WO2025093071A1

WO2025093071A1 - Antriebseinheit für ein expanderwerkzeug

Info

Publication number: WO2025093071A1
Application number: PCT/DE2024/000087
Authority: WO
Inventors: Jan SILBERBACH
Original assignee: Rothenberger AG
Current assignee: Rothenberger AG
Priority date: 2023-11-03
Filing date: 2024-11-01
Publication date: 2025-05-08
Anticipated expiration: 2026-05-03

Abstract

Eine Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug umfasst einen mechanischen Anschluss (4) zur kinematischen Anbindung des Expanderwerkzeugs mit einem verjüngend auslaufenden länglichen Verdrängungskörper (9) und einen diesen umschließenden ringförmigen Drehmitnehmer (11) sowie ein kombiniertes Schritt- und Pendelgetriebe (3) mit einer Eingangswelle (13), einem ersten kinematischen Pfad zur Umwandlung einer kontinuierlichen Drehung der Eingangswelle (13) in eine periodische Linearbewegung und einem zweiten kinematischen Pfad zur Umwandlung einer kontinuierlichen Drehung der Eingangswelle (13) in eine schrittweise Drehbewegung. Die Eingangswelle (13) ist mit einer elektrischen Drehantriebseinheit (2) verbunden. Der erste kinematische Pfad zur Übertragung der periodischen Linearbewegung ist mit dem Verdrängungskörper (9) verbunden. Der zweite kinematischen Pfad zur Übertragung der schrittweise Drehbewegung ist mit dem Drehmitnehmer (11) verbunden. Der erste und der zweite kinematische Pfad fallen ausschließlich hinsichtlich einer kontinuierlichen Drehbewegungsübertragung zusammen. Der zweite kinematische Pfad ist dazu eingerichtet, durch eine Anzahl von mit der Eingangswelle gleichmäßig drehenden Axialrampen (25, 26), eine Anzahl verschwenkbar gelagerter Kontaktflächen (27, 28) und einen Freilauf (29) aus einer periodischen Schwenkbewegung eines Zwischenglieds (20) eine schrittweise Drehung auf den Drehmitnehmer (11) abzuleiten.

Description

Antriebseinheit für ein Expanderwerkzeug

Technisches Gebiet

Die vorliegende Of fenbarung betrif ft eine Antriebseinheit für ein Expanderwerkzeug, die zum schrittweisen Rotations - und periodischen Linearantrieb des Expanderwerkzeugs eingerichtet ist . Insbesondere betrif ft die vorliegende Of fenbarung eine solche Antriebseinheit für ein Expanderwerkzeug mit einem kombinierten Schritt- und Pendelgetriebe .

Expanderwerkzeuge zum Auf weiten von Metallrohren und Kunststof f schlauchen sind bekannt aus den amtlichen Veröf fentli chungen DE 10 2010 004 426 Al , WO 2012 037935 Al , DE 20 2019 107 067 Ul und US 2019/0351605 Al . Antriebseinhei ten für solche und ähnliche Expanderwerkzeuge mit gleicher oder vergleichbarer Zweckbestimmung sind bekannt aus den wei teren amtlichen Veröf fentlichungen DE 20 2011 050 988 Ul , EP 3 275 626 Bl , EP 2 374 554 Bl , EP 1 938 950 Bl und WO 2023/179809 Al . Auf die zitierten amtlichen Veröffentli chungen (Druckschriften) wird zum Zweck der eventuellen Vervollständigung oder Ergänzung der vorliegenden Darstellungen ausdrücklich verwiesen mit dem Hinweis , dass die zitierten Druckschriften gleichlautenden Begrif fen eventuell eine Bedeutung beilegen, die von der vorliegenden abweicht . Insbesondere wird auf die Of fenbarungen der Druckschriften hinsichtlich des Aufbaus der von der Antriebseinheit anzutreibenden Expanderwerkzeuge verwiesen .

