eine Aufsicht auf den Füllhebel der Fig. 3.

[0009] Die zeichnerischen Darstellungen des Werkzeuges sind nur geringfügig gegenüber der natürlichen Grösse verkleinert. Entsprechend ist die Handlichkeit des mit einer Hand betä­tigbaren Werkzeuges 1 offensichtlich.

[0010] Der eine aufgerauhte Oberfläche aufweisende Griff 2 besteht aus einem an den Pumpenblock 3 an dessen unteren Stutzen 4 angeschraubten hülsenförmigen Behälter, der den flexiblen Speicherbehälter 5 für Hydrauliköl umschliesst. Sein Aussen­durchmesser beträgt beispielsweise 30 mm. Neben diesem Griff 2 erstreckt sich der Pumpenhebel 6, so dass beide von einer Hand umfasst werden können, um die Pumpbewegung entgegen der Kraft einer Druckfeder 7 auszuüben. Auf der dem Griff 2 ge­genüberliegenden Seite des Pumpenblocks 3 ist ein Steuer­block 9 mittels Schrauben 10 befestigt, der verschiedene senkrecht oder parallel zueinander verlaufende Bohrungen umfasst, die die Hydraulikkanäle 12 - 15, Hilfsbohrungen 16 für deren Herstellung und zwei Zylinderbohrungen 18,19 für Arbeitskolben 20,21 bilden, und der an seinem oberen, dem Griff 2 abgekehrten Ende im Querschnitt hakenförmig ausge­bildet ist, um die feststehende Backe 23 der Stangenauf­nahme 24 zu bilden. Am vorderen Ende des pistolen- oder ham­merförmig gestalteten Werkzeuges 1 befindet sich der Ein­griffskopf 26, der zum Eingriff an dem relativ zur Stange axial zu bewegenden, nichtdargestellten Körper bestimmt ist.

[0011] Bei Gebrauch des Werkzeuges 1 wird die Stangenaufnahme 24 in Richtung quer zur Stange über diese geschoben und durch allenfalls erforderliches axiales Verschieben auf der Stange in die für die Arbeitsbewegung erforderliche Position ge­bracht. Da zu einem weitgehend formschlüssigen Umfassen des kreisrunden Querschnittes der Stange oder des Rohres die zum seitlichen Einführen der Stange vorhandene seitliche Oeffnung 27 enger ist als der Stangendurchmesser,ist die untere Backe 28 der Stangenaufnahme 24 entgegen der Kraft von mindestens einer Druckfeder 29 zum weiteren Oeffnen die­ser Oeffnung 27 durch den Gegendruck der Stange beim Auf­drücken des Werkzeuges verschiebbar. Diese quer zur Stangen­aufnahme gerichtete Schiebebewegung ist durch mindestens einen Führungsstift 30 geführt, der von der Druckfeder 29 umschlossen ist.

[0012] Zur Anpassung an die Grösse und/oder Form des Stangenquer­schnittes sind in die Stangenaufnahme 24 Adapterschalen 31, 32 einsetzbar, die an ihrem Aussenflansch 33 mittels Schrau­ben 34 befestigt sind.

