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Rohrendbearbeitungswerkzeug mit verbesserten Torsionreaktion und Spannmöglichkeiten - Dokument DE69033337T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69033337T2 13.07.2000
EP-Veröffentlichungsnummer 0619158
Titel Rohrendbearbeitungswerkzeug mit verbesserten Torsionreaktion und Spannmöglichkeiten
Anmelder Tri Tool Inc., Rancho Cordova, Calif., US
Erfinder Vanderpol, Jerald, Eldorado Hills, CA 95630, US;
Marshall, Mark A., Sacramento, CA 95827, US;
Wheeler, Warren V., Placerville, CA 95667, US
Vertreter Hössle & Kudlek, 80469 München
DE-Aktenzeichen 69033337
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 28.06.1990
EP-Aktenzeichen 941090078
EP-Offenlegungsdatum 12.10.1994
EP date of grant 27.10.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.07.2000
IPC-Hauptklasse B23B 5/16
IPC-Nebenklasse B23B 31/40   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Klemmstift gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und wie er aus der US-A-4493232 bekannt ist. Ein Vorbereitungswerkzeug für Rohrenden, das mit einem Klemmstift gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffen wird, zeigt verbesserte Rohrklemmfähigkeiten.

Transportable Drehmaschinen zur maschinellen Bearbeitung der Enden von Rohren sind in der Technik wohlbekannt, wobei sie typischerweise einen Dorn, eine Vorrichtung zum Festklemmen des Dorns an dem Rohr, so daß dieser auf die Mittellinie des Rohrs ausgerichtet ist, und eine an dem Dorn befestigte Leistungseinheit aufweisen. Die Leistungseinheit besitzt einen drehbaren Abschnitt, an dem ein oder mehrere Werkzeuge zur maschinellen Bearbeitung befestigt sind, während ein nichtdrehbarer Abschnitt verschiebbar an dem Dorn befestigt ist. An der Leistungseinheit sind Einrichtungen vorgesehen, um sie axial entlang des Dorns zu bewegen, um die Werkzeuge zur maschinellen Bearbeitung in das Ende des Rohrs vorzuschieben.

Die Leistungseinheit enthält außerdem einen Antriebsmechanismus, der an einer externen Leistungsquelle befestigt werden kann, um den drehbaren Abschnitt zu drehen, an dem das Werkzeug zur maschinellen Bearbeitung befestigt ist. An der Leistungseinheit ist typischerweise ein pneumatisch oder hydraulisch angetriebener Motor derartig befestigt, daß seine Antriebswelle kraftschlüssig mit dem drehbaren Abschnitt verbunden ist. Der Antrieb kann dazwischen eingreifende Kegelräder enthalten, wobei ein derartiges Kegelrad an einer Eingangswelle befestigt ist, während das eingreifende Kegelrad an dem rotierenden Abschnitt der Leistungseinheit angebracht ist.

Die Klemmeinrichtungen sind an einem Ende des Dorns vorgesehen, um ihn an dem Rohr festzuklemmen. Derartige Klemmeinrichtungen können entweder extern sein, um den Dorn an der Außenseite des Rohrs festzuklemmen, oder intern, wobei sich ein Abschnitt des Dorns in das Rohr erstreckt und im Inneren des Rohrs festgeklemmt wird. Die internen Klemmvorrichtungen enthalten typischerweise mehrere Klemmelemente, die an dem Dorn befestigt sind, um sich in radialer Richtung in bezug auf die Längsachse des Dorns zu bewegen. Die Klemmelemente werden durch die axiale Bewegung zwischen den Keiloberflächen, die auf einem Abschnitt des Dorns gebildet sind, und jedem der Klemmelemente radial ausgeweitet oder verengt. Derartige Klemmelemente sind normalerweise als schmale, verlängerte Elemente ausgebildet, die in Richtung der Längsachse des Dorns eine signifikante Länge besitzen.

Die US A 4 493 232 veranschaulicht z. B. einen einstellbaren Dorn des Standes der Technik für eine transportable Drehmaschine, die ein dem Drehmoment entgegenwirkendes Merkmal und radial dehnbare Klemmen zum Eingreifen in das Innere eines Knieabschnitts des Rohrs enthält, wodurch eine transportable Drehmaschine an dem Rohr für den Betrieb der maschinellen Bearbeitung gesichert werden kann.

