DE2400950A1

DE2400950A1 - Rohraufweitevorrichtung

Info

Publication number: DE2400950A1
Application number: DE2400950A
Authority: DE
Inventors: Ward A Ames
Original assignee: Tridan Tool and Machine Inc
Current assignee: Tridan Tool and Machine Inc
Priority date: 1974-01-09
Filing date: 1974-01-09
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DE2400950C2

Description

Beschreibung Rohraufweitevorrichtung Die Erfindung betrifft eine Rohraufweitevorrichtung.
In Wärmeaustauschern und anderen ähnlichen Vorrichtungen werden Rippenrohre verwendet. Es ist üblich, die Rippen auf die Rohre aufzuschieben und dann die Rohre so aufzuweiten, daß zwischen den Rippen und den Rohren eine sichere mechanische Verbindung zustande kommt. Die mechanische Verbindung schafft ein wirksames Mittel zum Übertragen von Wärme in der einen oder der umgekehrten Richtung zwischen einem im Innern der Rohre umgewälzten Medium und über die Rippen geleiteter Luft oder einem anderen Gas. Zur Erzielung einer sehr dichten Verbindung ist es zweckmäßig, den Außendurchmesser der Rohre durch Aufweiten größer zu machen als der Innendurchmesser der Rohraufnahmelöcher in den Rippen. Zum Herstellen derartiger Wärmeaustauscher werden am häufigsten Rohre verwendet, die vor dem Einführen in den Rippenstapel U-förmig gebogen werden.
Für das Aufweiten von Rippenrohren für Wårmeaustauscher werden mehrere Sondermaschinen und Sondervorrichtungen eingesetzt. Für die Wahl der verwendeten Vorrichtung sind im allgemeinen die folgenden Faktoren maßgebend: 1) die Abmessungen der aufzuweitenden Rohre, 2) die Gesamtzahl der aufzuweitenden Rohre, und 3) die in einer einzelnen Fertigungsserie aufzuweitende Rohrmenge je eRohrabmessung.
Hersteller von Rohren oder Rohrbündeln für MNårmeaustauscher (coils), die den kapitalmäßigen Aufwand für die erforderliche Maschinenausrüstung vertreten können und bei denen das Gesamtfertigungsvolumen, die durchschnittliche Größe der Fertigungsserien und die Abmessungen der Rohre oder Rohrbündel für den Einsatz von Hochleistungsmaschinen geeignet sind, verwenden zum Aufweiten Maschinentypen, mit denen ein oder mehrere Rohre oder Rohrbündel während eines einzigen Arbeitstaktes vollständig aufgeweitet werden. Derartige Maschinen, die als mechanische Aufweitevorrichtungen bezeichnet werden, sind so ausgebildet, daß sie alle Rohre eines Wärmeaustauschers in einem einzigen Arbeitsgang aufzuweiten vermögen. Das dem angewandten Arbeitsverfahren zugrundeliegende Prinzip besteht darin, eine Mehrzahl von Stangen mit geschoß- oder kugelförmiger Spitze durch die Rohre des Wärmeaustauschers vorzutreiben. Durchmesser und Gestalt dieser Stangenspitzen sind so gewählt, daß der Innendurchmesser der Rohre auf die angestrebte Abmessung vergrößert und somit die gewünschte Verbindung zwischen den Rohraußendurchmessern und den Rippenbunden oder Rippenflanschen erzielt wird.
Einige mechanische Aufweitevorrichtungen sind so ausgebildet, daß sie die Aufweitestangen und -spitzen drückend nach unten durch den Wärmeaustauscher bewegen. Bei anderen Vorrichtungen werden die Stangen und Spitzen durch die Rohre hindurchgezogen.
In den meisten Fällen wird die erforderliche Energie von einem Hydraulikzylinder geliefert. Die auf dem Markt erhältlichen mechanischen Aufweitevorrichtungen sind verhältnismäßig verwickelt aufgebaute, teuere Vorrichtungen mit selbsttätigem Arbeitsablauf. Eine verhältnismäßig große Rohraufweitevorrichtung ist in der US-Patentschrift 2 631 645 beschrieben. Eine in der US-Patentschrift 3 021 596 offenbarte Vorrichtung dient zum Aufweiten sehr dünnwandiger, in einem Durchlaß oder Kanal angeordneter Rohrleitungen. In den US-Patentschriften 1 753 677 und 2 480 629 sind zwei ortsbewegliche Vorrichtungen zum Bearbeiten von Metall dargestellt und beschrieben.
Ein anderes Verfahren zum Aufweiten eines Rohres besteht darin, das Rohr mit Wasser zu füllen, an den offenen Rohrenden spezielle druckdichte Verschlüsse anzubringen und sodann das Wasser unter ausreichenden Druck zu setzen, um das Rohr auszubauchen und durch Aufweiten in der Rippe mit Festsitz festzumachen. Dieses Verfahren hat mehrere Nachteile, einschließlich des ihm eigenen Unvermögens, die exakte Aufweitung des Rohres zu beherrschen. Ein anderes Verfahren zum Aufweiten eines Rohres besteht darin, mit Wasser-, liuft- oder Öldruck eine Kugel oder einen geschoßförmigen Körper durch das Rohr hindurchzutreiben. Bei diesem Verfahren besteht die Gefahr, daß das Rohr reißt und daß sich der geschoßförmige Körper im Innern des Rohres festsetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ortsbewegliche Rohraufweitevorrichtung zu schaffen, der die vorerwähnten Nachteile nicht anhaften und die die gestellten Forderungen in besonders zuverlässiger Weise erfüllt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer wirtschaftlich herstellbaren, ortsbeweglichen Rohraufweitevorrichtung gelöst, die für kleine Fertigungsserien verwendbar ist. Die Vorrichtung nach der Erfindung weist eine Einrichtung auf, mit der sich die Länge des Aufweitehubes je nach der Länge des aufzuweitenden Rohres verändern läßt.