Die in den Druckschriften weiterhin of fenbarten Elektrowerkzeuge und -maschinen umfassen Antriebseinheiten für Expanderwerkzeuge mit einem Pendelgetriebe , durch das die Umsetzung der kontinuierlichen Rotation eines elektrischen Motors , eines elektrischen Getriebemotors oder eines dazu gleichwertigen elektrischen Drehantriebs in eine zyklische Aufweitbewegung der Backenanordnung des angeschlossenen Expanderwerkzeugs bewirkt wird . Ferner sind die in den Druckschriften of fenbarten

1

BESTÄTIGUNGSKOPIE Antriebseinheiten für Expanderwerkzeuge um Schrittgetriebe ergänzt , um die Backenanordnung des angeschlossenen Expanderwerkzeugs im Zyklus der Auf Weitbewegung schrittweise zu verdrehen . Durch diese zusätzliche Drehbewegung wird dem Effekt des Einprägens der mehrteiligen Backenanordnung in die innere Oberf läche des Werkstücks begegnet .

Einige der bekannten Antriebseinheiten für ein Expanderwerkzeug umfassen viele mechanische Bauteile und erfordern einen hohen Aufwand bei der Montage . Andere der bekannten Antriebs - einheiten für ein Expanderwerkzeug benötigen aufwendig gefertigte mechanische Bauteile . Es kann dementsprechend unter bestimmten Umständen einen Bedarf für eine mechanische Auslegung einer Antriebseinheiten für ein Expanderwerkzeug mit wenig einfach zu fertigenden mechanischen Bauteilen gesehen werden .

Konzepte

Diesen Bedarf adressiert das technische Konzept des Anspruchs 1 in grundlegender Weise . Daran anknüpfende grundsätzliche Ausgestaltungen und Alternativen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben .

Kurzbeschreibung der Figuren

In den anhängenden Zeichnungen sind die Konstruktion einer exemplarische Aus führungs formen einer neuartigen Antriebseinheit für ein Expanderwerkzeug sowie die unterliegenden prinzipiellen mechanischen Konzepte dargestellt :

Fig . 1 zeigt eine exemplarische Antriebseinheit für ein Expanderwerkzeug in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne ;

Fig . 2 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der mechanischen Einzelheiten in der exemplarischen Antriebseinheit gemäß Fig . 1 in einer Ansicht von schräg vorne ; Fig . 3 zeigt eine perspektivische Teilschnittdarstellung der exemplarischen Antriebseinheit gemäß Fig . 1 und 2 in ei ner ersten Betriebsstellung ; und

Fig . 4 zeigt eine perspektivische Teilschnittdarstellung der exemplarischen Antriebseinheit gemäß Fig . 1 und 2 in einer zweiten Betriebsstellung .

Ausführungsbeispiele

Insbesondere gemäß Fig . 1 lässt sich eine exemplarische Antriebseinheit 1 für ein Expanderwerkzeug in drei Funktionseinheiten gliedern, nämlich in einen elektrischen Drehantrieb 2 zur Abgabe einer kontinuierlichen Rotationsbewegung, ein kombiniertes Schritt- und Pendelgetriebe 3 zur Umwandlung der kontinuierlichen Rotationsbewegung in mehrere zyklische Bewegungen und einen mechanischen Werkzeuganschluss 4 zum kinematischen Anschluss eines Expanderwerkzeugs an die mehreren zyklischen Bewegungen . Die drei erwähnten Funktionseinheiten können wie exemplarisch dargestellt in einem einzigen Gehäuse oder durch ein einziges Gehäuse 5 zusammengefasst werden, wie dies in Fig . 1 dargestellt ist . In der Darstellung ist die obere Abdeckung des Gehäuses über dem kombinierten Schritt - und Pendelgetriebe 3 ausgelassen .

Der elektrische Drehantrieb 2 kann insbesondere als Getriebemotor realisiert und dazu eingerichtet sein, an einer Ausgangswelle 6 im Betrieb eine kontinuierliche Drehbewegung oder Rotation auszuführen . Der Getriebemotor kann einen Gleichstrommotor und insbesondere einen bürstenlosen Gleichstrommotor umfassen . Ferner kann der elektrische Drehantrieb 2 ein mehrstuf iges Getriebe und insbesondere ein mehrstuf iges Planetengetriebe umfassen .