Um die Zeit für das maschinelle Bearbeiten des Endes eines Rohrknies oder eines Rohres zu minimieren, ist es notwendig, pro Umdrehung des Werkzeugs für die maschinelle Bearbeitung eine so große Spanabhebung wie möglich zu benutzen. Dem Drehmoment, das notwendig ist, um die Spanabhebung zu maximieren, muß sowohl durch die gegenseitige Verbindung zwischen dem nichtdrehbaren Abschnitt der Leistungseinheit und dem Dorn als auch durch die Vorrichtung, die den Dorn an dem Rohrknie oder dem Rohr festklemmt, entgegengewirkt werden. Es sind dem Drehmoment entgegenwirkende Vorrichtungen bekannt, die so konstruiert sind, daß sie zwischen dem Dorn und dem Gehäuse der Leistungseinheit angebracht werden können, um deren Fähigkeiten, dem Drehmoment entgegenzuwirken, zu vergrößern. Derartige Vorrichtungen sind jedoch Scherkräften und Verschleiß unterworfen, der ihre Ersetzung erfordert, weil sie nicht einstellbar sind, um sich auf derartigen Verschleiß einzustellen.

Verlängerte Klemmelemente liefern keine zufriedenstellenden Ergebnisse, selbst wenn der Dorn an einem verlängerten Rohrabschnitt befestigt ist, in dem ausreichend Platz im Inneren des Rohrs vorhanden ist, um die Länge der Klemmelemente unterzubringen. Die relativ schmale Abmessung der bekannten Klemmelemente liefert nicht die notwendige Klemmkraft, um dem Drehmoment entgegenzuwirken, das während der maschinellen Bearbeitungsverfahren mit maximaler Spanabhebung erzeugt wird.

Es ergeben sich außerdem Probleme, wenn der Dorn an einem Rohrknie oder ähnlichem befestigt werden muß, weil normalerweise kein Platz im Inneren vorhanden ist, um die Länge der verlängerten Klemmelemente unterzubringen. Derartige bekannte Klemmvorrichtungen haben bei der Schaffung der notwendigen starren Unterstützung des Dorns versagt, um die Enden des Rohrknies präzise maschinell zu bearbeiten.

Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung einen Klemmstift zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Festklemmen eines Dorns an ein Rohr, mit einem im wesentlichen zylindrisch geformten Körperabschnitt, welcher einen ersten und einen zweiten Kopfabschnitt und eine zen trale Achse aufweist; gekennzeichnet durch

eine Anzahl von im wesentlichen konzentrischen Rippen, die sich um die zentrale Achse auf dem ersten Kopfteilstück erstrecken; und

einer Betätigungsfläche an dem zweiten Kopfabschnitt.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung unter Verwendung mehrerer Klemmstifte nach Anspruch 1 eine Klemmvorrichtung zur Befestigung des Endes eines Dorns an einem Rohr, wie z. B. einem Rohrknie oder ähnlichem. Die Klemmvorrichtung besitzt mehrere Klemmstifte, jeder Stift besitzt eine im wesentlichen zylindrische Form mit einem halbkugelförmigen Kopfabschnitt, der mehrere konzentrische Rippen definiert. Ein axial bewegliches Betätigungselement wirkt auf ein zweites Ende der Klemmstifte derart ein, daß die Bewegung des Elements entlang der Längsachse des Dorns jeden Klemmstift in Berührung mit der Rohroberfläche bringt. Die Rippen in Berührung mit der Oberfläche des Rohrknies vergrößern die Klemmstarrheit des Dorns, während gleichzeitig die axiale Länge der Klemmelemente minimiert wird.

Eine Klemmvorrichtung mit verlängerten Klemmelementen kann verwendet werden, um den Dorn an einer geraden Länge des Rohrs festzuklemmen. Die Klemmelemente besitzen eine vergrößerte Breite, wobei sie auf voneinander entfernte Nuten einwirken, die auf dem Klemmkopf gebildet sind, um ihre Fähigkeiten, dem Drehmoment entgegenzuwirken, zu vergrößern.

Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, worin:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer transportablen Drehmaschine ist, die eine Klemmvorrichtung und die Klemmstifte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält;

Fig. 2 eine teilweise teilweise aufgebrochene Draufsicht, auf die Leistungseinheit ist, die in Fig. 1 gezeigt ist und die einen dem Drehmoment entgegenwirkenden Keil veranschaulicht;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Dorns ist, die eine dem Drehmoment entgegenwirkende Nut veranschaulicht;

Fig. 4 eine Kopfansicht des Dorns ist, der in Fig. 3 veranschaulicht ist;

Fig. 5 eine Vorderansicht eines Klemmstifts gemäß einer veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung ist;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Linie B-B in Fig. 5 genommen ist;

Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts C des Klemmstifts ist, der in Fig. 6 veranschaulicht ist;

Fig. 8 eine explosionsartige Teilseitenansicht ist, die teilweise aufgebrochen ist und eine alternative Ausführungsform des Klemmkopfes gemäß der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 9 eine Vorderansicht des Klemmkopfes ist, der in Fig. 8 veranschaulicht ist;

Fig. 10 eine Querschnittsansicht eines dem Drehmoment entgegenwirkenden Keils ist;

Fig. 11 eine Kopfansicht des dem Drehmoment entgegenwirkenden Keils ist, der in Fig. 10 gezeigt ist;

Fig. 12 eine teilweise Querschnittsansicht ist, die das Ineinandergreifen eines dem Drehmoment entgegenwirken Keils und einer Nut veranschaulicht;

Fig. 13 eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Dorns ist;

Fig. 14 eine Teilansicht des Dorns nach Fig. 13 ist;

Fig. 15 eine teilweise Seitenansicht des Klemmkopfes des Dorns ist, der in Fig. 13 gezeigt ist;

Fig. 16 eine teilweise Draufsicht des Endes des Dorns ist, der in Fig. 15 gezeigt ist;

Fig. 17 eine Kopfansicht des Dorns ist, der in Fig. 15 gezeigt ist;

Fig. 18 eine Seitenansicht des Klemmelements nach Fig. 14 ist;

Fig. 19 eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D in Fig. 18 ist.

Die transportable Drehmaschine, die in Fig. 1 veranschaulicht ist, enthält eine Leistungseinheit 10, die einen drehbaren Abschnitt 12 und einen nichtdrehbaren Abschnitt 14 besitzt. Der drehbare Abschnitt 12 ist durch die Lager 16 innerhalb des Abschnitts 14 drehbar gehalten. Ein oder mehrere (nicht gezeigte) Schneidwerkzeuge können an der Stirnfläche 12a befestigt sein, um verschiedene Operationen der maschinellen Bearbeitung an dem Ende eines Rohrknies 18 oder ähnlichem auszuführen, wie dies im Stand der Technik wohlbekannt ist. Obwohl die Erfindung hinsichtlich ihrer Verbindung mit einem Rohrknie beschrieben werden wird, kann die Vorrichtung selbstverständlich genauso auf die maschinelle Bearbeitung der Enden gerader Rohrlängen und Schlußflansche angewendet werden.

Die (nicht gezeigte) Leistungsquelle ist an dem Flansch 20 derart befestigt, daß die Antriebswelle der Leistungsquelle die Eingangswelle 22 und das Kegelrad 24 antreibt. Das Kegelrad 24 greift mit einem entsprechenden Kegelrad 26 ineinander, das an dem sich drehenden Abschnitt 12 starr befestigt ist.

Der nichtdrehbare Gehäuseabschnitt 14 der Leistungseinheit ist an dem Dorn 28 verschiebbar befestigt. Die Leistungseinheit 10 ist durch das Drehen des Vorschubrings 32, der Griffe 34 besitzt und an einem Vorschubelement 36 mit Gewinde befestigt ist, in Richtungen entlang des Dorns 28 beweglich, die im allgemeinen parallel zu der Längsachse 30 des Dorns sind. Das Vorschubelement 36 greift per Gewinde mit Vorschubgewinden 39 ineinander, die auf der äußeren Oberfläche eines Abschnitts des Dorns 28 gebildet sind. Wie im Stand der Technik wohlbekannt ist, bewirkt auf diese Weise die Drehung der Griffe 34, daß sich die Leistungseinheit 10 gegen das Ende des Rohrknies 18 oder von ihm weg bewegt, um die (nicht gezeigten) Schneidwerkzeuge in Berührung mit dem Rohrende zu bringen oder sie aus der Berührung zu bewegen. Ein Griff 40 kann an dem sich nicht drehenden Abschnitt 14 befestigt sein, um, falls gewünscht, die Handhabung des Werkzeugs zu erleichtern.