In einer vorteilhaften Ausbildungsform zeichnet sich die Rohraufweitevorrichtung nach der Erfindung dadurch aus, daß an einem Gestell verschieblich eine erste Stange aufgenommen ist, die ein vergrößertes Endstück aufweis't, das zum Aufweiten eines ersten Rohres durch dieses hindurchbewegbar ist, daß zum Festhalten eines Endes dieses Rohres an dessen Außenumfang Rohrspannbacken zur Anlage bringbar sind, die am Gestell angebracht sind und eine Offenstellung einnehmen, wenn das vergrößerte Endstück innerhalb der Spannbacken aufgenommen ist und an diesen anliegt, und eine Rohrspannstellung einnehmen, wenn immer das vergrößerte Endstück sich außerhalb der Spannbacken befindet, und daß eine am Gestell angebrachte erste Vorrichtung die Stange und das vergrößerte Endstück zum Öffnen und Schließen der Spannbacken durch diese hindurch und das vergrößerte Endstück durch das Rohr zu bewegen vermag.
In einer vorteilhaften Fortbildung ist die Rohraufweitevorrichtung dazu verwendbar, beide Schenkel eines U-förmig gebogenen Rohres oder Haarnadelrohres gleichzeitig und gleichmäßig in einer nachfolgend näher beschriebenen Weise aufzuweiten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer beispielsweisen Ausbildungsform einer Rohraufweitevorrichtung, die an einen Wårmeaustauscher angeschlossen ist, Fig. 2 eine Teilschnittansicht, in vergrößertem Maßstab, längs der Linie 2-2 in Fig. 1 mit Blickrichtung entsprechend den eingezeichneten Pfeilen, Fig. 3 eine Schnittansicht, in vergrößertem Maßstab, längs der Linie 3-3 in Fig. 1 mit Blickrichtung entsprechend den eingezeichneten Pfeilen, Fig. 4 eine Teilschnittansicht, in vergrößertem Maßstab, längs der Linie 4-4 in Fig. 1 mit Blickrichtung entsprechend den eingezeichneten Pfeilen, Fig. 5 eine Draufsicht auf das linke Ende der in Fig. 1 dargestellten Rohraufweitevorrichtung, Fig. 6 eine Draufsicht, im Schnitt, auf das linke Ende der in Fig. 1 dargestellten Rohraufweitevorrichtung in der Offenstellung der verstellbaren Spannbacken, Fig. 7 eine schematisierte Darstellung einer Hydraulikschaltung zum Betätigen der in Fig. 1 gezeigten Rohraufweitevorrichtung, Fig. 8 eine Stirnansicht des in Fig. 6 gezeigten Kopfendes 57 mit Blickrichtung entsprechend den eingezeichneten Pfeilen 8-8, Fig. 9 eine Seitenansicht einer Aufweitestange in abgewandelter Ausbildungsform, Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Rohraufweitevorrichtung in der bevorzugten Ausbildungsform, Fig. 11 eine Schnittansicht, in vergrößertem Maßstab, längs der Linie 11-11 in Fig. 10 mit Blickrichtung entsprechend den eingezeichneten Pfeilen, Fig. 12 eine Schnittansicht, in vergrößertem Maßstab, längs der Linie 12-12 in Fig. 10 mit Blickrichtung entsprechend den eingezeichneten Pfeilen bei ausgefahrener Stange, Fig. 13 eine Seitenansicht einer der in Fig. 10 und 11 gezeigten Vorrichtung ähnlichen Rohraufweitevorrichtung, die statt einen Satz zwei Satz Antriebsräder aufweist, Fig. 14 eine Schnittansicht, in vergrößertem Maßstab, längs der Linie 14-14 in Fig. 13 mit Blickrichtung entsprechend den eingezeichneten Pfeilen, und Fig. 15 eine Draufsicht auf einen Teil der in Fig. 13 gezeigten Rohraufweitevorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine beispielsweise Ausbildungsform einer ortsbeweglichen Rohraufweitevorrichtung 20 zum Aufweiten von Rohren 22, die eine Mehrzahl von Wärmeaustauschrippen 21 durchdringen. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf eine Rohraufweitevorrichtung zum gleichzeitigen Aufweiten von zwei Rohren. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch auf eine Rohraufweitevorrichtung zum Aufweiten eines einzelnen Rohres oder von mehr als zwei Rohren anwendbar ist und diese Möglichkeit einschließt.
Die Rohraufweitevorrichtung 20 weist zwei Hohlzylinder 24 und 25 auf, die an beiden Enden fest an einen Kasten 28 mit Innenkammer bzw. an eine Halteplatte 31 angeschlossen sind.
Den Kasten 28 und die Halteplatte 31 durchdringen zwei Verbindungsstangen 26 und 27, die mit ihren Enden fest an eine Endplatte 32 bzw. an einen Block 35 angeschlossen sind.
Am Block 35 sind schwenkbar zwei Spannbacken 23 der Aufweitevorrichtung angebracht, die von einer Federvoinchtuz#g36eSsst'l'lh aufeinander zu gedrängt sind. Zum Aufweiten der Rohre 22 sind in diese zwei aus den Hohlzylindern 24 und 25 heraustretende Stangen 37 bzw. 38 einschiebbar, die von Hydraulikdruck angetrieben sind, mit dem die Hohlzylinder 24 und 25 an beiden Enden beaufschlagbar sind. Aus Fig. 2, die eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab des linken Teiles der in Fig. 1 dargestellten Rohraufweitevorrichtung zeigt, ist zu ersehen, daß die Spannbacken 23 der Aufweitevorrichtung eine Oberplatte 40 und eine Unterplatte 39 aufweisen, deren der Vorrichtung zugewandten Enden mit Stiften 42 schwenkbar an den Block 35 angeschlossen sind. In der Oberplatte 40 und der Unterplatte 39 ist jeweils ein Schlitz 41 (Fig. 5) zur Aufnahme des Blockes 35 ausgebildet. An den Platten 40 und 39 sind somit Gabelschenkel 60 bzw. 59 erhalten, wobei ein Stift 42 durch jeden Gabelschenkel jeder Platte hindurch-und in den Block 35 eindringt.