[0013] Für die klemmende Befestigung des Werkzeuges 1 an der Stange ist die bewegliche Backe 28 der Stangenaufnahme durch den in der grösseren Zylinderbohrung 18 geführten Arbeitskolben 20 gegen die Stange pressbar und damit gegen die feststehen­de Hälfte 23 der Stangenaufnahme 24. Um die hierfür erfor­derliche Hubbewegung des Arbeitskolbens 20 und damit die Anzahl der von Hand auszuführenden Hubbewegungen des Pumpen­kolbens 36 klein zu halten, wird zuvor ein Füllhebel 37 in den Raum 38 zwischen der unteren Backe 28 der Stangenauf­nahme 24 und einem Betätigungsschaft 39 des Arbeitskolbens 20 eingeschwenkt, der für die erwähnte Schiebebewegung beim seitlichen Aufdrücken des Werkzeuges 1 auf die Stange erfor­derlich ist. Auf diese Weise reicht beispielsweise eine Hub­bewegung des Arbeitskolbens 20 von nur 1 mm oder weniger aus, um die Klemmkraft an der Stange zu erzeugen. Fig. 4 zeigt durch eine Aufsicht auf den Füllhebel 37 den sich nach Ein­schwenken in die Position nach Fig. 1 und 2 über den Betä­tigungsschaft 39 des Arbeitskolbens 20 bewegenden Hebel­fortsatz 40, das Griffende 41 des Füllhebels sowie eine Ausnehmung 42 für die Umschliessung eines der Führungsstifte 30, zwischen die der Hebelfortsatz 40 einschwenkt. Fig.2 zeigt die schwenkbare Halterung des Füllhebels an einem Schraubenschaft 43, der ausserdem den Füllhebel 37 mittels seines Kopfes 44 über einen Satz Federringe oder Tellerfedern 45 gegen den Steuerblock 9 drückt, so dass dieser durch die Hubbewegung des Arbeitskolbens 20 angeho­ben werden kann, um diese auf die bewegliche Backe 28 der Stangenaufnahme 24 zu übertragen. Fig.3 zeigt den Füllhebel 37 in nach aussen geschwenkter Position, so dass die untere Backe 28 der Stangenaufnahme beim Aufsetzen des Werkzeuges 1 auf die Stange zurückfedern kann.

[0014] In Achsrichtung der Stangenaufnahme 24 vor deren bewegli­chen Backe befindet sich die den zweiten Arbeitskolben 21 führende Zylinderbohrung 19. Sie ist relativ zur Stangen­aufnahme 24 möglichst wenig seitlich versetzt, um bei der entsprechend grossen seitlichen Versetzung der Achse des Ein­griffskopfes 26 bei der Krafterzeugung eventuelle Kippkräf­te an dem Arbeitskolben 21 gering zu halten. Bei gleich­mässiger Abstützung des Eingriffskopfes 26 über seine äusse­re Anlagefläche 47 an dem relativ zur Stange zu verschie­benden Körper, beispielsweise einem kugelförmigen Knoten­punktkörper gemäss der DE-PS 27 13 380, ist jedoch keine wesentliche Kippkraft vorhanden. Die Abstützfläche verläuft hierfür exakt senkrecht zur Achse des Arbeitskolbens 21.

[0015] Wie die Fig.2 am besten zeigt, ist der Eingriffskopf 26 als schwenkbare Klaue ausgebildet, um ihn aus einer Freigabe­position über die Stange einschwenken zu können, so dass seine u-förmige Ausnehmung 48 die Stange einseitig um­schliesst. Auf diese Weise behindert der Eingriffskopf 26 nicht das Aufsetzen des Werkzeuges 1 auf die Stange. Der Eingriffskopf 26 ist z.B. durch Pressitz am äusseren Ende des Arbeitskolbens 21 dauerhaft befestigt, so dass der Ar­beitskolben 21 gleichzeitig die Schwenkachse des Eingriffs­kopfes 26 bildet. Das axial äussere Ende 49 des Eingriffs­kopfes 26 verjüngt sich nach aussen, so dass es zwischen im spitzen Winkel zueinander verlaufende Stangen einer Stangen- bzw. Rohrkonstruktion eingreifen kann, um sich an dem Knotenpunktkörper abzustützen.

[0016] Nachdem das Werkzeug 1 auf die Stange aufgesetzt worden ist und auch der Eingriffskopf 26 über sie eingeschwenkt wor­den ist, wird das Werkzeug 1 auf der Stange verschoben, bis die Anlagefläche 47 an dem abzudrückenden oder relativ zur Stange zu verschiebenden Körper anliegt. Danach wird der Pumpenhebel 6 betätigt, so dass der über die Achse 50 an ihm befestigte Pumpenkolben 36 durch seine Hin- und Herbewegung in der Zylinderbohrung 51 Hydrauliköl aus dem Speicherbe­hälter 5 ansaugt und nach Oeffnen des Pumpenventils 52 über die Bohrung 53 gegen den ersten und grösseren Arbeitskolben 20 drückt. Nachdem dieser seine obere Endposition erreicht hat, in der sein Betätigungsschaft 39 die untere Backe 28 der Stangenaufnahme 24 in Anschlagposition an der Stange ge­drückt hat, öffnet sich bei bestimmtem, durch die Schraube 55 einstellbarem Druck das Ueberdruckventil 56 in dem Hy­draulikkanal 12-14 und der zweite, im Durchmesser kleinere Arbeitskolben 21 wird durch diesen Druck beaufschlagt, so dass dieser den Eingriffskopf 26 nach aussen schiebt, um die gewünschte Arbeitsbewegung auszuführen.

