DE2126433A1

DE2126433A1 - Werkzeug zum Expandieren des Innendurchmessers eines Rohrendes

Info

Publication number: DE2126433A1
Application number: DE19712126433
Authority: DE
Inventors: Irving David West Orange N.J. Press (V.StA.)
Original assignee: Resistoflex Corp
Current assignee: Resistoflex Corp
Priority date: 1970-06-01
Filing date: 1971-05-27
Publication date: 1971-12-23
Also published as: US3641798A; GB1288533A; FR2093968A1

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE

D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Resistoflex Corporation, Roseland, N. J. / USA

Werkzeug zum Expandieren des Innendurchmessers eines

Rohrendes

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Expandieren des Innendurchmessers eines Rohrendes mit einer Vielzahl von Rollen, welche am Umfang mit Abstand zueinander um die Längsachse des Werkzeuges innerhalb der Grenzen von Schlitzen in einem rohrförmigen Käfig angeordnet sind, wobei

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die Achsen der Rollen relativ zur Werkzeugachse leicht geneigt sind, und die Rollen durch Zusammenwirken mit · der kegligen Fläche eines drehbaren Dornes radial vorstehen, wenn der letztere axial relativ zu und zwischen den Rollen hindurchgeht und wobei die Drehung des Dornes den Rollen eine epizyklische Bewegung erteilt, wenn dieselben in Berührung mit der Rohrwand stehen, d.h. ein Werkzeug

^ · zum Expandieren des Innendurchmessers eines Metallrohres und insbesondere ein Werkzeug zum Herstellen solch einer

/ Expansion zur Befestigung eines Endfittings an einem _K Rohrende.

Es sind Endfittings bekannt, welche eine Bohrung haben in die von einem Ende her das Ende eines Metallrohres mit Gleitsitz eingebracht werden kann und wobei die Bohrung mit einer Vielzahl axial im Abstand voneinander an-

um
geordneter/-laufender Nuten versehen ist, in welche das

Metall des Rohres durch radiale Expansion des Inndendurchmessers des Rohres hineinfließt. Es ist ein Werkzeug bekannt, das bisher zum Herstellen der zuvor erwähnten Anordnung verwendet wurde. Dieses Werkzeug wies eine feste Preßform zum Umgeben und Pesthalten des Fittings und der Expansionseinrichtung auf. Die Expansionseinrichtung weist eine Mehrzahl von Rollen auf, die im Abstand um die Längs-' achse herum angeordnet sind und in ihrer Bewegung beschränkt durch einzelne Schlitze in einem rohrförmigen Käfig angeordnet sind, wobei die Achsen der Rollen in bezug auf \ die Achse der Expansionseinrichtung leicht schrauben- j förmig gewunden sind. Die Rollen werden durch Zusammenwirken mit der kegligen Oberfläche eines drehbaren Hart- ! metalldornes ιi radial zum Heraustreten gebracht, wenn-der j letztere axi&l relativ zu und zwischen den Kugeln hindurch- ''* geht. Die Drehung des Dornes erteilt den Rollen eine

' epizyklische' Bewegung, wenn sie in BeiSarung mit einer Rohrwand stehen. Die Schlitze, welche die Rollen in ihrer

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Bewegung beschränken, haben keglige Seitenwände welche ermöglichen, daß die Rollen nach innen fallen, wenn sie nicht anders gehalten werden, jedoch ein radiales Lösen der Rollen aus dem KKfig verhindern. Um ein Herausfallen radial nach innen zu verhindern, muß der Kern zwangsläufig immer zwischen.den Rollen bleiben. Weil die Rollen, angrenzend an ein Ende des rohrförmigen Käfigs angeordnet sind, ragt der Kern jedoch axial um eine wesentliche . Entfe*-nung aus dem Käfig heraus, wenn er ganz in die Expansioxiseinrichtung hineingeschoben ist. Wie später näher erläutert wird, bringt das Vorstehen des Kernes eine Begrenzung bezüglich der Nähe einer Biegung des Rohres an der Stelle mit sich, wo es den Endfitting verläßt. - .

Im Hinblick auf die obigen Erläuterungen ist es Ziel der Erfindung eine verbesserte Expansionseinrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, welche im wesentlichen die zuvor erwähnte Begrenzung der Nähe einer Biegung in bezug auf den Endfitting vermeidet.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß das Ende des Domes, welches zwischen den Rollen bleibt, um sie am radialen Fallen aus den Schiiten im Käfig nach innen zu hindern, wenn der Dorn vollständig zurückgezogen wird, nicht starr ist, während der übrige Teil des Domes starr ist.