Die Federvorrichtung 36 drängt die Platten 40 und 39 aufeinander zu. Sie weist einen die Platten 39 und 40 durchdringenden Bolzen 43 und eine an dessen Schaft aufgenommene Schraubenfeder 44 auf, die zwischen der Platte 40 und einer am Ende des Bolzens aufgeschraubten Mutter 45 zusammengedräckt ist.
Der Bolzen 43 ist zwischen den aus den verstellbaren Spannbacken herausschiebbaren Kolbenstangen 37 und 38 angeordnet.
Die Platten haben Abstand voneinander und weisen einen gesonderten Kanal zur Aufnahme des Schaftes der Kolbenstange 37 bzw. 38 auf. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß in einem dieser Kanäle, der mit 63 bezeichnet ist, die Kolbenstange 37 frei beweglich aufgenommen ist. Jeder der Kanäle 63 mündet in eine gesonderte Kammer 54, in der ein Bund angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt einen dieser mit 55 bezeichneten Bunde in frei beweglicher Anordnung an der Kolbenstange 37. Ein in einer Kammer angeordneter ähnlicher Bund ist verschieblich an der Kolbenstange 38 aufgenommen. Eine an jedem Bund ausgebildete Nockenfläche 56 kommt zur Anlage an Nockenflächen 64 an den Platten 39 und 40, sobald die Kolbenstangen zurückgezogen werden.
Um die Spannbacken 23 der Aufweitevorrichtung an Rohren 22 zur Anlage zu bringen, werden die Kolbenstangen 37 una 38 so weit zurückgezogen, bis ihre mit einem kugelförmigen Kopf 57 versehenen Enden an den Bunden 55 (Fig. 2) anliegen und die Nockenflächen 56 zur Anlage an den Nockenflächen 64 bringen, wodurch die Platten 39 und 40 um die Stifte 42 in den von Pfeilen 61 bzw. 62 angegebenen Richtungen geschwenkt werden. Die -Spannbacken der Aufweitevorrichtung nehmen daher die in Fig. 6 gezeichnete Offenstellung ein, so daß sie sich nahe einer Rohr- oder Rohrbündelendplatte 58 anordnen lassen, wobei Rohre 22 zwischen den Platten 39 und 40 in einen Kanal 65 eindringen (Fig. 6). Die Kolbenstangen 37 und 38 werden sodann entsprechend Fig. 6 nach links gedrängt, wobei sie den zwischen den Nockenflächen 56 und 64 wirksamen Anpreßdruck aufheben und Schwenkung der Platten 39 und 40 in einer der von den Pfeilen 61 und 62 (Fig. 2) angegebenen Richtungen entgegengesetzten Richtung unter der Wirkung des von der Schrau#nfeder 44 ausgeübten Druckes zulassen. Weitere Bewegung der Kolbenstangen 37 und 38 nach links zwingt die Kopfenden 57 zum Eindringen in Rohre 22. Der Außendurchmesser der Kopfenden 57 der Kolbenstangen 37 und 38 ist größer als der Innendurchmesser der Rohre 22. Zuvor sind an den Rohren 22 Rippen 21 angeordnet worden, deren Aufnahmelöcher für die Rohre 22 um einen geringen Betrag größer sind als der Außendurchmesser der Rohre 22. Diese werden daher beim Durchschieben der Kopfenden 57 so stark aufgeweitet, daß ihr Außendurchmesser größer wird als der Durchmesser des anfänglichen Rohraufnahmeloches in der Rippe. Es wird daher zwischen den Rippen und den Rohren 22 ein Festsitz erzielt, der eine haltbare mechanische Verbindung schafft. Nachdem die Kopfenden 57 über die Länge der Rohre 22 vorgeschoben worden sind, werden die Kolbenstangen so weit zurückgezogen, daß sich die Spannbacken, wie in Fig. 6 gezeigt, öffnen. Der Arbeitsvorgang ist beendet. An der Innenumfangsfläche des Kanals 65 können zweckdienliche Kerbzahnprofile ausgebildet sein, um beim Spannen der Spannbacken am Außenumfang der Rohre 22 jeglichen Schlupf zwischen den Spannbacken und den Rohren zu verhindern.
Die Hohlzylinder 24 und 25 sind fest an den Kasten 28 mit Innenkammer (Fig. 1) und an die Halteplatte 31 angeschlossen.
Der Kasten 28 weist einen mit einer Platte 47 fest verbundenen Block 46 auf. Die Hohlzylinder 24 und 25 sind an der Platte 47 mit Schweißverbindungen 48 befestigt. Der Block 46 und die Platte 47 sind, wie aus Fig. 2 zu ersehen, mit durchgehenden Bohrungen versehen, durch die die Verbindungsstangen 26 und 27 frei beweglich hindurchdringen. Um eine verhältnismäßig freie Beweglichkeit zwischen den Verbindungsstangen und dem Block 46 zu ermöglichen, können im Block 46 entsprechende Lager angeordnet sein. Die Kolbenstangen 37 und 38 erstrecken sich durch den Block 46 und die Platte 47 hindurch und dringen in den Hohlzylinder 24 bzw. 25 ein. Ihre den Kopfenden 57 abgewandten Enden sind an in den Hohlzylindern 24 und 25 verschiebliche Kolben angeschlossen. Beispielsweise ist die Kolbenstange 37 fest mit einem im Hohlzylinder 24 verschiebbaren Kolben 67 verbunden (Fig. 4), der mit einem O-P.ing 68 versehen ist, um jeglichen Durchtritt von Fluid oder Druckmittel zwischen dem Kolben und dem Zylinder zu verhindern.
Ein ähnlicher Kolben ist mit der Kolbenstange 38 verbunden.
