DE1602274B1

DE1602274B1 - Device for expanding pipes

Info

Publication number: DE1602274B1
Application number: DE19671602274D
Authority: DE
Inventors: Werner Roell
Original assignee: Hoesch AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1967-11-22
Filing date: 1967-11-22
Publication date: 1970-06-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Den- Die Rückstellkraft des Schlauches kann im Benen von Rohren in radialer Richtung durch hydrau- darfsfall dadurch verstärkt werden, daß in den Seg-The invention relates to a device for den- The restoring force of the hose can in the Benen of pipes are reinforced in the radial direction by a hydraulic case by the fact that in the segments

lischen Innendruck mit im Rohrinnern auf dem Um- menten Schlitze -und "darin Wurmfedern angeordnet fang verteilt angeordneten, sich bei Beaufschlagung sind.Internal pressure with slits in the inside of the tube on the core and worm feathers arranged in them Catch arranged distributed, are when acted upon.

gegen die Hohlzylinderinnenfläche bewegenden und 5 Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindungmoving against the hollow cylinder inner surface and 5 According to a further feature of the invention

dagegen anlegenden und im Ruhezustand durch Fe- werden die Segmente in Umfangsrichtung durch aufon the other hand apply and in the state of rest by Fe- the segments are in the circumferential direction by on

derwirkung in der Ausgangslage gehaltenen Einzel- der Manschette angeordnete, in Längsrichtung ver-the effect of the individual cuff, which are held in the starting position and which are

segmenten. laufende Rippen gehalten und mit den Leisten untersegments. running ribs held and with the ledges underneath

Um Rohre oder allgemein zylindrische Hohlkörper Zwischenschaltung einer den Schlauch durchgreifenzu runden, werden mechanische oder hydraulische io den Scheibe verschraubt.To reach pipes or generally cylindrical hollow bodies through the interposition of a hose round, mechanical or hydraulic io the disk are screwed.

Expander verwendet, die die Rohre von innen her. Insbesondere bei verhältnismäßig hohen Dehnun-Expander used that the pipes from the inside. Especially with relatively high elongation

unter Überschreitung der Streckgrenze des Materials gen und/oder Drücken kann es zweckmäßig sein, anif the yield point of the material is exceeded and / or pressures, it may be useful to

verformen. Stelle der fest mit der Manschette verbundenen Rip-deform. Place of the ribs firmly connected to the cuff

Bei den bekannten mechanischen Expandern wird pen selbständige Leisten mit dreieckigem Querschnitt im wesentlichen immer das gleiche Prinzip angewen- 15 zwischen den einzelnen Segmenten anzuordnen, die det: Ein Konus wird zwischen kreisförmig angeord- beim Expandieren radial in den sich bildenden Spalt neten Segmenten gedrückt oder gezogen, wodurch die wandern und diesen abdecken, so daß ein Eindringen Einzelsegmente radial nach außen bewegt werden und Beschädigen der Manschette vermieden wird,
und das Rohr expandieren. Dabei wird die axiale Besonders vorteilhaft erweist sich weiterhin, daß Kraft für den Konus meistens durch einen hydrau- 20 die Enden des Schlauches die Anschläge dichtend Iischen Zylinder erzeugt, der so ausgelegt ist, daß die teilweise übergreifen, so daß die in Arbeitsstellung Reibung zwischen Segmente und Konus überwunden zwischen sich Spalte belassenden Segmente in ein- und die Streckgrenze des Rohres überschritten wer- fächer und wirksamer Weise vor Schmutz geschützt den kann. Der größte Teil der Kraft muß hierbei für und fest gegen die Manschette gehalten werden,
die Überwindung der Reibung aufgewendet werden. 25 Die vorgeschlagene Ausführung zeichnet sich des Es treten hierbei zwischen Konus und Segmenten weiteren erfindungsgemäß dadurch aus, daß eine Versehr hohe dynamische Flächenpressungen auf, die längerung der Arbeitsfläche dadurch erzielt werden höchste Anforderungen an das Material, die Bearbei- kann, daß die Segmente aus zwei oder mehreren Eintungsgenauigkeit und die Schmierung stellen. Des zelstücken bestehen und an jeder Teilstelle ein Zwiweiteren hat ein derartiger Expanderkopf eine kon- 3° scheming und ein aufklappbarer Anschlagring anstruktiv bedingte, verhältnismäßig kurze Arbeits- geordnet sind. Dabei übernimmt der Anschlagring länge, so daß das Rohr nur in kleinen Schritten ex- die Funktion eines sonst vorgesehenen Anschlages, pandiert werden kann. * so daß unabhängig von der begrenzten Fertigungs-In the known mechanical expanders, independent strips with a triangular cross-section are essentially always applied the same principle of arranging between the individual segments: a cone is pressed or pulled between the circularly arranged segments when expanding radially in the gap that forms whereby the migrate and cover it, so that penetration of individual segments is moved radially outwards and damage to the cuff is avoided,
and expand the tube. The axial force is also particularly advantageous in that the force for the cone is usually generated by a hydraulic cylinder sealing the ends of the hose, which is designed so that it partially overlaps so that the friction between segments in the working position and cone surmounted between segments leaving gaps in one and the yield point of the pipe exceeded and effectively protected from dirt. Most of the force must be held for and firmly against the cuff,
overcoming the friction must be expended. 25 The proposed embodiment is characterized by the fact that between cone and segments further according to the invention are characterized by the fact that high dynamic surface pressures occur, the lengthening of the working surface, the highest demands on the material that can be machined, that the segments consist of two or more setting accuracy and lubrication. In addition, there are pieces and at each sub-point there is an in between, such an expander head has a relatively short working order related to the structure and a hinged stop ring. The stop ring takes on the length so that the pipe can only be panded in small steps to act as an otherwise intended stop. * so that regardless of the limited manufacturing