[0017] Die maximale Länge der Arbeitsbewegung des Arbeitskolbens 21 ist durch einen von diesem umschlossenen Führungsschaft 58 mit einem Anschlag- und Führungskopf 59 begrenzt, der an einem inneren Absatz 60 des hohlen Arbeitskolbens 21 zum An­schlag gelangt. Dieser Kopf 59 des mit dem Steuerblock 9 verschraubten Führungsschaftes 58 ist als innerer Kolben mit einer Dichtung 62 ausgebildet. Eine in der Wand der Zy­linderbohrung 19 gehaltene Dichtung 30 dichtet den hohlen Arbeitskolben 21 aussen ab, so dass das über den Hydraulik­kanal 12-14 und einen Ringkanal 64 den Arbeitskolben 21 einseitig beaufschlagende Hydrauliköl den Arbeitskolben 21 entgegen dem Druck der in ihm eingeschlossenen Feder 65 be­wegt.

[0018] Nach Beendigung der Arbeitsbewegung des Arbeitskolbens 21, d.h. nachdem z.B. das Werkzeug 1 den in ein Rohrende ein­gepressten Verbindungszapfen einer Knotenverbindung aus diesem herausgedrückt hat, wird ein Druckablassventil 66 von Hand durch Betätigen einer Rändelschraube 67 geöffnet, das sich in einem die Pumpendruckleitung, d.h. die Bohrung 53 mit dem Speicherbehälter 5 verbindenden Bypasskanal 69 befindet, so dass sich beide Arbeitskolben 20,21 unter dem Druck ihrer Rückholfedern 70,65 in ihre Ausgangsposition zurückbewegen und entsprechend das Hydrauliköl in den dehnbaren Speicherbehälter 5 zurückströmt. Der Speicherbe­hälter ist vorzugsweise als längenveränderlicher Falten­balg aus gummielastischen Material ausgebildet, so dass in ihn keine Luft eintritt und er eine Füll- und Entleerungs­bewegung ausführen kann. Für die Rückströmung aus dem Hy­draulikkanal 13,14 ist zu diesem ein Bypasskanal 15 mit einem Rückströmventil 72 angeordnet, der das Ueberdruck­ventil 56 überbrückt.

[0019] Das Pumpensaugventil 73, das Pumpendruckventil, das Ueber­druckventil 56 und das Rückstromventil 72 sind in üblicher Weise als federbelastete Rückschlagventile mit einem als Kugel ausgeführten Schliesskörper ausgeführt. Verschiedene Verschlusschrauben 55,74,75 und 76 halten die Ventile oder deren Feder in dem zugehörigen Hydraulikkanal.

[0020] Um einen Körper , beispielsweise den Verbindungsbolzen einer Knotenverbindung,mit dem gleichen Werkzeug an ein Stangen- oder Rohrende heranzuziehen, wird das Werkzeug so auf das Stangenende aufgesetzt, dass der Eingriffskopf 26 vom Stangenende weggerichtet ist und ein nichtdargestellter Ueberbrückungsbügel verwendet, dessen nach innen gerichteten beiden Enden einerseits den heranzuziehenden Körper und andererseits den Eingriffskopf 26 überfassen. Entsprechend ist mindestens das eine Ende des Uebertragungsbügels ähn­lich wie der Eingriffskopf klauenförmig ausgebildet. Ein Ueberbrückungsbügel könnte jedoch auch anstelle des Ein­griffskopfes 26 am äusseren Ende des Arbeitskolbens schwenk­bar befestigt sein, bzw. gegen diesen austauschbar sein, so dass er hinter den an das Stangenende heranzuziehenden Kör­per, d.h. den Knotenpunktkörper, einschwenkbar ist.