Durch Beaufschlagung der mit den Kolbenstangen 37 und 38 verbundenen Kolben an Kolbenflächen 69 mit Hydraulikdruck werden die Kopfenden 57 entsprechend der Zeichnung nach links gedrängt. In ähnlicher Weise erfolgt Bewegung der Kopfenden 57 entsprechend der Zeichnung nach rechts, wenn der Hydraulikdruck an den mit den Kolbenstangen 37 und 38 verbundenen Kolben gegen Kolbenflächen 70 gerichtet wird. Beide Hohlzylinder 24 und 25 sind an die Halteplatte 31 mit Schweißverbindungen 71 fest angeschlossen (Fig. 4). Die Verbindungsstangen 26 und 27 durchdringen die-Halteplatte 31 und sind mit Muttern 72 an der Endplatte 32 festgemacht. Die Endplatte 32 kann mit Stufenbohrungen zur Aufnahme der im Durchmesser verkleinerten Enden der Verbindungsstangen 26 und 27 versehen sein. An den Enden der Verbindungsstangen sind Gewinde zur Aufnahme der Muttern 72 ausgebildet. Die Verbindungsstangen 26 und 27 sind in Fig. 4 aus Platzersparnisgründen in gebrochener Darstellung gezeichnet.
Mit der Endplatte 32 sind fest zwei Hohlstangen 73 und 74 (Fig. 1) verbunden, die verschieblich in die Hohlzylinder 24 bzw. 25 eindringen und gegen diese abgedichtet sind. Im folgenden wird die Hohlstange 73 beschrieben. Eine ähnliche Beschreibung trifft auf die Hohlstange 74 zu. Die Hohlstange 73 trägt an ihrem der Vorrichtung zugewändten Ende 79 einen O-Ring 75, um Austreten von Druckmittel aus dem Hohlzylinder 24 zu verhindern. Das entgegengesetzte Ende der Hohlstange 73 ist mit einer Druckmittel-Anschluß einrichtung 33 verbunden.
Die Stange weist ein hohles Zentrum 76 auf, das Durchtritt von Druckmittel von der Anschluß einrichtung 33 zum Hohlzylinder 24 zuläßt. Die Hohlstangen 73 und 74 sind an der Endplatte 32 festgemacht und weisen eine Durchmesserverkleinerung 78 auf, wobei an weder Stange ein Schnappring 77 aufgenommen ist. Auf dIese Weise Ist Relativbewegung zwischen der Endplatte und den Stangen verhindert. Die Beaufschlagung der Kolbenfläche 69 der in wen Hohlzylindern 24 und 25 angeordneten Kolben mit Hydraulikdruck erfolgt durch Zwangumlauf von Hydraulikdruckmittel durch Schläuche 34 zu den Anschluß einrichtungen 33 und in die Hohlzylinder. Die Beaufschlagung der Kolbenflächen 70 der in den Hohlzylindern angeordneten Kolben mit Hydraulik druck geschieht durch Zwangumlauf von Hydraulikdruckmittel durch eine im Block 46 ausgebildete Öffnung 80 (Fig. 5).
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Block 46 längs einer Linie 66 aufgebrochen gezeichnet und die Druckmittel-Anschlußeinrichtung an der Öffnung 80 ist weggelassen. Die Öffnung 80 mündet unmittelbar in die Aufnahmebohrung für die Kolbenstange 38 und steht über einen Durchlaß 81 mit der Aufnanmebohrung für die Kolbenstange 37 in Verbindung. Um Austreten von Druckmittel aus dem Block 46 zu verhindern, sind in den Block zwei Büchsen 50 eingesetzt und gegen diesen abgedichtet. Die Kolbenstangen durchdringen die Büchsen 50 bei freier Beweglichkeit, liegen jedoch an diesen abdichtend an.
Durchtritt von Druckmittel zwischen den Büchsen 50 und dem Block 46 ist mit an den Büchsen angeordneten O-Ringen 83 verhindert (Fig. 2). Die Büchsen 50 sind nahe der Hohlzylinder 24 und 25 vergrößert und bilden Leisten 82 (Fig. 2), die nahe der Platte 47 vom Block 46 festgehalten sind. Der Innendurchmesser jeder Büchse 50 ist größer als der Durchmesser der zugehörigen Kolbenstange, wodurch ein Druckmittelkanal 52 gebildet ist (Fig. 2). Die Verbindung zwischen dem Hohlzentrum 51 des Zylinders 24 (Fig. 2) und der Hydraulikdruck-Quelle ist durch den Druckmittelkanal 52, den Durchlaß 81 und die Öffnung 80 hergestellt. Vom Druckmittelkanal 52 gehen in radialer Richtung mehrere Bohrungen 831 aus, die mit dem Durchlaß 81 in Deckung stehen, so daß Druckmittel durch den Durchlaß 81, die Bohrungen 83', den Druckmittelkanal 52 und in den Hohlzylinder 24 strömen kann. Die die Kolbenstange 38 aufnehmende Büchse ist in gleicher Weise ausgebildet und weist einen Kanal und mehrere mit dem Durchlaß 81 und der Öffnung 80 in Deckung stehende Bohrungen auf.
Durch Zuführen von Druckmitteldruck durch die Öffnung 80 wird somit die Kraft gleichmäßig auf die mit den Kolbenstangen 37 und 38 verbundenen Kolben aufgetragen.
Fig. 7 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Hydraulikschaltung-für den Antrieb der Rohraufweitevorrichtung. Es sind die Hydraulikzylinder 24 und 25 und die Kolbenstangen mit den Kopfenden 57 gezeichnet. An die mit den Druckmittel-Anschlußeinrichtungen 33 und der Öffnung 80 verbundenen Druckmittelschläuche ist ein Ventil 89 in jeweils einer Stellung 86, 87 und 88 anschließbar. Ist das Ventil 89 in der Stellung 86 mit den Druckmittelschläuchen verbunden, wird Druckmitteldruck von der Quelle 84 aus durch die Öffnung 80 gegen die Kolbenflächen 70 der Kolben geleitet und dadurch die Kopfenden 57 zurückgezogen. Gleichzeitig wird über die Druckmlttel-Anschlußeinrichtungen 33 Druckmittel aus den Hydraulikzylindern zum Ablaß 83" abgeführt. Ist das Ventil in der Stellung 87 an die Druckmittelschläuche angeschlossen, verbleiben die Kopfenden 57 in einem statischen Zustand.