Bei hydraulischen Expandern wird das Rohr an lange der Manschette eine Verlängerung des Expan-With hydraulic expanders, the pipe is an extension of the expan-

beiden Enden abgedichtet, von innen her hydrau- 35 derkopfes vorgenommen werden kann,both ends sealed, can be made from the inside of the hydraulic head,

lisch beaufschlagt und über seine Streckgrenze ge- Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird ancally acted upon and over its yield strength

bracht. Hierbei entstehen bei den erforderlichen Hand von Figuren beschrieben. Im einzelnen zeigtbrings. This arises at the required hand of figures described. In detail shows

hohen Drücken stets Abdichtungsprobleme. von einem erfindungsgemäßen Expanderkopfhigh pressures always sealing problems. of an expander head according to the invention

Es ist weiterhin eine Vorrichtung zur hydrauli- Fig. 1 die Vorderansicht, zur Hälfte im Schnitt,It is also a device for hydraulic Fig. 1 the front view, half in section,

sehen Innendruckprüfung und mechanischen Enden- 40 Fig. 2 die Befestigung zwischen Leisten, Schlauchsee internal pressure test and mechanical ends- 40 Fig. 2 the attachment between strips, hose

kalibrierung von Rohren bekannt (deutsche Patent- und Segmenten,calibration of pipes known (German patent and segments,

schrift 1119 559), die sich dadurch auszeichnet, daß Fig. 3 einen Querschnitt in der Ausgangsstellung,writing 1119 559), which is characterized in that Fig. 3 shows a cross section in the starting position,

die unter Prüf druck stehende Flüssigkeit gleichzeitig F i g. 4 einen Querschnitt in der Arbeitsstellung,the liquid under test pressure at the same time F i g. 4 a cross-section in the working position,

über an sich bekannte Kolben, Hebel und Spann- Fig. 5 eine Teilvorderansicht, zur Hälfte imabout known piston, lever and tensioning Fig. 5 is a partial front view, half in the

segmente die beiden Rohrenden expandiert und daß 45 Schnitt, einer verlängerten Ausführungsform,segments the two pipe ends expanded and that 45 cut, an extended embodiment,

der Kolben und die damit verbundenen Spann- F i g. 6 die Seitenansicht, teilweise im Schnitt, undthe piston and the associated clamping F i g. 6 the side view, partly in section, and

segmente durch eine Rückholfeder in Ruhestellung F i g. 7 einen Teilausschnitt einer Ausführungsformsegments by a return spring in the rest position F i g. 7 shows a partial section of an embodiment

gedrückt werden. Eine derartige Vorrichtung kann mit Abdeckleisten.be pressed. Such a device can with cover strips.