In typischen Anwendungen wird der elektrische Drehantrieb 2 über ein elektrisches Schalt- oder Steuerglied mit einer elektrischen Leistungsquelle verbunden sein . Das elektrisches Schalt- oder Steuerglied wird dabei eine Bedienschnittstelle umfassen, mit der eine Bedienperson die Leistungszufuhr zum Drehantrieb nach Bedarf steuern kann . Typisch wird die elekt rische Leistungsquelle ein Akkumulator sein . In Anwendungen mit höherem Leistungsbedarf kann alternativ ein netzgespeister Spannungswandler genutzt werden . Dies ist in den exemplarischen Ansichten nicht dargestellt .

Der mechanische Anschluss 4 kann gemäß Fig . 1 einen Befesti gungsf lansch 7 umfassen, der zur lösbaren Anbindung einer Aus wahl von Expanderwerkzeugen eingerichtet ist . Der Befestigungsflansch 7 kann insbesondere mit einem Baj onett- , Renkoder Schraubanschluss ausgerüstet sein, um einen einfachen Austausch des Expanderwerkzeugs zu erlauben . Ferner stehen Konstruktionen zur Verfügung , die sowohl Werkzeuge mit Schraubanschluss als auch Werkzeuge mit Baj onettanschluss adaptieren . Wegen Einzelheiten diesbezüglich wird auf die eingangs erwähnten Druckschriften verwiesen . In der exemplarischen Aus führungs form ist der Befestigungsf lansch 7 als Außengewinde an einem abstehenden Ende eines Flanschgehäuses 8 ausgebildet .

Ferner kann der mechanische Anschluss 4 einen verj üngend aus laufenden länglichen Verdrängungskörper, der exemplarisch als abschnittsweise konischer Spreizdorn 9 ausgeführt ist . Der Spreizdorn 9 ist dazu eingerichtet , in einer linearen Bewegung entlang der Symmetrieachse des konischen Abschnitts 10 gegen die Backenanordnung eines am Befestigungsflansch 7 angebrachten Expanderwerkzeugs zu wirken, um diese in radialer Richtung in Bezug auf die Symmetrieachse des Spreizdorns 9 auseinander zu treiben .

In Variationen könnte der dargestellte Spreizdorn 9 anstelle eines einheitlich konischen Abschnitts 10 mehrere konische Abschnitte mit unterschiedlichem Kegelwinkel aufweisen oder eine anderweitig zugespitzte Gestalt haben . Gleichfalls ist es nicht notwendig, dass der Verdrängungskörper eine rotations - symmetrische Gestalt hat , wie dies in dem konischen Abschnitt 10 des Spreizdorns 9 der Fall ist . Es kann von Vorteil sein, wenn der Verdrängungskörper eine Symmetrie auf eis , die auf die schrittweisen Verdrehung der Backenanordnung des Expanderwerkzeugs im Betrieb abgestimmt ist , wie sie nachfolgend genauer erläutert wird .

Weiterhin umfasst der mechanische Anschluss 4 einen exemplarisch ringförmig gestalteten Drehmitnehmer 11 , der koaxial zur Symmetrieachse des konusf örmigen Abschnitts 10 am Spreizdorn 9 angeordnet ist . Die zur Spitze des Spreizdorns 9 und damit zu einem angeschlossenen Expanderwerkzeug weisende Seite des Drehmitnehmers 11 ist mit einer Zahnstruktur 12 oder einer vergleichbaren Anordnung aus Vorsprüngen für einen insbesondere axialen Eingrif f mit den Backen des angeschlossenen Expanderwerkzeugs ausgestattet .

Die Zahnstruktur 12 oder Vorsprünge des Drehmitnehmers 11 sind dazu eingerichtet , mit entsprechend geformten Ausnehmungen oder Gegenkonturen an den Backen des angeschlossenen Expanderwerkzeugs zu kämmen oder anderweitig einen um die Symmetrieachse des konischen Abschnitts am Spreizdorn 9 Eingriff zu bilden, über den eine Drehung des Drehmitnehmers 11 auf die Backen des angeschlossenen Expanderwerkzeugs übertragen werden kann .