Ist die Verbindung zwischen dem Ventil und den Zuführschläuchen durch Drängen des Ventils entsprechend Fig. 7 nach links in die Stellung 88 hergestellt, wird Druckmitteldruck über eine Leitung 91 und durch einen Strömungsverteiler 85 hindurch gegen die Kolbenflächen 69 der Kolben gerichtet.
Gleichzeitig wird Druckmittel von den Kolbenflächen 70 der Kolben zum Ablaß 83" abgeführt. Durch den Strömungsverteiler 85 ist sichergestellt, daß jeder Kolben mit gleicher Kraft beaufschlagt wird, so daß die Kopfenden 57 im Gleichgang durch die Rohre vorgeschoben werden. Der Zwangumlauf des Druckmittels von der Quelle 84 durch die Hydraulik zylinder erfolgt mit einer entsprechenden Pumpe.
Die beschriebene Rohraufweitevorrichtung ist besonders vorteilhaft, da sie ortsbeweglich ist. Zudem läßt sich die Hublänge der Kolbenstangen ohne Schwierigkeiten verändern.
Relativbewegung zwischen den Verbindungsstangen 26 und 27 und der Halteplatte 31 ist normalerweise durch entsprechende Feststellschrauben 90 (Fig. 1) verhindert, die in die Halteplatte 31 eingeschraubt sind und eine Klemmvorrichtung gegen die Verbindungsstangen 26 und 27 drängen. Es ist auch möglich, die Feststellschrauben 90 direkt an den Verbindungsstangen angreifen zu lassen. Durch Lösen der Feststellschrauben 90, von denen in Fig. 1 nur eine gezeichnet ist, läßt sich die Endplatte 32 in Richtung auf die Halteplatte 31 zu verstellen, wodurch die Verbindungsstangen 26 und 27 durch die Halteplatte 31 und durch den Kasten 28 hindurchgeschoben und die Spannbacken 23 entsprechend Fig. 1 vom Kasten 28 weg nach links bewegt werden. Gleichzeitig dringen die Hohlstangen 73 und 74 weiter in die Hohlzylinder 24 und 25 ein und begrenzen dadurch die entsprechend Fig. 4 nach rechts gerichtete Bewegung der mit den Kolbenstangen 37 und 38 verbundenen Kolben. Die Hohlstangen t 3 und 74 sind auf die im Innern der Hohlzylinder 24 und 25 befindlichen Kolben zu und von diesen weg im Gleichklang verstellbar. Beim Verschieben der Spannbacken 23 weg vom Kasten 28 bewegen sich zusammen mit den Spannbacken auch die Kopfenden 57 und drängen die an die Kolbenstangen 37 und 38 angeschlossenen Kolben in Richtung auf den Kasten 28. Dadurch ergibt sich eine Verringerung des Abstandes zwischen dem Kasten 28 und den Kolbenflächen 70 der Kolben, wodurch der Weg, den die Kopfenden aus den Spannbacken herausschiebbar sind, begrenzt wird. Der Kasten 28 verhindert ein Sichlösen der Kolben von den Hydraulikzylindern. Auf diese Weise ist der Hub der Kolbenstangen durch Einstellen des Abstandes zwischen der Halteplatte 31 und der Endplatte 32 veränderbar. Um die Vorrichtung bsBer greifen zu können, sind an den Hydraulikzylindern 24 und 25 zwei Handhaben 29 bzw. 30 angebracht (Fig. 1).
Fig. 8 zeigt in Stirnansicht mit durch Pfeile 8-8 angegebener Blickrichtung das in Fig. 6 dargestellte Kopfende 57. In vielen Fällen wird im aufzuweitenden Rohr vor dem Kopfende 57 der Luftdruck als Folge des Vordringens des Kopfendes 57 im Rohr und der damit verbundenen Verringerung des Innenvolumens des noch nicht aufgeweiteten Rohrabschnittes ansteigen. In der Flanke des Kopfendes 57 sind daher Nuten 92 ausgebildet, so daß die vor dem Kopfende befindliche Luft an diesem vorbeiströmen kann. Erfolgt das Aufweiten eines Haarnadelrohres mit einem Paar Aufweitestangen, sind die Nuten 92 in nur einem der Kopfenden 57 erforderlich. Fig. 9 zeigt eine abgewandelte Ausbildungsform der Entlüftungseinrichtung, bei der an der Aufweitestange 91! mit einem Befestigungsmittel 93 ein Endkopf 94 befestigt ist. Das Befestigungsmittel 93 ist von einer Bohrung 95 durchsetzt, die in das in der Stange 91' ausgebildete Schraubenloch mündet. Von diesem gehen radial nach außen Löcher 96 aus, so daß die vor dem Kopfende befindliche Luft durch die Löcher 95 und 96 zu einer hinter dem Kopfende gelegenen Stelle strömen kann.
In Fig. 10 ist die bevorzugte Ausbildungsform der Vorrichtung zum Aufweiten von Rohren 22 dargestellt. An der Vorrichtung 100 sind zwei Stangenführungen 101 und 102 angebracht, in denen verschieblich Stangen 103 bzw. 104 aufgenommen sind.
An die der Vorrichtung 100 abgewandten Enden der Stangenführungen 101 und 102 ist fest eine Platte 105 angeschlossen, die die Bewegung der Stangen 103 und 104 in der von einem Pfeil 106 angegebenen Richtung begrenzt. An den Stangen 103 und 104 ist jeweils ein verstellbarer Anschlag 107 bzw. 108 angebracht. Diese Anschläge kommen an der Platte 105 zur Anlage, sobald die Stangen den maximalen Weg aus an einem Gestell 111 angeordneten verstellbaren Spannbacken 109 bzw.
110 ausgefahren sind.
