具有动力部件的挤压工具以及用于连接工件的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于连接多个工件的、具有转动部件以及至少一个动力部件的挤压工具，其中该转动部件分别具有挤压段，其中该挤压段形成挤压区域，其中该转动部件能够在该挤压区域的打开位置和关闭位置之间彼此相对地转动，其中在挤压区域关闭的情况下通过各个挤压段的运动方向定义了挤压运动方向，并且其中该动力部件在启动的情况下沿着力轴施加力。此外本发明还涉及一种用于连接多个工件的系统，该系统具有根据本发明的挤压工具以及挤压环，其中该挤压环能够在打开位置和关闭位置之间转动，并且其中该挤压环具有为挤压工具的挤压区域而设的连接区域。此外本发明还涉及一种用于连接多个工件的方法。
【背景技术】
[0002]从现有技术中已知，在管道(特别是气体管道和液体管道)连接技术中以及在电缆技术中用于连接多个工件的挤压工具。在这些应用领域中，特别使用到用于径向挤压像是接头、管道和套筒这样的工件的挤压工具。在此，例如应该利用这种挤压工具来完成工件的气密连接和/或液体密封连接。对于待建立的连接的另一个要求在于该连接在挤压后应为不能够拆卸的。
[0003]径向的挤压可以通过对至少两个工件的模压来实现。因此，例如将管道引入接头中并且随后通过由挤压工具施加的、径向向内作用的力使该接头这样变形，即，实现管道和接头之间的连接。在此，通过工件的材料的直接接触，比如通过接触面的力配合或形状配合来促成该连接的密封。特别是在由金属制成的工件中，径向的变形需要高的压力，以便于建立可靠的连接。
[0004]可以通过挤压工具来实施径向向内的运动，其中该径向向内对准的运动特别通过利用倾斜面转化为部分的轴向压力。在此，可以部分地轴向挤压或轴向地相互重叠地推动工件，并因此实现可靠的连接。另外，在一种这样部分轴向的挤压的情况下，通过工件和倾斜面的摩擦阻力而产生高压力。
[0005]特别是，在对于该连接的持久性和密封性有需求的条件下，在工件之间还使用了额外的密封部件，例如0形环。在由弹性材料制成的密封部件的情况下，该密封部件通过工件的挤压而弹性地变形并且通过其回复力促进所建立的连接的密封性。为了保证可靠的密封性必须在足够长的挤压路径上挤压弹性的密封部件。
[0006]由此，对挤压工具的设计提出了像是高挤压力和/或长挤压路径这样的要求。特别是在挤压具有大直径(大概为超过5cm的管径)的管道以及在具有较大壁厚的管道的情况下，高的压力和/或长的挤压路径对于连接的建立可能是必要的。在此有利的是，将相应地满足这些要求的动力部件直接设置在挤压工具上。
[0007]这些动力部件例如是具有合适的挤压力和冲程的压力气缸，如液压气缸。直接设置在挤压工具上的压力气缸经软管与单独的压力装置连接并且由此供给压力。随后，通过将挤压工具接在工件上并紧接着通过开动压力装置而启动压力气缸实现挤压。
[0008]此外，管道安装中使用挤压环，该挤压环围绕着待挤压的管道放置。在挤压工具中设置的动力部件随后基本沿切线方向接在挤压环上，即，垂直于管道的延伸方向并且几乎沿着或平行于管道截面的切线。由此，该动力部件直接地作用，在液压气缸的情况下，直接以活塞作用在挤压环的连接区域上。
[0009]但是通过动力部件这样的设置，妨碍了使用者在待挤压工件上的视野。此外，由于动力部件必须在切线方向上接在挤压环上，因此特别是在很狭小的空间条件下手动操作这样的挤压工具是很困难的，例如在管道彼此紧凑相邻地延伸的情况下。具有这样的结构的挤压工具此外通常很难以操纵，因为使用中包含了对大量把手的使用，不直观并且在挤压的过程中或之后必须由使用者用手来保持该挤压工具。同样还存在动力部件停止后挤压工具从工件上解除并掉落的风险。
【发明内容】
[0010]因此，本发明的目的在于，说明用于挤压工件的一种挤压工具、一种系统以及一种方法，其中挤压工具具有对狭窄空间条件有利的构造，同时方便于手动操纵并且提高了使用中的安全性。
[0011]这个与挤压工具相关的目的由此而达到，即，使力轴基本沿着挤压运动方向，特别是平行于挤压运动方向而延伸。