[0021] Der Aussendurchmesser der Rohre üblicher Rohrkonstruktionen der genannten Art mit innenarchitektonischer Anwendung liegt im Bereich von 13 bis 19 mm.

Ansprüche

1. Werkzeug zur Erzeugung einer Axialkraft relativ zu einer Stange, für die Demontage oder Montage von durch Pressitz an der Stange gehaltenen Körpern, insbesondere zum Lösen der Knotenverbindung einer Rohrkonstruktion, da­durch gekennzeichnet, dass zwischen einem Speicherbehälter (5) für Hydraulikflüssigkeit und einer Druckleitung (53,12-­14) eine Pumpe (36,51,73,52) angeordnet ist und sich in der Druckleitung ein Ueberdruckventil (56) befindet, das die Druckleitung in eine erste und zweite Druckleitung (53,12; 13,14) unterteilt, wobei die erste Druckleitung (53,12) zu dem Arbeitskolben (20) einer Klemmzange für die Fixierung des Werkzeuges an der Stange und die zweite Druckleitung (13,14) zu dem Arbeitskolben (21) zur Erzeugung der relati­ven Axialkraft führt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Arbeitskolbens (20) der Klemmzange (23, 28) grösser ist als derjenige des Arbeitskolbens (21) zur Erzeugung der Axialkraft.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsbewegung des grösseren Arbeitskolbens gegen eine Rückholfeder (70) erfolgt, die aus mindestens einer Teller­feder besteht.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, dass die Klemmzange eine mit einem Steuerblock (9) für die hydraulische Steuerung der Arbeitskolben (20,21) verbundene, feststehende Klemmbacke (23) und eine federnd quer zur Stangenaufnahme (24) bewegliche Klemmbacke (28) hat, wobei der Federweg der beweglichen Klemmbacke (28) durch einen Füllkörper (37) sperrbar ist, indem dieser in den Raum (38) zwischen der beweglichen Klemmbacke (28) und dem Arbeitskolben (20,39) schiebbar ist und zur Uebertra­gung der Klemmbewegung des Arbeitskolbens (20) beweglich gelagert ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Klemmbacke (28) an mindestens zwei Führungs­stiften (30) geführt ist und der Füllkörper (37) als in diesen Raum (38) einschwenkbarer Füllhebel ausgebildet ist, wobei der Füllhebel (37) einen seitlichen Fortsatz (40) für den Eingriff zwischen diesen Führungsstiften (30) aufweist.

6. Werkzeug nach einem der ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­kennzeichnet, dass im Bereich der Klemmzange (23,28) in der Stangenaufnahme (24) des Werkzeuges (1) auswechselbare Adapterschalen (31,32) befestigt sind, deren Schaleninnen­form der Querschnittsform der Stange entspricht.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­kennzeichnet, dass am äusseren Ende des Arbeitskolbens (21) zur Erzeugung der Axialkraft ein klauenförmiger Eingriffs­kopf (26) befestigt ist, der um die Kolbenachse in eine Eingriffsposition schwenkbar ist, in der seine Klauenöff­nung gleichachsig zu der Stangenaufnahme (24) angeordnet ist.

8. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (21) zur Erzeugung der Axialkraft einen Schaft (58) mit einem Anschlagkopf (59) umschliesst, der den maximalen Kolbenweg bestimmt.

9. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (5) als Faltenbalg ausgeführt ist.

10. Anwendung des Werkzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Lösen oder Verbinden der Knotenverbindung einer Rohrkonstruktion, bei der die Rohrenden durch Pressitz auf Verbindungszapfen der Knotenverbindung befestigt sind, wo­bei die Klemmflächen der Klemmzange (23,28) dem Rohrumfang angepasst sind und am Arbeitskolben zur Erzeugung der rela­tiven Axialkraft ein klauenförmiger, über das Rohr in Ein­griffsposition schwenkbarer Eingriffskopf (26) befestigt ist.

Zeichnung