Aus Fig. 11 die eine Querschnittsansicht längs der Linie 11-11 in Fig. 10 mit Blickrichtung entsprechend der eingezeichneten Pfeile zeigt, ist zu erkennen, daß die Stangen 103 und 104 verschieblich am Gestell 111 aufgenommen sind und vergrößerte Endstücke aufweisen, die normalerweise innerhalb der Spannbacken 109 bzw. 110 angeordnet sind, sich aus diesen jedoch zum Aufweiten von Rohren 22 ausfahren lassen. Am Gestell 111 ist eine Antriebsvorrichtung für die Stangen 103 und 104 angebracht, mit der sich die vergrößerten Stangenenden zum Aufweiten von Rohren 22 aus den Spannbacken herausbewegen lassen. Die Antriebsvorrichtung für die Stangen 103 und 104 umfaßt einen Hydraulikmotor 112, der an einer End- oder Stirnplatte 113 des Gestells 111 befestigt ist. In in der Stirnplatte 113 angeordneten Rollenlagern 114' ist eine umlaufende Antriebswelle 114 des Hydraulikmotors 112 gelagert. An dieser ist drehfest ein Zahnrad 115 angebracht, das in Zahneingriff mit einem an einer Welle 116 drehfest aufgenommenen Zahnrad 115 steht. Die Welle 116 ist drehbar in Lagern 117 und 118 gelagert, welche in den Platten 113 bzw. 119 angeordnet sind.
Durch Einschalten des Hydraulikmotors 112 wird somit die Antriebswelle 114 in Drehung versetzt und dadurch die Welle 116 über die Zahnräder 115' und 115 in der Drehung mitgenommen.
Die Zahnräder 115' und 115 sind mit einer an der Stirnplatte 113 befestigten Schutzhaube 120 abgedeckt.
Die Welle 116 weist zwei Sechskant-Abschnitte 121 und 122 auf, die in in Mitnehmerscheiben 123 und 124 ausgebildeten Sechskantlöchern aufgenommen sind. Durch die Drehung der Welle 116 werden somit die Mitnehmerscheiben 123 und 124 in Drehung versetzt. Zwischen den Mitnehmerscheiben 123 und 124 sind zwei an der Welle 116 über Lager 127 drehbar aufgenommene Stangen-Antriebszahnräder 125 und 126 angeordnet, die mit Druckstücken 128 bzw. 129, welche von der Welle 116 durchdrungen sind, fest verstiftet sind. Die Mitnehmereinrichtung ist mit einer tellerfederartigen Feder 130 belastet, die zwischen der Platte 119 und einer auf die Welle 116 aufgeschraubten Sechskantmutter 131 angeordnet ist. Auf diese Weise werden durch Drehung der Welle 116 die Stangen-Antriebszahnräder 125 und 126 in Drehung versetzt.
In den Platten 113 und 119 ist über der Welle 116 eine lose Welle 132 gelagert, an der mit Lagern 135 ein zweites Paar Stangen-Antriebszahnräder 133, 134 drehbar aufgenommen ist.
Das Zahnrad 133 steht mit dem Zahnrad 125, das Zahnrad 134 mit dem Zahnrad 126 in Zahneingriff. An der Außenumfangskante jedes Zahnrades ist eine sich auf voller Umfangslänge des Zahnrades erstreckende Nut ausgebildeto Die Zahnräder 125 und 133 sind so angeordnet, daß Teile ihrer Außenumfangskanten sich gegenseitig wie Tangenten nähern und an der Stange 104 anliegen, die sich zwischen den Zahnrädern 125 und 133 erstreckt und in deren Nuten 137 aufgenommen ist. In ähnlicher Weise sind die Zahnräder 126 und 134 angeordnet, wobei sich Teile ihrer Außenumfangskanten gegenseitig wie Tangenten nähern und an der Stange 103 anliegen, die sich zwischen den Zahnrädern 126 und 134 erstreckt und in deren Nuten 138 aufgenommen ist. Bei Drehung der Stangen-Antriebszahnräder liegen die die Nuten 137 und 138 bildenden Flächen am Außenumfang der Stangen 104 und 103 an, so daß die Stangen durch das Gestell 111 hindurchgeschoben werden.
Die Zahnräder 133 und 134 sind mit Abstandscheiben 139 in Lage gehalten, durch die die Welle 132 hindurchdringt. Die entgegengesetzten Enden der losen Welle 132 sind in Schlitzen aufgenommen, die in den Platten 119 und 133 ausgebildet sind.
Beispielsweise dringt die Welle 132 in der Platte 119 durch einen Schlitz 140 hindurch (Fig. 10). Der von den Zahnrädern 133 und 134 auf die Stangen 104 bzw. 103 übertragene Druck ist mit Klemmschrauben 141 bzw. 142 aufgetragen, die in die lose Welle 132 eindringen (Fig. 11). Zwischen der losen Welle 132 und den verbreiterten Köpfen der Klemmechrauben 141 und 142 sind Federn 143 bzw. 144 angeordnet, die somit bei Anziehen der Klemmschrauben auf die lose Welle eine nach unten gerichtete Kraft auftragen und dadurch die Stangen-Antriebszahnräder stärker an die Stangen 103 und 104 anpressen.
Die Platten 113 und 119 sind an Seitenwänden 143' und 144' befestigt (Fig. 10). Die hohlen Stangenführungen 101 und 102 sind an der Seitenwand 144' angebracht und nach den sich gegenüberliegenden Nuten in den Zahnrädern 125 und 133 bzw.
126 und 134 ausgerichtet. In ähnlicher Weise sind die Spannbacken 109 und 110 an der Seitenwand 143' angebracht und nach den Stangenführungen 101 und 102 ausgerichtet. Somit sind die Stangen 103 und 104 durch die Stangenführungen 101 und 102, zwischen den Stangen-Antriebszahnrädern und sodann durch die Spannbacken 109 und 110 hindurchgeführt.