Im folgenden wird zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeisplel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert . Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht, welche eine typische Anordnung eines Endfittings und eines Metallrohres mit einer Biegung in der Nähe des Fittings darstellt,

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Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Befestigung des Werkzeuges und die Expansionseinrichtung in Verbindung mit der Anordnung nach Fig. 1 beim Vollenden der Expansion,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Expansionseinrichtung nach der Erfindung, und■

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 unter Verwendung des Werkzeuges der Fig. 3·

ρ In den gesamten Figuren werden gleiche Bezugszahlen für die Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile verwendet.

In Fig. 1 ist eine typische Anordnung bestehend aus einem Endfitting 10 und einem Abschnitt eines Metallrohres 11 dargestellt, wobei das Rohr am Fitting 10 durch radiale Expansion der innenfläche 12 befestigt ist, um Metall in die mit axialen Abstand angeordneten umlaufenden Nuten 13 zu bringen. Der Pfeil 14 bezeichnet die .Entfernung des

Rohr ti/wie ^ie entlang derr Längsachse¹ 16 4®s. fittings gemessen'^irdi I BisKei* ist-es aufgrund der Art des Expansionswerkzeuges wie es in Fig. 2 dargestellt ist, nicht möglich gewesen.die,Entfernung lÄ unter-ein begrenztes Minimum zu reduzieren^

In Fig. 2 ist dargesteilt wie die Anordnung in Fig. 1 innerhalb tdersBef-estigungsform' 17 angeordnet ist, welöhe normalerweise aus zwei Halfttn gebildet ist und von einem HalteMng l8 und einer Klemmschraube 19 zusammengehalten wird, ßas Gehäuse 20 für das Lager des Expansionswerkzeuges ist mit einer ineinandergreifenden Nut und»Bundanordnung innerhalb der Befestigungsform gehalten. Die Expansionseinrichtung weist eine Mehrzahl Rollen aufj von denen 2,

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21 und 22, in Fig. 2 dargestellt sind, die im Abstand um die Längsachse der Einrichtung innerhalb der Begrenzung durch einzelne Schlitze im rohrförmigen Käfig 23 angeordnet sind. Die Achsen der Rollen sind leicht relativ zur Achse der Expansionseinrichtung geneigt. Der Dorn 24 ist an einem Ende bei 25 mit Abflachung für einen Schraubenschlüssel und am anderen Ende bei

26 mit einem Abschnitt mit verringertem Durchmesser zum Zurückziehen der Rollen.versehen, wenn der Dorn vollständig herausgezogen wird. In Fig. 2 ist der Dorn in seiner vordersten Lage dargestellt. Die vorderste Lage kann durch Einstellen des Kragens oder der Anschlaghülse

27 welche an seinem Platz mit einer Verriegelungsmutter

28 verriegelt ist, eingestellt werden. Die Anschlaghülse 27 und die Verriegelungsmutter 28 sind auf einer rohrförmigen Führung 29 angebracht, durch welche der Dorn hindurchgeht. Die Führung 29 1st im Gehäuse 20 gelagert.

Fig. 2 zeigt die Expansionseinrichtung in ihrer vordersten Lage nach dem Vollenden einer Expansion. Zu Beginn des Vorganges wird der Dorn vollständig nach rechts zurückgezogen, wie aus der Zeichnung zu sehen ist. Um das Expandieren durchzuführen wird ein Schraubenschlüssel auf die Abflachung 25 gesetzt und der Dorn im Uhrzeigersinn, gesehen von dem Ende an welchem der Schraubenschlüssel angebracht ist, gedreht, Wenn der Dorn gedreht wiird, erteilt er den Rollen 21 und 22 eine

i^y eplzjtelcLsehe Bewegung, welche ihrerseits danach trachten \ den kegligen Born axial vorwärts! In Richtung der Lage wie' sie in JPIg. 2 gezeigt ist zvt führen. Das vordere Ende den kegligen Abschnittes des Bornes ist dargestellt, wie es ; gerade pel 30 aus dem Ende des rohrförmigen Käfigs herausschaut;. Es ist daher klar, daß die Biegung im Rohr 11^ wegen .(tee Her&usr&gene des Indes 26 de a Bornes Zk nicht ! dichter am Endfitting al« In Fig. 2 dargestellt auge»

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ordnet werden kann. Unglücklicherweise bringt dieses eine nachteilige Begrenzung der Nützlichkeit dieser Art Anordnung mit sich.