Zum Antrieb des Spreizdorns 7 und des Drehmitnehmers 11 umfasst die exemplarische Antriebseinheit 1 das kombinierte Schritt- und Pendelgetriebe 3 . Das kombinierte Schritt- und Pendelgetriebe 3 kann dazu eingerichtet sein, eine lineare Pendelbewegung zu erzeugen, an die der Verdrängungskörper und insbesondere der Spreizdorn 9 in geeigneter Weise angeschlos sen ist , sowie eine schrittweise Drehbewegung zu erzeugen, an die der Drehmitnehmer 11 in geeigneter Weise angeschlossen ist . Insbesondere kann das kombiniertes Schritt- und Pendelgetriebe 3 einen verzweigten Antriebsstrang umfassen, der die aus dem elektrische Drehantrieb 2 zugeführte kontinuierliche Rotation über unterschiedliche kinematische Pfade auf zwei verschiedene Ausgangsglieder ableitet , wie dies nachfolgend erläutert wird .

Insbesondere gemäß Fig . 2 umfasst die exemplarische Ausführung des kombinierten Schritt- und Pendelgetriebes 3 eine Eingangs - welle 13 , die an den Drehantrieb 2 und insbesondere an die Ausgangswelle 5 des exemplarischen Getriebemotors angeschlos sen ist . Ausgehend von der Eingangswelle 13 erstrecken sich zwei kinematische Pfade , auf denen die zuvor erwähnten unterschiedlichen Bewegungen erzeugt werden .

Für die weitere Erläuterung wird als erster kinematischer Pfad derj enige zur Umwandlung einer kontinuierlichen Rotation in eine zyklische lineare Bewegung in Bezug genommen . Eine allgemeine zyklische lineare Bewegung wird im allgemeinen Sprachgebrauch gelegentlich auch als Pendelbewegung bezeichnet . Als zweiter kinematischer Pfad wird nachfolgend derj enige zur Umwandlung einer kontinuierlichen Rotation in eine schrittweise Rotation in Bezug genommen .

Der erste benannte kinematische Pfad verläuft in der gezeichneten exemplarischen Situation der Fig . 2 und 3 ausgehend von der Eingangswelle 13 über eine Antriebsscheibe 14 , die eine äußere , radial und achsenparallel prof ilierte Antriebskurvenbahn 15 auf weist und in Fachkreisen mitunter auch als Radial nockenscheibe bezeichnet wird . Die Antriebsscheibe 14 ist exemplarisch durch eine Keil Verbindung drehstarr mit der Eingangswelle 13 verbunden und über die Eingangswelle 13 in ei ner geeigneten Lagerung um die Achse A drehbar auf gehängt . Die Lagerung der Antriebsscheibe 14 kann wie dargestellt zwei Kugellager 16 , 17 umfassen, zwischen den die Antriebsscheibe 14 eingeschlossen ist , wie dies exemplarisch dargestellt ist . In einer alternativen Konstruktion könnte die Antriebsscheibe einseitig gelagert sein . In einer weiteren Alternative könnte die Antriebsscheibe über ein koaxiales Getriebe mit der Eingangswelle drehmoment führend verbunden sein . Insbesondere könnte als koaxiales Getriebe ein Untersetzungsgetriebe in der Bauart eines Planeten- oder Exzentergetriebes vorgesehen sein . Eine in der Antriebsscheibe integrierte Untersetzung könnte ein Getriebe innerhalb des elektrischen Drehantriebs wie exemplarisch dargestellt ganz oder teilweise erübrigen .

In der gezeigten Anordnung enthält der erste benannte kinematische Pfad ferner eine exemplarisch frei drehbar aufgehängte Rolle 18 , die in einer exemplarisch radial zur Achse A verlaufenden Linearführung gehalten ist . In der dargestellten Situation wird die Linearführung einmal durch einen zylindrischen rückseitigen Abschnitt 19 des Spreizdorns 9 und eine diesen umschließende Lagerbohrung in einer Schwenkhülse 20 gebildet . Eine weitere Lagerstelle der Linearführung ist durch die Langlöcher 21 oben und unten im Flanschgehäuse 8 gegeben . Die Rolle 18 kann ferner wie in der exemplarisch dargestellten Situation durch einen Bolzen 22 in endständigen Befestigungsaugen 23 am Spreizdorn 9 gehalten sein .