Die Einrichtung, um dem Drehmoment zwischen dem Leistungseinheit-Abschnitt 14 und dem Dorn 28 entgegenzuwirken, ist in den Fig. 2-4 und 10-12 am besten veranschaulicht. Fig. 2 ist eine Ansicht, die einen der dem Drehmo ment entgegenwirkenden Keile 42 zeigt, die in einer durch den Leistungseinheit-Abschnitt 14 definierten Bohrung verschiebbar befestigt sind, um in den Richtungen, die durch die Pfeile 44 angezeigt sind, einer Richtung, die im allgemeinen senkrecht zu der Längsachse 30 des Dorns 28 ist, nicht drehbar verschiebbar zu sein. Der dem Drehmoment entgegenwirkende Keil 42 kann einen Schlitz besitzen, der entlang eines Randes definiert ist und in den durch einen Abschnitt der Stellschraube 46 eingegriffen wird, um dem Keil zu erlauben, sich in der Richtung der Pfeile 44 zu bewegen, aber um dessen Drehung zu verhindern.

Ein Kopfabschnitt des dem Drehmoment entgegenwirkenden Keils 42 erstreckt sich in die Öffnung, die sich durch die Leistungseinheit 10 erstreckt, um den Dorn 28 aufzunehmen. Der Kopfabschnitt besitzt konvergierende gegenüberliegende Ränder 42a und 42b, die einen eingeschlossenen Winkel α definieren.

Die Einstellschraube 48 greift in die Bohrung 50, die durch den nichtdrehbaren Leistungseinheit-Abschnitt 14 definiert ist, per Gewinde derart ein, daß ein Ende davon gegen ein Ende des dem Drehmoment entgegenwirkenden Keils 42 drückt. Die Einstellschraube 48 definiert darüber hinaus eine Öffnung 52, um den Verriegelungsbolzen 54 anzuordnen und um einen polygonalen Öffnungsabschnitt 52a zu definieren. Wie deutlich ist, übt die Drehung der Einstellschraube 48 eine Kraft auf einen Drehmoment-Einstellkeil 42 aus, um ihn in die Richtung der Pfeile 44 zu bewegen. Der Verriegelungsbolzen 54, der durch die Einstellschraube 48 geht und per Gewinde in den Drehmoment- Entgegenwirkungs-Keil 42 eingreift, verriegelt diese Elemente in ihren eingestellten Positionen, indem er den dem Drehmoment entgegenwirkenden Keil 42 gegen die Einstellschraube 48 festspannt.

Ein Kopfabschnitt des Dorns 28 definiert im allgemeinen sich der Länge nach erstreckende Nuten 56 auf dessen genau entgegengesetzten Rändern. Die Nuten 56 besitzen nach außen auseinanderlaufende Ränder 56a und 56b, die einen eingeschlossenen Winkel α definieren, der im wesentlichen gleich dem eingeschlossenen Winkel α ist, der zwischen den zusammenlaufenden gegenüberliegenden Rändern 42a und 42b des dem Drehmoment entgegenwirkenden Keils 42 definiert ist. Wie in Fig. 12 zu sehen ist, sind die Positionen der dem Drehmoment entgegenwirkenden Keile 42 so eingestellt, daß sich die Kopfabschnitte derart in die Nuten 56 einfügen, daß die Oberfläche 42a die Oberfläche 56a berührt, während die Oberfläche 42b die Oberfläche 56b berührt. Die Oberflächen können sich in Gleitkontakt miteinander befinden, damit sich die Leistungseinheit 10 axial längs des Dorns 28 bewegen kann, während zur gleichen Zeit das wechselseitige Ineinandergreifen der Berührungsflächen dem Drehmoment entgegenwirkt, das der Leistungseinheit durch die Wirkung des Schneidwerkzeugs auf dem Rohrende auferlegt wird.