[0012]动力部件通过启动而沿着力轴施加力。转动部件由此相对于彼此转动，因此减小了在挤压段之间的挤压区域并将挤压区域闭合。在闭合的过程中挤压段的运动在此限定了挤压运动方向。根据本发明，由动力部件施加的力的力轴在此基本上沿着挤压运动方向延伸。因此，将力分解为平行于运动方向和垂直于运动方向的分量的情况下，平行或反向平行的分量要大于垂直的分量。
[0013]通过这样的动力部件的设置，可以实现挤压工具特别便于操作的构造。因此，该挤压工具能够类似于钳子地设计，以便于能够由使用者简便且直观地操作该挤压工具。为此可以在挤压工具上设置保持段，能够利用该保持段握住挤压工具并且能够用手打开和闭合挤压工具用来连接。
[0014]通过避免动力部件的切线式设置，也使得在狭小的空间条件下(例如在管道紧凑相邻延伸的布置的情况下)的工作成为可能。挤压工具能够以管横截面的径向连接并用于挤压。
[0015]同样地，使用者的在待挤压的工件上的视野也不会被动力部件遮挡。使用者在挤压过程中能够观察工件的待挤压区域并密切注视挤压过程。
[0016]通过根据本发明的挤压工具，能够挤压由不同材料制成的工件，特别是具有或不具有密封件的、由金属(例如铜、红铜、钢和不锈钢)制成的管道和接头。根据本发明的挤压工具特别可以用于具有大的直径和厚的壁厚的管道。
[0017]根据按照本发明的挤压工具的一种设计方案，动力部件包括至少一个压力气缸，特别是液压气缸。在其启动的情况下，压力气缸沿着气缸轴引起一个力。通过使用压力气缸可以提供高压力以及长的挤压路径。压力气缸此外还具有的优点在于，能够通过单独的压力装置驱动压力气缸，由此简化了挤压工具的操纵。也能够将可能已有的压力装置用于挤压工具，这提高了挤压工具的经济性。
[0018]根据挤压工具的另一种设计方案，转动部件通过至少一个转轴相互连接。由此，能够以简单的方式实现转动部件相对彼此的转动。特别在对于待达到的挤压力有高需求的情况下，也能够通过使用转轴为挤压工具带来必要的稳定性和持久性。例如能够通过与挤压力的要求相对应尺寸的螺栓和螺栓孔或球轴承来实现提供用于连接转动部件的转轴。
[0019]特别能够经同步铰接来对转动部件彼此相对地进行引导，该同步铰接明确限定了转动部件在挤压运动过程中相对的位置。这意味着，在转动部件之间基本仅存在唯一的自由度。这样相对彼此地引导转动部件，即，在第一转动部件的确定位置的情况下，能够明确地得到第二转动部件的位置。这样的自由度例如能够通过唯一的转动角或通过转动部件之间组合的平移和转动来形成。通过同步铰接实现了简化的挤压工具的操作，因为为了固定整个挤压工具的位置仅须移动转动部件中的一个。这样的同步铰接可以例如通过转动部件之间的唯一转轴而构成。
[0020]按照挤压工具的另一种设计方案，该同步铰接也通过分别设置在转动部件上的两个转轴形成，通过至少两个连接部件交叉地相互连接这两个转轴。通过将挤压过程中产生于挤压工具内部的力分布在多个转轴上，使同步铰接这个设计方案特别稳定且牢固。同样地，由此减少磨损并促进了挤压工具的耐用性。连接部件能够例如通过板状的(laschenfoermig)部件构造，这些部件分别以一个固定的距离连接两个转轴。因此，在挤压区域的闭合或打开过程中，这些转动部件产生组合的转动和平移运动。优选地，分别在挤压工具的两侧设置两个连接部件，由此实现对转动部件特别稳定的引导并使挤压工具适合于高的挤压力。
[0021]根据按照本发明的挤压工具的另一种设计方案，该挤压工具构造为自保持的并在挤压区域完成闭合后仍自主地保持在闭合位置上。自保持意味着，即使在没有启动动力部件的情况下，例如在所设置的液压气缸上没有压力的情况下，该挤压区域自主地保持闭合并不会自主地打开。因此，在没有外界作用的情况下，例如没有通过使用者来保持的情况下，该挤压工具也保留在工件上。由此，提高了该挤压工具的使用方便性。同样地，也优化了挤压过程的安全性，因为避免了在动力部件停止后挤压工具的意外掉落。同样地也实现了，挤压工具在动力部件启动前以及在挤压开始前就已经能够在工件上自保持。
[0022]此外，可以在转动部件之间设置回位部件，该回位部件引起用于闭合挤压区域的回复力。因此，该回位部件在无需启动动力部件的条件下就引起了挤压区域的预应力，因此简化了挤压工具在工件上的连接。该回位部件可以例如包括弹簧，特别是拉力弹簧