Die durch den Bolzen 22 def inierte Drehachse der Rolle 18 kann parallel zur Achse A der Drehung der Antriebsscheibe 14 verlaufen, wie dies in der exemplarischen Situation der Fall ist . Dadurch kann die Rolle 18 die exemplarisch gewählte zylindrische Außengestalt haben und die Antriebskurvenbahn 15 kann, wie exemplarisch dargestellt , translationssymmetrisch zur Achse A, d . h . prismatisch ausgeführt sein . Der Kontakt der Rolle 18 zur Antriebskurvenbahn 15 liegt in dieser Situation stets auf einer zur Achse A parallelen Kontaktlinie .

Im ersten benannten kinematischen Pfad kann ferner eine Rückstellfeder 24 vorgesehen sein, die auf den Spreizdorn 9 mit einer Vorspannung entgegengesetzt zu dessen Bewegungsrichtung beim Auseinandertreiben der Backenanordnung einwirkt . Durch die Rückstellfeder 24 kann die Rolle 18 in dauerndem Kontakt zur Antriebskurvenbahn 15 gehalten werden .

Der zweite benannte kinematische Pfad verläuft in der gezeichneten Situation ausgehend von der Eingangswelle 13 zu einer ersten, oberen und einer zweiten, unteren sichelförmigen Axi alrampe 25 bzw . 26 . In der exemplarischen Situation ist die erste Axialrampe 25 gemäß der Orientierung der Darstellung auf der Oberseite der Antriebsscheibe 14 und die zweite Axialrampe

26 auf der Unterseite der Antriebsscheibe 14 angeordnet . Die erste und zweite Axialrampe 25 bzw . 26 sind dazu eingerichtet , in unterschiedlichen Winkelstellungen der Antriebsscheibe 14 mit der Schwenkhülse 20 in Kontakt zu treten, um die Schwenkhülse 20 periodisch um einen vorgegebenen Winkelbetrag um die Achse des Spreizdorns 10 drehend zu verschwenken .

Insbesondere in den Fig . 3 und 4 ist zu erkennen, wie in der exemplarischen Ausführungsform die obere Axialrampe 25 dazu eingerichtet ist , eine durch die erste endständige Abrundung

27 an der Schwenkhülse 20 gebildete Kontaktf läche während der Drehung der Antriebsscheibe 14 in einem ersten Winkelbereich nach oben zu drücken und dadurch die Schwenkhülse 20 um einen vorgegebenen Winkelbetrag in der Blickrichtung auf die Spitze des Spreizdorns 10 rechtsdrehend zu verschwenken .

Ohne weitere Illustration ist verständlich, dass eine zur unteren Axialrampe 26 korrespondierende untere Kontaktf läche in analoger Weise dazu eingerichtet ist , während der Drehung der Antriebsscheibe 14 in einem zweiten Winkelbereich nach unten gedrückt zu werden und dadurch die Schwenkhülse 20 um einen vorgegebenen Winkelbetrag in der Blickrichtung auf die Spitze des Spreizdorns 10 linksdrehend zu verschwenken . Die untere Kontaktf läche wird gleichermaßen analog durch eine zweite , untere endständige Abrundung 28 an der Schwenkhülse 20 gebildet .

In der exemplarischen Ausführung wird der erste Winkelbereich durchlaufen, während oder nachdem sich der Spreizdorn 10 in die Ausgangslage zurückbewegt hat und die Rolle 18 sich von einer zur Achse A entfernten Position auf eine zur Achse A angenäherte Position bewegt hat . In der exemplarischen Ausführung wird der zweite Winkelbereich durchlaufen, während und sich die Rolle 18 von der Achse A entfernt und der Spreizdorn 10 ungefähr die Mittelstellung zwischen dem Anfang und Ende der Bewegung überläuft .

Die ersten und zweiten endständigen Abrundungen 27 bzw . 28 an der Schwenkhülse 20 sind relativ zueinander und relativ zu den ihnen j eweils zugeordneten Axialrampen 25 bzw . 26 so angeordnet , dass sich bei einer fortgesetzten Drehung der Antriebs scheibe 14 die periodische Schwenkbewegung der Schwenkhülse aufgrund des alternierenden Kontakts ihrer endständigen Abrundungen 27 , 28 mit den j eweils zugeordneten Axialrampen 25 , 26 ergibt . Beispielsweise muss sich nach dem Vorbeilaufen des ersten Axialrampe 25 an der ersten Abrundung 27 die Schwenkhülse in einer Winkelstellung bef inden, in der die erste Abrundung auf der größten axialen Höhe der Axialrampe 25 steht .