jedoch, abgesehen von dem an sich durch die mecha- Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 sind auf demHowever, apart from that per se by the mecha- In the embodiment according to FIG. 1 are on the

nische Kalibrierung bedingten Aufwand an Einzel- 5° Innendorn 1 beidseitig je ein Gewindering 2 dichtendNiche calibration required effort on single 5 ° inner mandrel 1 on both sides with a threaded ring 2 sealing

teilen, gemäß dem dort vorgesehenen Zweck lediglich 101 aufgeschraubt, die wiederum als Führung für jeshare, according to the intended purpose only 101 screwed on, which in turn serves as a guide for each

geeignet sein, die Enden von Rohren zu verformen. einen Anschlag 3 und eine zu dessen Zustellung die-be able to deform the ends of pipes. a stop 3 and a stop for its delivery

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs be- nende Gewindemutter 4 dienen. Eine hohlzylinder-The object of the invention is to use the threaded nut 4 starting at the beginning. A hollow cylinder

schriebene Vorrichtung so weiterzubilden, daß die artige, elastische Manschette 5 mit nach innen ge-written device so that the like, elastic sleeve 5 with inwardly

Dehnung des Rohres ohne die bei mechanischen Ex- 55 richteten Dichtlippen 51 stützt sich auf den Stütz-Expansion of the pipe without the sealing lips 51, which are aligned with mechanical Ex 55, rests on the support

pandern auftretende Reibung und ohne Abdich- ringen 6 ab, die nicht näher dargestellte Durchlässepander occurring friction and without sealing rings 6, the passages not shown in detail

tungsprobleme, wie bei den hydraulischen Dehnvor- für den Durchtritt des Druckmittels in Richtung aufmanagement problems, such as with the hydraulic expansion front for the passage of the pressure medium in the direction of

richtungen, erzeugt werden kann. die Dichtlippen 51 aufweisen können. Sie hält in Um-directions, can be generated. which can have sealing lips 51. She keeps in

Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß die fangsrichtung mittels in Längsrichtung verlaufender Einzelsegmente sich auf einer hohlzylinderartigen, ela- 60 Rippen 52 Segmente 7, die an ihren Enden Schrägstischen Manschette abstützen und aus Segmenten und flächen 71 aufweisen, die mit entsprechenden Schräg-Leisten bestehen, die miteinander und mit einem zwi- flächen 31 der den Hub der Segmente begrenzenden sehen ihnen angeordneten Schlauch verbunden sind. Anschläge 3 zusammenwirken. Die Anschläge 3 wer-According to the invention it is proposed that the catching direction by means of extending in the longitudinal direction Individual segments are located on a hollow cylinder-like, ela- 60 ribs 52 segments 7, which have inclined tables at their ends Support cuff and have segments and surfaces 71 with corresponding bevel strips exist that with one another and with an intermediate surface 31 that delimits the stroke of the segments see them arranged hose are connected. Attacks 3 interact. The stops 3 are

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedan- den dichtend teilweise übergriffen von einem kens stützt sich die Manschette auf Stützringen ab, 65 Schlauch 8, dessen noch durch in die Schlitze 72 einwährend der Hub der Einzelsegmente durch axial gelegte Wurmfedern 73 verstärkbare Spannung die an verstellbare Anschläge begrenzt wird, wobei Seg- seinem Umfang verteilten Segmente 7 immer in die mente und Anschläge Schrägflächen aufweisen. Ausgangslage zurückstellt und der vermeidet, daßIn a further embodiment of the inventive concept, it is partially overlapped by one in a sealing manner kens, the cuff is supported on support rings, 65 hose 8, which is still in through the slots 72 the stroke of the individual segments by axially placed worm springs 73 the tension can be increased adjustable stops is limited, with Seg- its circumference distributed segments 7 always in the elements and stops have inclined surfaces. Resets the starting position and avoids that

Schmutz in die zwischen den Segmenten 7 in der Arbeitslage entstehenden Spalte 9 eindringen kann.Dirt can penetrate into the gap 9 formed between the segments 7 in the working position.

