DE2626012A1

DE2626012A1 - Verfahren und vorrichtung zum anschliessen von zweigleitungen

Info

Publication number: DE2626012A1
Application number: DE19762626012
Authority: DE
Inventors: Anthony Haldane Ray Brookman
Original assignee: Rast Patent Manufacturers Pty Ltd
Current assignee: Rast Patent Manufacturers Pty Ltd
Priority date: 1975-06-13
Filing date: 1976-06-10
Publication date: 1976-12-23
Also published as: FR2313992B3; FR2313992A1; GB1506829A; US4043171A; CA1035558A; ZA763335B

Description

MERTENS & KEIL PATENTANWÄLTE

9. Juni 1976 C 85 P 25 K/Pn

RAST PATENT MANUFACTURERS PTY. LTD. 17 Starr Avenue

North Plympton
Commonwealth of Australia

"Verfahren und Vorrichtung zum Anschließen von Zweigleitungen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anschließen von Zweigleitungen, d.h. insbesondere zum Bilden eines Stutzens an einer Rohrleitung, an welchen eine Zweigrohrleitung angeschlossen werden soll. Bei Rohrleitungssystemen zur Förderung von Flüssigkeiten und Gasen ist es üblich, Abzweigungsstücke in die Rohrleitung einzulöten oder einzuschweißen, wo die Strömung aufgeteilt, umgelenkt oder zu einer Vielzahl von Punkten abgegeben werden soll. Hierfür wurde vorgeschlagen, eine öffnung in der Wand des Leitungsrohres vorzusehen, wo die Abzweigung erfolgen soll, und dann ein Werkzeug zu verwenden, welches in die öffnung eingesetzt wird und welches das Material, insbesondere Metall, um die öffnung zu einem Stutzen dehnt, in welchen ein Zweigleitungsrohr eingesetzt und dort verlötet oder auf andere Weise dauerhaft angeschlossen werden kann.

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Die bisher hierfür verwendeten Werkzeuge sind in ihrem Aufbau sehr kompliziert und aufwendig, da der Teil des Leitungsrohres, welches die Aufweitung vollzieht, notwendigerweise größer als die Öffnung sein muß, wenn die

,sollen. Aufweitung tatsächlich bewirkt werden Bei dem Problem einer wirksamen Aufweitung bzw. Dehnung war es bisher nur möglich, eine Zweigleitung an eine Hauptleitung anzuschließen, wenn die Zweigleitung etwas kleiner als die Hauptleitung war.

Es sind bereits Dehnungswerkzeuge" zum Verbinden von Rohrleitungen an ihren beiden Enden bekannt. Dabei dehnt das Werkzeug das Ende des einen Rohres, so daß das Ende des anderen Rohres gerade hineinpasst. Die Verbindung kann dann dauerhaft vorgenommen werden, indem ein Fließ- oder Bindemittel in die so geformte Verbindungsstelle eingefügt wird, oder indem ein Verlöten oder Verschweißen erfolgt.

Die bekannten Rohrdehnungswerkzeuge haben im allgemeinen ein mit Backen versehenes Element, welche in radialer Richtung mittels eines Konusstiftes auseinandergedrückt werden, nachdem sie in das Ende eines Rohres eingesetzt worden sind, um dadurch das Rohr zu dehnen. Derartige Dehnungsvorrichtungen eignen sich zwar für das Dehnen von Rohrenden, derzeit nicht jedoch für das Formen von Stutzen, in welche ein Zweigleitungsrohr eingepasst werden kann. Dies ist deswegen nicht der Fall, weil der den Stutzen ausbildende Arbeitsgang nicht nur einen Dehnungs- sondern auch einen ZiehVorgang erfordert, um das Metall des Rohres um das Loch herum nach außen zu ziehen, um den Stutzen zu bilden, an welchen das Zweigleitungsrohr angesetzt wird.

Nach der vorliegenden Erfindung kann jedoch ein Werkzeug benutzt werden, welches dem bekannten Dehnungswerkzeug zum Dehnen von Rohrenden ähnlich ist, Die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung umfasst jedoch ein Gleitformstück,

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welches den sich radial auswärts bewegenden Backen in solcher Weise zugeordnet ist, daß beim Einsetzen der Backen in ein Loch oder eine öffnung in der Seite einer Rohrleitung sich dieses Gleitformstück an der äußeren Oberfläche der Rohrleitung um die öffnung herum angreift. Der Vorgang des Ausbildens des Stutzens, in welchen das Zweigleitungsrohr eingesetzt werden kann, besteht darin, daS Gleitformstück relativ zu den expandierenden Backen vorwärts zu drücken, während das Rohr durch Reibschluß oder Umfangsnuten oder andere Mechanismen festgehalten wird, so daß die Backen in die öffnung in der Seite der Rohrleitung eingreifen, während das Gleitformstück an der Außenseite des Rohres angreift. Dann werden die Backen auseinandergedrückt, während das Gleitformstück sich relativ zu den Backen vorwärtsbewegt. Hierdurch dehnen ' die Backen das Metall um die öffnung in Richtung des Zweigleitungsrohres zur Ausbildung eines Stutzens.