Die winkligen Berührungsflächen 42a, 42b, 56a und 56b erlauben, daß die Position des dem Drehmoment entgegenwirkenden Keils 42 bezüglich des Dorns 28 eingestellt werden kann, um sich auf jeden Verschleiß dieser Oberflächen einzustellen. Durch bloße Positionierung des dem Drehmoment entgegenwirkenden Keils weiter nach innen gegen die Dornachse 30 kann jeder Verschleiß dieser Oberflächen aufgehoben und die Oberflächen zurück in Berührung miteinander gebracht werden. Dieses ist mit den bekannten dem Drehmoment entgegenwirkenden Vorrichtungen nicht möglich, diese verwenden einen Schlitz mit rechteckigem Querschnitt, in den ein entsprechend geformter, dem Drehmoment entgegenwirkender Keil eingefügt ist. Sobald die im allgemeinen parallelen Randflächen entweder des Keils oder der Nut abgenutzt sind, ist es unmöglich, den Keil einzustellen, um die abgenutzten Oberflächen zu kompensieren. Es ist vorstellbar, daß der Winkel α ungefähr gleich 90º ist, obwohl dieser Wert abhängig von der präzisen Anwendung der Leistungseinheit und des Schneidwerkzeugs variieren kann.

Die winkligen Berührungsflächen vermindern außerdem die Scherkräfte, die den dem Drehmoment entgegenwirkenden Keilen und dem Dorn auferlegt werden. Die Kräfte wirken senkrecht zu den Berührungsflächen, wobei folglich nur ein Teil davon im rechten Winkel zu der zentralen Achse des dem Drehmoment entgegenwirkenden Keils gerichtet ist, um die Scherbeanspruchungen zu vermindern.

Das andere Ende des Dorns 28 beherbergt einen Klemmechanismus, der im allgemeinen bei 58 angezeigt ist. Wie in Fig. 1 am besten zu sehen ist, enthält der Klemmechanismus, um den Dorn an einem Rohrknie 18 oder ähnlichem festzuklemmen, einen Klemmkopf 60 mit mehreren Klemmstiften 62, die darin verschiebbar, aber nicht drehbar, befestigt sind. Obwohl der Klemmkopf so gezeigt ist, daß er drei derartige Stifte besitzt, können ganz offensichtlich andere Anzahlen an Stiften verwendet werden, ohne den Rahmen bzw. Umfang dieser Erfindung zu überschreiten.

Ein typischer Klemmstift ist in den Fig. 5-7 ausführlich gezeigt. Der Klemmstift 62 besitzt einen im allgemeinen zylindrischen Körperabschnitt mit einem im allgemeinen halbkugelförmigen ersten Kopfabschnitt 62a, der darauf mehrere konzentrische Rippen definiert. Die Rippen 64 erstrecken sich konzentrisch um die zentrale Achse des allgemeinen zylindrischen Körperabschnitts, wobei sie am Ende des Klemmstifts 62 eine Klemmfläche bilden, wobei festgestellt worden ist, daß sie die Klemmkraft der Vorrichtung merklich vergrößert. Jede der konzentrischen Rippen besitzt winklige Ränder, so daß benachbarte Ränder benachbarter Rippen einen eingeschlossenen Winkel β definieren, der zwischen 50º und 70º liegen kann und vorzugsweise in der Größenordnung von 60º liegt.