In dieser Situation bef indet sich die zweite endständige Abrundung 28 bis auf ein geringes , technisch notwendiges Spiel direkt an der Unterseite der Antriebsscheibe 1 . IN dieser Stellung der Schwenkhülse 20 wird In der weiteren Drehung der Antriebsscheibe 14 deren zweite endständige Abrundung 28 durch die zweite Axialrampe 26 berührt und nach unten gedrückt . Die Schwenkhülse 20 wird dadurch in eine Winkelstellung bewegt , in der deren erste endständige Abrundung 27 bis auf ein technisch notwendiges Spiel an der Oberseite der Antriebsscheibe 14 anliegt .

Dementsprechend wird die Schwenkhülse 20 durch die alternierenden Berührungen mit den Axialrampen 25 , 26 periodisch in entgegen gesetzten Richtungen um einen konstruktiv vorgegebenen Winkel verschwenkt . Die Schwenkhülse 20 führt also bei ei ner gleichförmigen Drehung der Antriebsscheibe 14 eine periodische Schwenkbewegung aus .

Die Schwenkhülse 20 ist an ihrem von der Achse A abgewandten Ende über einen Freilauf mit dem Drehmitnehmer 11 verbunden . Durch den Freilauf 29 wird erreicht , dass sich die Schwenkbe- wegung der Schwenkhülse 20 nur in einer Richtung auf den Drehmitnehmer 11 überträgt . Dadurch wird die an sich periodische Bewegung der Schwenkhülse 20 in eine schrittweise voranschreitende Drehbewegung des Drehmitnehmers 11 umgewandelt . Der Freilauf 29 kann wie exemplarisch dargestellt als Klemmrollenfreilauf realisiert sein, dessen Rollen direkt mit einem Zylinderabschnitt 30 des Drehmitnehmers 11 Zusammenwirken .

Um eine axiale federnde Nachgiebigkeit des Drehmitnehmers 11 zu erhalten, kann wie exemplarisch dargestellt der Klemmrol lenfreilauf 29 in einer axial verschieblichen Kupplungshülse N31 eingebaut sein . Die Drehung der Schwenkhülse 20 wird an die Kupplungshülse 31 exemplarisch über eine axial ausglei chende Drehkupplung angeschlossen . Die axial ausgleichende Drehkupplung kann wie in den Zeichnungen angedeutet durch eine erste Klauenstruktur 32 an der Schwenkhülse 20 und eine korrespondierende zweite Klauenstruktur 33 an der Kupplungshülse 30 realisiert sein .

Die federnde Vorspannung des Drehmitnehmers 11 kann in manchen Situationen ohne konstruktiven Zusatzaufwand durch die Rückstellfeder 24 aufgebracht werden, indem diese gegen den hinteren Bund des Klemmrollenfreilaufs 29 abgestützt wird . Dies betrif ft Situationen, in denen die Vorspannung und/oder Federrate der Rückstellfeder 24 innerhalb von Grenzen ohne Nachteil hinsichtlich der Rückstellfunktion an den Bedarf für die Vorbelastung des Mitnehmers 11 anpassbar ist .

Da in dieser Situation die Feder zwischen zwei relativ zu einander rotierenden Teilen liegt , kann es eventuell geboten erscheinen, einen übermäßigen Drehmoment fluss über die Rückstellfeder 24 durch ein Axiallager zu begegnen . In der exemplarischen Ausführungsform umfasst dieses Axiallager einen Gleitring 34 , der zwischen dem hinteren Bund des Klemmrollenfreilauf s 29 und einer Kragenscheibe 35 eingebaut ist . Es ist of fensichtlich, dass über den Freilauf 29 Drehmomente aus dem Drehmitnehmer 11 in j edenfalls einer Richtung auf die Schwenkhülse 20 zurückwirken können . Solche zurückwirkenden Drehmomente können dazu führen, dass die Winkelstellungen der Schwenkhülse 20 nicht ausschließlich durch deren Kontakte mit den Axialnocken 25 , 26 bestimmt werden . Das ist insbesondere mit Blick auf die Fig . 4 und 5 für die exemplarische Ausführungsform nachzuvollziehen .