In Pig. 3 ist im einzelnen der Aufbau der Expansionseinrichtung dargestellt, wie er erfindungsgemäß abgewandelt ist. Der Dorn 24 ist in der Mitte mit einem Kragen oder einer Schulter 31 versehen, welche mit den Kugeln 32 und 33 zusammenwirkt um ein weiteres Zurückziehen des Domes über die Lage wie sie in Pig. 3 dargestellt ist hinaus zuverhindern. Das Ende des Bornes bei 34 1st kegelig gestuft und arbeitet mit den Rollen, z.B. 22, zusammen, um ein radiales nach außen lagen derselben zu bewirken, wenn der Dorn in Längsrichtung vorgeschoben wird. Der rohrförmige Käfig 23 ist BiIt einem Flansch 35 versehen, welcher mit den Schublagern 36 und 37 innerhalb des Gehäuses 20 zusammenwirkt. Um die Rollen daran zu hindern sich radial nach innen zu bewegen, so daß sie aus dem Käfig 23 fallen, ist ein Abschnitt einer Kugelkette 38 mit dem Ende 39 ums Domes 24 verbunden. Die Länge des Abschnittes der Kugelkette 38 ist gerade so lang, daß er soweit heraussieht, wie das Ende der Rollen.

Iß Fig. 4 ist der¹ Vorteil, welcher durch Verwendung ά®τ Ixipansionseinrichtung der Fig. 3 erzielt wird, leicht %a erkennen. Wie hier zu sehen ist, befindet sich der 3ovn 2h in- seiner vordersten Stellung wobei die Kugsl» Ear·ti»' 38 über den Käfig 23 hinausgeschoben ist und i von Ende JO- des Domes herunterhängt* So kann die 4ö; im. Rohr 4 X direkt-neben dem Ende des EM- *jtig*braaht WtVdton, wobei. ate: lediglich duroh

fe@st®ffgt@K Abstand, für .die Betestigungsform begrünst

Während in den Pig. 3 und 4 ein Abschnitt einer Kugelkette dargestellt ist, versteht es sich, daß jeder nicht starre, flexible Drahtstrang oder ein vergleichbares Element am Ende des starren Dornabsöhnittes befestigt werden kann und die notwendige Halterung für die Rollen schafft, wenn der Dorn vollständig zurückgezogen wird. Bei den Expansionseinrichtungen mit,kleinerem Durchmesser hat sich herausgestellt, daß wegen der Schwierigkeit eine Kugelkette mit genügend kleinem Kugeldurchmesser zu erhalten ein Drahtstück vorzuziehen ist. Jedes herkömmliche Verfahren kann zum Befestigen des nicht starren Teiles am starren Teil des Domes verwendet werden.

Obwohl hier ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene Änderungen im Aufbau ohne Abweichung vom Gedanken der Erfindung, wie er in folgenden Ansprüchen definiert ist, durchgeführt werden können.

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Claims

P at entansprUche

( 1.J Werkzeug zum Expandieren des Inndurchmessers eines Rohrendes mit einer Vielzahl von Rollen, welche am Umfang mit Abstand zueinander um die Längsachse des Werkzeuges innerhalb der Grenzen von Schlitzen in einem rohrförmigen Käfig angeordnet sind, wobei die Achsen der Rollen relativ zur Werkzeugachse leicht geneigt sind, und die Rollen durch Zusammenwirken mit der kegligen Fläche eines drehbaren Domes radial vorstehen , wenn der letztere axial relativ zu und zwischen den Rollen hindurchgeht und wobei die Drehung des Domes den Rollen eine epizyklische Bewegung erteilt, wenn dieselben in Berührung mit der Rohrwand stehen, dadurch g e k e η η ζ e ic h η et, daß das Ende (38) des Domes (24), welches zwischen den Rollen bleibt, um sie am radialen Fallen aus den Schlitzen im Käfig nach innen zu hindern, wenn der Dorn vollständig zurückgezogen wird, nicht starr ist, während der übrige Teil des Domes (24) starr ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-starre Ende (38) des Domes (24) einen Abschnitt einer Kugelkette umfaßt, welcher am angrenzenden Ende (39) des starren übrigen Teiles des Domes (24) befestigt ist.

3· Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-starre Ende (38) des Domes ein flexibler Drahtstrang ist, welcher vom angrenzenden Ende (39) des starren übrigen Teiles des Domes (24) wegragt.

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