Der Klemmstift 62 definiert außerdem einen im allgemeinen der Länge nach sich erstreckenden Schlitz 66, in den ein Teil der Stellschraube 68 in dem Klemmkopf 60 eingefügt ist, um die Drehung des Klemmstifts darin zu verhindern. Der Klemmstift 62 definiert außerdem eine Betätigungsfläche 70 an einem zweiten Ende, das sich in das Innere des Klemmkopfes 60 erstreckt. Die Betätigungsfläche 70 ist im allgemeinen eine ebene Oberfläche, die sich in einem Winkel zur Waagerechten erstreckt, wobei sie angepaßt ist, um von einer entsprechenden winkligen Oberfläche 72a berührt zu werden, die auf dem Betätigungselement 72 gebildet ist. Das Betätigungselement 72 ist in einer zentralen Öffnung des Dorns 28 verschiebbar befestigt, wobei es durch eine Vorschubspindel 74 mit Gewinde berührt wird. Die Vorschubspindel 74 erstreckt sich durch den Dorn 28 und greift per Gewinde in den Dorn 28 ein. Die Drehung der Nut 76, die auf der Vorschubspindel 74 befestigt ist, bewirkt eine Drehung der Vorschubspindel 74, wobei die derartige Drehung, verursacht durch ihre gegenseitige Verbindung mit einem Gewinde, eine axiale Bewegung der Vorschubspindel 74 bezüglich des Dorns 28 bewirkt. Die axiale Bewegung der Vorschubspindel 74 bewirkt eine axiale Bewegung des Betätigungselements 72, die wiederum im allgemeinen durch die Wechselwirkung der Oberflächen 72a mit den Oberflächen 70 eine radiale Bewegung der Berührungsstifte 62 bewirkt. Da die Klemmstifte 62 nach außen gebracht werden, berühren die Rippen 64 das Innere des Rohrknies 18 und klemmen dadurch den Dorn an dem Knie fest, wie in Fig. 1 zu sehen ist.

Die vergrößerte Klemmkraft, die durch die Rippen 64 an den Klemmstiften 62 erzeugt wird, ist von großer Bedeutung bei der maschinellen Bearbeitung der Enden der Rohrknie oder anderer Formstücke, worin die gebogene Beschaffenheit des Formstücks jedes tiefe Eindringen zum Festklemmen durch den Dorn verhindert. Die Krümmung dieser Elemente verhindert die Verwendung verlängerter Klemmelemente des Standes der Technik. Die Versuche, die axiale Länge der bekannten Klemmelemente zu verkürzen, hat sich insoweit als unbefriedigend erwiesen, als sie keine Klemmkraft erzeugen können, die ausreicht, um das Gewicht und das Drehmoment auszugleichen, die durch die Leistungseinheit und die Wirkung des Schneidwerkzeugs an dem Ende des Formstücks dem Dorn auferlegt werden. Die Verwendung der Klemmstifte gemäß der Erfindung erlaubt es nicht nur, daß der Dorn an dem Rohrknie dicht benachbart an dessen Ende festgeklemmt wird, sondern sie schaffen eine starre und stabile Befestigung der Leistungseinheit, um folglich die Präzision der maschinellen Bearbeitung zu vergrößern.

Eine alternative Ausführungsform des Dorns und des Klemmkopfes ist in Fig. 8 und 9 gezeigt, worin der Klemmkopf 60 an dem Dorn 28 entfernbar befestigt ist. In dieser Ausführungsform ist der Klemmkopf 60 als ein separates Element gebildet, wobei es durch Bolzen 78 oder ähnliches an dem Flansch 28a befestigt ist, der an dem Dorn 28 gebildet ist. Die Klemmstifte 62 und deren Betätigung über das Betätigungselement 72 sind exakt die gleichen wie in der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform. Die Verwendung der verschieden kalibrierten Klemmköpfe ermöglicht, daß ein gemeinsamer Dorn an verschiedenen Rohrgrößen befestigt werden kann. Außerdem können verschiedene Längen der Klemmstifte durch einen gegebenen Klemmkopf aufgenommen werden, um den Bereich der Rohrgrößen zu vergrößern, an denen der Dorn befestigt werden kann.