Dreht sich die Antriebsscheibe 14 aus der in Betriebsstellung der Fig . 4 um ca . 40 ° weiter , verliert die obere Abrundung 27 den Kontakt zur Oberseite des oberen Axialnockens 25 . Damit ist die Winkelstellung der Schwenkhülse 20 nicht mehr auf die gemäß Fig . 4 erreichte festgelegt . Wird ein vom Drehmitnehmer 11 in der Blickrichtung auf die Spitze des Spreizdorns 10 linksdrehendes , ausreichend großes Drehmoment eingeleitet , überträgt sich dieses über den sperrenden Freilauf 29 auf die die Schwenkhülse 20 und verschwenkt diese bis zum Anschlag der oberen Abrundung 27 auf der Oberseite der Antriebsscheibe 14 .

Diese Möglichkeit der von außen beeinf lussten Verschwenkung der Schwenkhülse 20 wird in den meisten Anwendungen keine grundsätzlichen Nachteile bedingen . In einer alternativen Ausgestaltung kann diese Möglichkeit durch eine Verlängerung der Ober- bzw . Unterseite der Axialnocken 25 und/oder 26 über ei nen mehr oder weniger ausgedehnten Kreisbogen hinweg in einem weiteren Winkelbereich der Antriebsscheibe oder vollständig verhindert werden . Eine bis auf konstruktiv notwendige Spiel - maße durchgängig def inierte Zwangsführung der Schwenkhülse 20 erfordert of fenbar komplementäre Ablauf schrägen an deren Aus- lauf .

Der in der exemplarischen Antriebseinheit konkret gewählte Aufbau der Freilauf s mit der Klemmrollenhülse 29 kann in Abwandlungen of fensichtlich durch andere von der Funktion gleichwertige Freilaufkonstruktionen ersetzt werden . Dabei können indexierende oder kontinuierliche Freiläufe entsprechend dem gewünschten Ergebnis eingesetzt werden . Indexierende Freiläufe haben diskrete auf dem Kreis verteilte Sperrpositionen und erlauben dadurch nur eine endliche Anzahl von relati - ven Winkelstellungen zwischen den gekoppelten Teilen . Kontinuierliche Freiläufe wie der exemplarisch beschriebene Klemmrollenfreilauf können in j eder relative Winkelstellungen sperren .