Der Schläuche wird (Fig. 2) von einer Scheibe 10 und diese ihrerseits von einer Schraube 11 durchgriffen, so daß die Leisten 12 fest mit den Segmenten 7 und dem zwischen ihnen angeordneten Schlauch 8 verbunden sind. ___ The hose is penetrated by a disk 10 (FIG. 2) and this in turn by a screw 11, so that the strips 12 are firmly connected to the segments 7 and the hose 8 arranged between them. ___

Die verlängerte Ausführung gemäß F i g. 5 unterscheidet sich im wesentlichen dadurch, daß die Segmente aus zwei oder mehreren Einzelteilen T und 7" bestehen. An jeder Trennstelle sind ein Zwischenring 13, gegen den sich die Dichtlippen 51 anlegen, sowie ein aufklappbarer Anschlagring 14 angeordnet, der die Funktion des bei der Ausführung gemäß F i g. 1 vorgesehenen einen Anschlages 3 übernimmt.The extended version according to FIG. 5 differs essentially in that the segments consist of two or more individual parts T and 7 ″. An intermediate ring 13, against which the sealing lips 51 rest, and a hinged stop ring 14 are arranged at each separation point Execution according to FIG. 1 provided a stop 3 takes over.

Die Wirkungsweise ist folgende: Der Expanderkopf wird in der Ausgangsstellung (F i g. 3) in das Rohr gebracht, wobei die Segmente 7 durch die Spannung des Schlauches 8 gegeneinander und auf die Manschette 5 und die Stützringe 6 gehalten werden, ao Bei Beaufschlagung über nicht näher bezeichnete Zuführungsbohrungen im Innendorn 1 überträgt die sich ausdehnende Manschette 5 den Druck auf die sie umgebenden Segmente 7 und bewegt sie und damit den Schläuche und die Leisten 12 nach außen gegen die Rohrinnenfläche, bis sich die Schrägflächen 71 an die Schrägflächen 31 der Anschläge 3 anlegen.The mode of operation is as follows: The expander head is in the starting position (Fig. 3) in the Brought tube, the segments 7 by the tension of the hose 8 against each other and on the Cuff 5 and the support rings 6 are held, ao when applied via unspecified supply bores in the inner mandrel 1, the expanding cuff 5 transfers the pressure to the they surrounding segments 7 and moves them and thus the tubes and the strips 12 to the outside against the inner surface of the pipe until the inclined surfaces 71 rest against the inclined surfaces 31 of the stops 3.

Die Segmente 7 sind dabei durch die Rippen 52 und den Schlauch 8 derartig gehalten, daß sich beim Expandieren (F i g. 4) zwischen den Segmenten gleichmäßige Spalte 9 bilden, deren Breite so gewählt ist, daß sich die Manschette 5 nicht darin eindrücken kann. Es können aber auch bei der in den F i g. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform an Stelle der Rippen 52 selbständige Abdeckleisten 53 um die Manschette 5 angeordnet sein, die sich beim Expandieren radial in die sich bildende Spalte 9 schieben, so daß ein Eindringen der Manschette vermieden wird und diese sich lediglich den entstehenden Unebenheiten anpassen muß.The segments 7 are held by the ribs 52 and the tube 8 in such a way that when Expand (FIG. 4) between the segments to form a uniform column 9, the width of which is selected in this way is that the cuff 5 can not be pressed into it. However, it can also be used in the case of the FIG. 6th and 7 shown embodiment in place of the ribs 52 independent cover strips 53 around the Be arranged cuff 5, which slide radially into the forming column 9 when expanding, so that penetration of the sleeve is avoided and this is only the resulting bumps must adapt.

Der Schlauche bewirkt einmal, daß durch seine, noch durch in die Schlitze 72 eingelegte Wurmfeder 73 verstärkbare Spannung die Segmente 7 in Ruhestellung gegen die Manschette 5 gehalten werden, und weiterhin, daß durch seine dichtende Verbindung mit den Anschlägen 3 kein Schmutz zwischen die Segmente 7 gelangen kann und daß die Segmente 7 und Leisten 12 eine bestimmte Lage zueinander beibehalten. Zwischen den Leisten 12 werden Zwischenräume 15 gelassen, um eventuell anfallenden Schmutz aufnehmen und leicht entfernen zu können.The hose once causes that through its, The segments 7 in the rest position can still be increased by tension inserted into the slots 72 be held against the cuff 5, and further that by its sealing connection with the stops 3 no dirt can get between the segments 7 and that the segments 7 and Bars 12 maintain a certain position to one another. There are spaces between the strips 12 15 left in order to be able to absorb any dirt that may accumulate and to be able to remove it easily.