Fig. 12 zeigt in Schnittansicht die Spannbacke 110, die mit der Spannbacke 109 gleich ausgeführt ist. Im gezeichneten Zustand tritt die Stange 104 mit einem vergrößerten Endstück 145 nach außen aus der Spannbacke 110 aus. Die Spannbacke 110 ist gabelförmig mit einer Oberhälfte 146 und einer Unterhälfte 147 ausgebildet, wobei jede Spannbackenhälfte ihrerseits gegabelt ist, voneinander getrennte, der Vorrichtung abgewandte Enden aufweist und mit ihren der Vorrichtung zugewandten angebundenen Enden mit einer Stirnplatte 148 an der Seitenwand 143' angebracht ist. Die Spannbacke 110 weist zwei konvergierende Flächen 149 und 150 auf, die bei Zurückziehen der Stange in der von einem Pfeil 152 angegebenen Richtung am vergrößerten Endstück 145 zur Anlage bringbar sind. Um Rohre 22 (Fig. 10) mit den Spannbacken zu erfassen, werden daher die Stangen so weit zurückgezogen, daß das vergrößerte Endstück jeder Stange an den in der zugehörigen Spannbacke innen angeordneten konvergierenden Flächen zur Anlage kommt und dadurch die gabelförmigen Spannbackenhälften auseinander drängt, so daß die Rohre 22 in die verstellbaren Spannbacken eingeführt werden können. Die Stangen 103 und 104 werden sodann in einer der vom Pfeil 152 angegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung bewegt, so daß die Spannbacken die Rohre 22 eng umfassen können.
Es sei nun auf Fig. 13 bis 15 verwiesen, die eine abgewandelte Ausbildungsform der Rohraufweitevorrichtung zeigen. Die in ihrer Gesamtheit mit 200 bezeichnete Vorrichtung ist der in Fig. 10 und 11 dargestellten Vorrichtung 100 ähnlich ausgebildet, mit Ausnahme daß zum Bewegen der Stangen durch das Gestell und durch die verstellbaren Spannbacken hindurch zusätzliche Stangen-Antriebszahnräder verwendet sind. Außerdem ist der Hydraulikmotor mit der Welle für die Stangen-Antriebszahnräder über ein Zahnrad-Ketten-Aggregat verkoppelt anstelle des Zahnrad-Zahnrad-Aggregates, das bei der Vorrichtung 100 den Drehantrieb der Welle 116 für die Stangen-Antriebszahnräder besorgt. Die Vorrichtung 200 weist zwei hohle Stangenführungen 201 auf. Ein Hydraulikmotor 202 ist mit Schrauben 203 an einer End- oder Stirnplatte 204 befestigt, in der Lager 206 angeordnet sind, die von einer Abtriebswelle 205 des Hydraulikmotors 202 durchdrunge#n sind. Ein am äußeren Ende der Welle 205 drehfest angeordnetes Zahnrad 207 greift mit seinen Zähnen in eine endlose Rollenkette 208 ein, die auch ein an einer Stange 210 drehfest aufgenommenes Zahnrad 209 umschlingt und in dessen Verzahnung eingreift. An der Stange 210 sind treibende Mitnehmerscheiben 211 und 212 befestigt. Die Stange 210 durchdringt Mitnehmerscheiben 215 und 216, mit denen zwei an der Stange 210 aufgenommene Antriebszahnräder 213 und 214 verkeilt sind. Zwischen der treibenden Mitnehmerscheibe 211 und der Mitnehmerscheibe 215 ist ein Druckstück 217, zwischen der treibenden Mitnehmerscheibe 212 und der Mitnehmerscheibe 216 ein Druckstück 218 gehalten. Der Druckauftrag auf die Mitnehmerscheiben erfolgt mit einer Feder 219, die von einer auf die Stange 210 aufgeschraubten Mutter 220 gegen das Zahnrad 209 gedrängt ist.
Die Stange 210 ist drehbar in einem Lager 221 aufgenommen, mit dem die Zahnräder 213 und 214 an der Stange 210 gelagert sind. In ähnlicher Weise sind die Zahnräder 213 und 214 drehbar mit Lagern 222 angeordnet, die in Platten 223 und 224 aufgenommen sind. Die Rutschkupplungen verhindern Beschädigung der gerade aufgeweiteten Rohre und ebenfalls der Vorrichtung 200. Sobald die Stangen 225 und 226 voll ausgefahren sind, beginnen die Kupplungen zu rutschen, bis der Hydraulikmotor 202 durch die Bedienungsperson umgeschaltet wird.
In den Platten 223 und 224 sind Wellen 230 und 231 gelagert.
An der Welle 230 sind drehbar Stangen-Antriebszahnräder 232 und 233 aufgenommen. In ähnlicher Weise sind an der Welle 231 Stangen-Antriebszahnräder 234 und 235 drehbar aufgenommen.
Die Stangen-Antriebszahnräder 232 und 234 stehen mit dem Zahnrad 214, die Stangen-Antriebszahnräder 233 und 235 mit dem Zahnrad 213 in Zahneingriff. Somit führt Drehung der Stange 210 zu Drehung der Zahnräder 213 und 214 und der Stangen-Antriebszahnräder 232 bis 235.
An den End- oder Stirnplatten 223 und 224 sind lose Wellen 236 und 237 aufgenommen, von denen jede zwei Stangen-Antriebszahnräder trägt, welche mit den Stangen-Antriebszahnrädern an den Wellen 230 und 231 in Zahneingriff stehen. Beispielsweise kämmen die beiden an der Welle 236 angeordneten Stangen-Antriebszahnräder mit den Stangen-Antriebszahnrädern 232 und 233. In ähnlicher Weise steht das an der losen Welle 237 aufgenommene Paar Stangen-Antriebszahnräder in Zahneingriff mit den Stangen-Antriebszahnrädern 234 und 235. Die Stange 226 erstreckt sich zwischen dem Stangen-Antriebszahnrad 232 und dem entsprechenden an der losen Welle 236 aufgenommenen Stangen-Antriebszahnrad sowie zwischen dem Stangen-Antriebszahnrad 234 und dem zugehörigen, an der losen Welle 237 angeordneten Stangen-Antriebszahnrad. In ähnlicher Weise verläuft die Stange 225 zwischen dem Stangen-Antriebszahnrad 233 und dem zugehörigen Stangen-Antriebszahnrad an der losen Welle 236 sowie zwischen dem Stangen-Antriebszahnrad 235 und dem entsprechenden, an der losen Welle 237 aufgenommenen Stangen-Antriebszahnrad. Bei Einschalten des Hydraulikmotors werden somit die Stangen-Antriebszahnräder 232 bis 235 zwangläufig angetrieben und bewegen dadurch die Stangen 225 und 226 durch die Stangenführungen 201, das Vorrichtungsgestell und die verstellbaren Spannbacken 250 hindurch.