Die Erfindung enthält außerdem eine verbesserte Klemmvorrichtung zur Verwendung mit geraden Rohrabschnitten, um die Klemmkraft und die Starrheit der Befestigung des Dorns zu vergrößern. Wie in den Fig. 13-19 veranschaulicht ist, definiert wie in den vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen der Dorn 79 auf einem Abschnitt davon Nuten 56 für die Wechselwirkung mit den dem Drehmoment entgegenwirkenden Keilen der Leistungseinheit. Das Klemmende des Dorns 79 definiert mehrere abgeschrägte Oberflächen 80, von denen drei in der offenbarten Ausführungsform gezeigt sind. Selbstverständlich können jedoch verschiedene Anzahlen von abgeschrägten Oberflächen verwendet werden, ohne den Geltungsbereich dieser Erfindung zu überschreiten. Jede abgeschrägte Oberfläche 80 besitzt ein Paar darauf gebildeter, im allgemeinen paralleler Klemmkerben 82, um Abschnitte der Klemmelemente 84 verschiebbar anzuordnen. Ein Klemmelement 84 ist in Fig. 18 und 19 ausführlich gezeigt, wobei es ein Paar seitlich versetzter Auflageflächen 84a besitzt, die so verteilt sind, um in die Kerben 82 verschiebbar einzugreifen. Die Breite des Klemmelements 84 zusammen mit dem seitlichen Abstand der Oberflächen 84a und den Kerben 82 schafft eine vergrößerte Klemmkraft, um dem Drehmoment entgegenzuwirken, das während der Schneidoperation erzeugt wird. Wie in Fig. 14 zu sehen ist, sind die Klemmelemente 84 auf Kegelflächen 80 derartig befestigt, daß die Oberflächen 84a die Kerben 82 verschiebbar berühren. Eine Feder 86, die sich längs des Umfangs um den Dorn 78 und durch die Klemmelemente 84 erstreckt, hält die Klemmelemente an dem Dorn 78 und bringt sie gegen das Zentrum des Dorns.

Die vorderen Enden der Klemmelemente 84 greifen in den Betätigungsring 88 ein, der per Gewinde mit der Klemmschraube 90 in Eingriff ist. Die Klemmschraube 90 erstreckt sich durch eine Längsöffnung im Dorn 78, wobei sie durch die Mutter 92 gedreht werden kann, die an ihrem gegenüberliegenden Ende befestigt ist. Wie zu sehen ist, veranlaßt die Drehung der Mutter 92 und der Vorschubspindel 90 den Betätigungsring 88, sich in bezug auf den Dorn 78 axial zu bewegen und dadurch die Klemmelemente 84 entlang der Kegelflächen 80 zu treiben. Dieses veranlaßt außerdem die Klemmelemente 84, sich radial nach außen auszudehnen, um in die innere Oberfläche des Rohrs einzugreifen, in das der Dorn eingefügt ist.

Die vorangehende Beschreibung ist nur zur Veranschaulichung vorgesehen, sie sollte nicht als in irgendeiner Weise diese Erfindung begrenzend ausgelegt werden, deren Rahmen allein durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.


Anspruch[de]

1. Klemmstift zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Festklemmen eines Dorns (28) an ein Rohr (18), mit einem im wesentlichen zylindrisch geformten Körperabschnitt (62), welcher einen ersten (62a) und einen zweiten Kopfabschnitt aufweist, wobei der zweite Kopfabschnitt mit einer Betätigungsfläche (70) ausgebildet ist und der Körperabschnitt (62) eine zentrale Achse aufweist, gekennzeichnet durch eine Anzahl von im wesentlichen konzentrischen Rippen (64), die sich um die zentrale Achse auf dem ersten Kopfabschnitt erstrecken.

2. Klemmstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kopfabschnitt (62a) im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet ist.

3. Klemmstift nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (64) Ränder aufweist, wobei der Winkel (β) zwischen benachbarten Rändern von benachbarten Rippen zwischen 50º und 70º liegt.

4. Klemmstift nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (β) zwischen benachbarten Rändern von benachbarten Rippen (64) ca. 60º beträgt.

5. Klemmvorrichtung zur Befestigung eines eine Längsachse (30) aufweisenden Dorns (28) an einem Rohr (18), mit einem Klemmkopf (60) auf dem Dorn (28) gekennzeichnet durch eine Anzahl von Klemmstiften (62) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die verschiebbar in dem Klemmkopf (60) befestigt sind, zur im wesentlichen vertikalen Bewegung bezüglich der Längsachse des Dorns (28), sowie ein Betätigungselement (72) zur Verschiebung der Klemmstifte (62) relativ zum Klemmkopf (60), um das erste Ende (62a) jedes Stiftes (62) mit einem Rohr (18) in Berührung zu bringen.

6. Klemmvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (72) relativ zu dem Dorn (28) derart angebracht ist, daß es sich in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse (30) des Dorns (28) bewegt und die Betätigungsfläche (70) jedes Klemmstiftes derart berührt, daß eine axiale Bewegung des Betätigungselements (72) eine radiale Bewegung jedes Klemmstiftes (62) bewirkt.

7. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkopf (60) entfernbar an dem Dorn (28) angebracht ist.







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