Bei der Ausführung mit am Innendorn 1 angeordneten Anschlägen 3 gemäß F i g. 1 ist die Arbeitslänge des erfindungsgemäßen Expanderkopfes begrenzt durch das Biegemoment der Segmente 7 zwisehen den Anschlägen 3, so daß das Rohr schrittweise expandiert werden muß. Der Expanderkopf kann jedoch gemäß Fig. 5 verlängert werden, wenn aufklappbare Anschlagringe 14 von außen über das Rohr gebracht werden, die dann die Funktion der Anschläge 3 übernehmen. Da die Herstellungslänge der Manschetten 5 aus Formgründen begrenzt ist, wird zwischen zwei Manschetten ein Zwischenring angeordnet, der dann von den geteilt ausgeführten Segmenten 7', 7" übergriffen wird und gegen den sich die Dichtlippen 51 der Manschette anlegen, während der Schlauch 8 und die Leisten 12 einteilig ausgeführt bleiben können.In the embodiment with stops 3 arranged on the inner mandrel 1 according to FIG. 1, the working length of the expander head according to the invention is limited by the bending moment of the segments 7 between the stops 3, so that the tube gradually needs to be expanded. However, the expander head can be extended according to FIG. 5, if hinged stop rings 14 are brought from the outside over the tube, which then the function of Accept stops 3. Since the production length of the sleeves 5 is limited for reasons of shape, an intermediate ring is placed between two cuffs, which is then divided by the Segments 7 ', 7 "is overlapped and against which the sealing lips 51 of the cuff rest, while the hose 8 and the strips 12 can remain made in one piece.

Der erfindungsgemäße hydraulische Expanderkopf gewährleistet ein einfaches und sicheres Expandieren der gesamten Länge von Hohlzylinderkörpern, wobei Reibungsverluste und hohe Werkzeugkosten weitgehend vermieden werden und die jeweilige Arbeitslänge verändert werden kann. The hydraulic expander head according to the invention ensures simple and safe expansion the entire length of hollow cylindrical bodies, with friction losses and high tool costs largely can be avoided and the respective working length can be changed.

Claims

Patent claims:

1. Device for expanding pipes in the radial direction by means of internal hydraulic pressure with distributed on the circumference inside the pipe, against each other when applied the inner surface of the hollow cylinder moving and applying against it and in the state of rest by Individual segments held in the starting position, characterized in that, that the individual segments are supported on a hollow cylinder-like, elastic sleeve (5) and of segments (7 or 7 ', 7 ") and strips (12), which with each other and with a hose (8) arranged between them are connected.

2. Expander head according to claim 1, characterized by support rings (6) for the cuff.

3. Expander head according to claim 1 and 2, characterized by axially adjustable stops (3 or 14) to limit the stroke of the individual segments.

4. expander head according to claims 1 to 3, characterized in that the segments and Have stops inclined surfaces (71 or 31).

5. expander head according to claims 1 to 4, characterized in that the segments Have slots (72) for receiving worm feathers (73).

6. expander head according to claims 1 to 5, characterized in that the segments in Circumferential direction through longitudinal ribs (52) arranged on the sleeve held and with the bars with the interposition of a hose penetrating Disc (10) are screwed.

7. expander head according to claims 1 to 6, characterized in that instead of the ribs Independent cover strips (53) are arranged with a triangular cross-section.

8. expander head according to claims 1 to 7, characterized in that the ends of the Hose partially and sealingly overlap the stops (3).

9. expander head according to claims 1 to 8, characterized in that the segments There are two or more individual pieces (7 ', 7 ") and an intermediate ring at each sub-location (13) and a hinged stop ring (14) are arranged.

For this purpose 2 sheets of drawings