Die hierfür bestimmte Vorrichtung enthält eine Reihe von Backen, einen Körper zum Halten der Backen, so daß diese sich auswärts zum Dehnen des Metalls um eine öffnung in einem Rohr bewegen können, welcher Körper über den Backen liegt, ein Formstück, welches an dem Rohr benachbart der öffnung angreift und Mittel zum gleichzeitigen Dehnen der Backen und Bewegen des Formstückes in axialer Beziehung zu den Backen, so daß Metall um die öffnung aus dem Rohr herausgezogen wird.

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht eines Rohrdehnungswerkzeuges bekannter Art, mit welchem die Enden eines Rohres aufgeweitet

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werden können, und an welchen nach der Erfindung ein anderer Kopf angebracht werden kann, wodurch sich das Werkzeug zum Anbringen von Zweigleitungsrohren eignet, indem an den Backen ein gleitendes Formstück angreift, welches sich vorwärtsbewegt, während sich die Backen expandieren,

Fig. 2 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Werkzeuges, wobei sich Backen und gleitendes Formstück in der zurückgezogenen Position befinden,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2, wobei jedoch die Backen expandiert und das gleitende Formstück nach vorne geschoben ist, wie es nach Vollendung eines Arbeitsganges der Fall ist,

Fig. 4 eine Ansicht des Kopfes nach Fig. 2, und

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 3₃ wobei die Backen expandiert und das gleitende Formstück in seine vordere Position geschoben ist und wobei an dem gleitenden Formstück oder Spantring ein Gegenstück angebracht ist, um eine Verformung des Rohres während des Ziehens des Stutzens zu verhindern.

Nach der dargestellten Ausführungsform enthält der Werkzeugkopf einen Körper 1, in welchem sich ein axial geführter vorne verjüngter Stößel oder Dorn 2 befindet und an welchem ein Paar Handgriffe 3 angebracht sind, wovon der eine an dem Körper 1 starr befestigt ist und der andere angelenkt einen Nocken 4 aufweist, um den Stößel 2 vorwärts in einen Satz kreisförmig angeordneter Expansionsbacken 5 einzutreiben. Die Backen 5 werden von einer Backenkappe 6 an dem Körper mit Hilfe eines Schraubengewindes 7 gehalten, so daß, wenn der Stößel 2 vorwärts getrieben wird, sich die Backen 5

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radial auswärts bewegen. Die Backen 5 werden gegen axiale Bewegung in der mit Flansch versehenen Backenkappe 6 gehalten, weil sie einen hinteren Flansch 8 und einen vorderen Flansch 9 aufweisen, so daß die Backen 5 axial unbeweglich aber radial nach außen beweglich angeordnet sind, wenn der Stößel 2 in die Backen 5, um diese auseinanderzutreiben, hineinbewegt wird. Ein Federring 10 drückt die Backen 5 einwärts auf den Stößel 2.

Diese bekannte Konstruktion wird auch bei der vorliegenden Erfindung verwendet, wie sie in den Figuren 2 bis 5 in einem Ausführungsbeispiel näher dargestellt ist.

Ein gleitendes Formstück bzw. ein gleitender Spantring ist mit einem inneren Kegelteil 16 versehen, welches einem Kegelteil 17 an den Backen 5 hinter den wirksamen äußeren Oberflächen der Backen 5, die an dem zu verformenden Rohr angreifen, entspricht, so daß beim Expandieren der Backen 5 das gleitende Formstück 15 vorwärts relativ zu den Backen 5 entsprechend den aneinandergreifenden Kegelteilen 16 und 17 gedrückt wird. Das gleitende Formstück 15 hat eine halbkreisförmige Nut 18, um an dem Rohr, welches verformt werden soll, angreifen zu können, eine Rückhaltekappe 20, welche das gleitende Formstück 15 in bezug auf die Backenkappe 6 und die Backen 5 hält, aber eine begrenzte Bewegung des gleitenden Formstückes 15 innerhalb der Rückhaltekappe 20 zuläßt. Das gleitende Formstück 15 hat eine Öffnung 19, in welche der Stutzen geformt wird. Der Durchmesser der Öffnung 19 ist größer als der Dehnungskreis der Backen 5> so daß der Stutzen zwischen dem gleitenden Formstück 15 und den Backen 5 gebildet wird. Ein Flansch 21 an dem gleitenden Formstück 15 wirkt mit einem Flansch 22 an der Haltekappe 20 zusammen, um die Bewegung des gleitenden Formstückes 15 zu begrenzen.