Die in Fig. 1, 10 und 13 dargestellten verschiedenen Ausbildungsformen der Vorrichtung können mit verstellbaren Spannbacken des in Fig. 2 oder 12 gezeigten Typs versehen sein.
Die verstellbaren Spannbacken 250 sind den in Fig. 2 gezeigten verstellbaren Spannbacken ähnlich ausgebildet, ausgenommen daß bei den verstellbaren Spannbacken 250 der Bund 55 fehlt, wobei an seiner Stelle die vergrößerten Kopfenden der Stangen 225 und 226 an den konvergierenden Flächen der Ober-und Unterhälften der Spannbacken unmittelbar zur Anlage kommen. Außerdem sind in den Spannbacken zur Aufnahme der Stangen 225 und 226 zwei Rohre oder Büchsen 251 bzw. 252 angeordnet, die die nach innen gerichtete Bewegung der vergrößerten Kopfenden der Stangen begrenzen.
/Ansprüche

Claims

A N S P R U C H E Öi Rohraufweitevorrichtung, dadurch g e k e n n -e i c h n e t, daß an einem Gestell (26,27,28,31,32,35; 111;200) verschieblich eine erste Stange (37;103;225) aufgenommen ist, die ein vergrößertes Endstück (57;145) aufweist, das zum Aufweiten eines ersten Rohres (22) durch dieses hindurch bewegbar ist, daß zum Festhalten eines Endes dieses Rohres (22) an dessen Außenumfang Rohrspannbacken (23;109,110; 250) zur Anlage bringbar sind, die am Gestell (35;111;200) angebracht sind und eine Offenstellung einnehmen, wenn das vergrößerte Endstück (57;145) innerhalb der Spannbacken (23; 109,110;250) aufgenommen ist und an diesen anliegt, und eine Rohrspannstellung einnehmen, wenn immer das vergrößerte Endstück (57;145) sich außerhalb der Spannbacken (23;109,110;250) befindet, und daß eine am Gestell (28,31; 111;200) angebrachte erste Vorrichtung (24;112;202) die Stange (37;103;225) und das vergrößerte Endstück (57;145) zum Öffnen und Schließen der Spannbacken (23;109,110;250) durch diese hindurch und das vergrößerte Endstück (57;145) durch das Rohr (22) zu bewegen vermag.
2. Rohraufweitevorrichtung nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spannbacken (109,110) zwei Spannbacken (109 bzw. 110 umfassen, deren der Vorrichtung (100) zugewandte Enden an das Gestell (111) angeschlossen und über dieses miteinander verbunden sind und deren der Vorrichtung (100) abgewandten Enden frei sind, wobei die erste Spannbacke (109) nahe der Stange (103) eine Innenfläche (149,150) aufweist, und daß die erste Vorrichtung (112) das vergrößerte Endstück (145) in die Spannbacke (109) zurückzuziehen vermag, um es gegen die Innenfläche (149,150) der Spannbacke (109) zu drängen und die Spannbacke (109) in die Offenstellung auseinanderzuspreizen.
3. Rohraufweitevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß am Gestell (111) verschieblich eine zweite Stange (104) aufgenommen ist, die ein vergrößertes Endstück (145) aufweist, das zum Aufweiten eines Rohres (22) durch dieses hindurch bewegbar ist, daß zum Festhalten eines Endes eines Rohres (22) an dessen Außenumfang zweite Rohrspannbacken (110) zur Anlage bringbar sind, die in eine Offen- und eine Schließstellung verstellbar sind, und daß die erste Vorrichtung (112) die zweite Stange (104) und deren vergrößertes Endstück (145) zum Öffnen und Schließen der zweiten Rohrspannbacken (110) durch diese hindurch zu bewegen vermag.
4. Rohraufweitevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k#e n n z e i c h n e t, daß die erste Vorrichtung (24) einen am Gestell (28,31) angebrachten Zylinder (24) mit zwei Zylinderenden umfaßt, daß ein an die erste Stange (37) angeschlossener Kolben (67) durch den Zylinder (24) hindurch verschiebbar und gegen diesen abgedichtet ist, und daß die beiden Zylinderenden über eine Druckmittel-Ventilvorrichtung (33,34,80) an eine Quelle unter Druck stehenden Druckmittels angeschlossen sind, wobei die Ventilvorrichtung (33,34,80) zum Bewegen der Stange (37) das Druckmittel gegen den Kolben (67) zu richten vermag.
5. Rohraufweitevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Vorrichtung (112) einen am Gestell (111) angebrachten Motor (112) mit einer umlaufenden Antriebswelle (114) und ein am Gestell (111) drehbar gelagertes und antriebsmäßig mit der Antriebswelle (114) gekoppeltes erstes Rad (125) aufweist, das sich mit einem Teil seiner Außenumfangskante wie eine Tangente der ersten Stange (103) nähert und mit dieser antriebsmäßige Berührung hat, wobei die erste Vorrichtung (112) das Rad (125) mit dem Motor (112) in Drehung zu versetzen vermag, um die Stange (103) in die ersten Spannbacken (109) und das erste Rohr (22) hinein und aus diesen heraus zu bewegen.
6. Rohraufweitevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Vorrichtung (112) ein am Gestell (111) drehbar gelagertes und antriebsmäßig mit der Antriebswelle (114) gekoppeltes zweites Rad (126) aufweist, das sich mit einem Teil seiner Außenumfangskante wie eine Tangente der zweiten Stange (104) nähert und an dieser anliegt, wobei die erste Vorrichtung (112) das zweite Rad (126) mit dem Motor (112) in Drehung zu versetzen und Bewegung der Stange (104) durch die zweiten Rohrspannbacken (110) hindurch zu erzwingen vermag.

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