Bezugs Zeichen

Antriebseinheit . 1

Drehantrieb . 2

Schritt- und Pendelgetriebe . 3 Mechanischer Anschluss . 4

Gehäuse . 5

Drehantrieb, Ausgangswelle . 6

Befestigungsflansch . 7

Flanschgehäuse . 8 Spreizdorn . 9

Spreizdorn, konischer Abschnitt . . . 10

Drehmitnehmer . 11

Drehmitnehmer, Zahnstruktur . 12

Eingangswelle . 13 Antriebsscheibe . 14

Antriebskurvenbahn . 15

Kugellager . 16

Kugellager . 17

Rolle . 18 Spreizdorn, rückseitiger Abschnitt 19

Schwenkhülse . 20

Flanschgehäuse , Langlöcher . 21

Bolzen . 22

Spreizdorn, Befestigungsaugen 23 Rückstellfeder . 24

Axialrampe , obere . 25

Axialrampe , untere . 26

Schwenkhülse , obere Abrundung . 27

Schwenkhülse , untere Abrundung . . . . 28 Freilauf . 29

Drehmitnehmer, Zylinderabschnitt . . 30

Kupplungshülse . 31

Kupplungshülse , Klauenstruktur . . . . 32

Schwenkhülse , Klauenstruktur . 33 Gleitring . 34

Kragenscheibe . 35

Claims

Ansprüche

1. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug, aufweisend einen mechanischen Anschluss (4) zur kinematischen Anbindung des Expanderwerkzeugs, wobei der mechanische Anschluss (4) einen verjüngend auslaufenden länglichen Verdrängungskörper (9) und einen diesen umschließenden ringförmigen Drehmitnehmer (11) umfasst, sowie ein kombiniertes Schritt- und Pendelgetriebe (3) mit einer Eingangswelle (13) , einem ersten kinematischen Pfad zur Umwandlung einer kontinuierlichen Drehung der Eingangswelle (13) in eine periodische Linearbewegung und einem zweiten kinematischen Pfad zur Umwandlung einer kontinuierlichen Drehung der Eingangswelle (13) in eine schrittweise Drehbewegung, wobei die Eingangswelle (13) mit einer elektrischen Drehantriebseinheit (2) verbunden ist, wobei der erste kinematische Pfad zur Übertragung der periodischen Linearbewegung mit dem Verdrängungskörper (9) verbunden ist, wobei der zweite kinematischen Pfad zur Übertragung der schrittweise Drehbewegung mit dem Drehmitnehmer (11) verbunden ist, wobei der erste und der zweite kinematische Pfad ausschließlich hinsichtlich einer kontinuierlichen Drehbewegungsübertragung zusammenfallen, und wobei der zweite kinematische Pfad dazu eingerichtet ist, durch eine Anzahl von mit der Eingangswelle gleichmäßig drehenden Axialrampen (25, 26) , eine Anzahl ver- schwenkbar gelagerter Kontakt flächen (27, 28) und einen Frei- lauf (29) aus einer periodischen Schwenkbewegung eines Zwischenglieds (20) eine schrittweise Drehung auf den Drehmitnehmer (11) abzuleiten.

2. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Axialrampen (25, 26) und die Kontaktflächen (27, 28) paarweise einander zugeordnet und derart angeordnet, dass während der Drehung der Antriebsscheibe (14) durch Zusammenwirken der jeweiligen Axialrampe (25, 26) mit der jeweils zugeordneten Kontaktfläche (27, 28) dem Freilauf (29) eine Drehung um einen vorgegebenen Winkelbetrag zugeführt wird. .

3. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug nach Anspruch 2, wobei die Kontakt flächen (27, 28) um eine zur Drehachse (A) der Antriebsscheibe (14) schräg gestellte Achse verschwenkbar sind.

4. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Kontaktflächen (27, 28) um die Drehachse des Drehmitnehmers (11) verschwenkbar sind.

5. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug nach Anspruch

4, wobei die Kontaktflächen (27, 28) an einem verschwenkbar gelagerten Zwischenglied (20) ausgebildet sind.

6. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug nach Anspruch

5, wobei der Verdrängungskörper (9) als Spreizdorn mit einem vorderen konischen Abschnitt (10) ausgeführt ist und das verschwenkbar gelagerte Zwischenglied eine koaxial zur Mittelachse (B) des konischen Abschnitts (10) des Spreizdorns (9) angeordnete Schwenkhülse (20) ist.

7. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug nach Anspruch

6, wobei die Mittelachse (B) des konischen Abschnitts (10) des Spreizdorns (9) senkrecht zur Drehachse (A) der Antriebsscheibe (14) verläuft.

8. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der verjüngend auslaufende längliche Verdrängungskörper (9) einen konischen Abschnitt

(10) und insbesondere eine Kegelspitze umfasst und über eine Rolle (18) mit der Antriebskurvenbahn (15) in Verbindung steht .

9. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antriebsscheibe (14) eine Radialnockenscheibe mit einer zur Drehachse (A) translationssymmetrischen Antriebskurvenbahn (15) ist.

10. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Freilauf ein Klemmrollenfreilauf (29) ist.

11. Antriebseinheit (1) für ein Expanderwerkzeug nach Anspruch 8, wobei die Rückstellfeder (24) weiterhin dazu eingerichtet ist, den Verdrängungskörper (9) in eine zum mechanischen Anschluss (4) hin zugrückgezogene Lage vorzuspannen.

12. Zusammenbau aus einer Antriebseinheit (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche und einem Expanderwerkzeug, wobei das Expanderwerkzeug an den mechanischen Anschluss (9) der Antriebseinheit (1) angeschlossen ist und eine Backenanordnung umfasst mit mehreren einzeln beweglich gehaltenen Backen, wobei die Backen mit einer ersten und einer zweiten Kontaktfläche ausgestattet sind, wobei die erste Kontaktfläche dazu ein- gerichtet ist, mit einer Gegenfläche an dem Verdrängungskörper (9) zusammenzuwirken, und wobei die zweite Kontaktf läche dazu eingerichtet ist, mit dem Drehmitnehmer (11) zusammenzuwirken.