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Auf diese Weise wird dem gleitenden Formstück 15 eine Vorwärtsbewegung erteilt, wenn sich die Backen 5 expandieren und man erkennt, daß die Reibung der äußeren Oberfläche der Backen 5, wenn sie sich zu expandieren beginnen, bewirkt, daß das Metall um die öffnung 19 des Rohres durch die Backen 5 nach außen gezogen wird. Eine Nut 25 stellt sicher, daß kein Schlupf zwischen Backen und Metall des Rohres um die öffnung 19 auftritt. Auch andere den Reibschluß erhöhende .Mittel, z.B. Aufrauhung oder Riffelung oder Wellungen, können vorgesehen sein.

Bei Fortsetzung der Bewegung des Stößels 2 besteht der weitere Arbeitsgang darin, das Metall um die öffnung in dem Rohr nach außen von dem Rohr zur Bildung eines Stutzens zu ziehen, in welchendann ein Zweigleitungsrohr eingepasst werden kann.

Das Zweigleitungsrohr hat ein solches Ende, welches an den Stutzen passt, so daß es, wenn es in den Stutzen eingesetzt wird, bis zur Mittellinie des Rohres eingeschoben werden kann, wenn dies erwünscht ist, ohne das Rohr zu blockieren. Das Maß des Ineinanderschiebens bzw. In-Eingriff-Bringens hängt natürlich von dem Durchmesser des Zweigleitungsrohres ab, welches an dem Hauptleitungsrohr befestigt werden soll. Eine Vorrichtung zur Formung des Endes des Zweigleitungsrohres kann beispielsweise das in Fig. 1 dargestellte Werkzeug sein.

Statt einem einfachen Anliegen des gleitenden Formstückes 15 an dem Rohr, welches mit einem Zweigleitungsrohr versehen werden soll, kann ein rückwärtiger Gegenhalter für das Rohr benutzt werden, welcher eine relativ vollständige Abstützung um den Außenmantel des Rohres, welches mit einem Zweigleitungsrohr versehen werden soll, darstellt, so daß während des Formvorganges der öffnung 19 während

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des Herausziehens der Backen aus der öffnung 19 mit ihrer gleichzeitigen Expansion das Rohr in gerader Linie gehalten wird. Das Rohr wird daher in einem Gegenhalter 27 geformt, welcher eine relativ vollständige Abstützung des Mantels des Rohres, welches mit einem Zweigleitungsrohr versehen werden soll, bietet. Eine derartige Ausführungsform ist in Fig. 5 dargestellt.

Man sieht, daß der Gegenhalter 27 mit dem gleitenden Formstück 15 dadurch in Eingriff steht, daß an dem gleitenden Formstück 15 Quernuten 28 (Fig. 4) vorgesehen sind, in welche Rippen 29 des Gegenhalters 27 eingreifen, so daß eine zylindrische Aushöhlung zwischen dem gleitenden Formstück 15 und dem Gegenhalter 27 gebildet ist. Der Gegenhalter 27 ist abnehmbar, damit das Rohr nach der Anformung des Stutzens abgenommen werden kann. Der Gegenhalter 27 wird dabei einfach axial in bezug auf das zu bearbeitende Rohr bewegt. Der Gegenhalter 27 bildet zusammen mit der halbkreisförmigen Nut 18 eine vollständige Stütze für das Rohr, so daß nur das Metall um den Rand der öffnung 19 nach außen durch die Relativbewegung zwischen den Backen und dem gleitenden Formstück 15 zur Bildung des Stutzens gezogen werden kann.

Andere rückwärtige Unterstützungen können verwendet werden, so beispielsweise ein halbes Rohrstück mit einer inneren Bemessung, daß es sauber auf das zu bearbeitende Rohr passt. Dieses kann dann über den rückwärtigen Teil des Rohres, welches mit einem Zweigleitungsrohr versehen werden soll, angelegt und mit Sprengringen an dem gleitenden Formstück 15 angebracht werden, um mit dem Formstück 15 einen vollständigen Halter zu bilden, so daß das Rohr, welches bearbeitet wird, in einer geraden Linie gehalten wird, um unerwünschte Verformungen an Stellen zu vermeiden,

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was leicht auftreten kann, wenn das Rohr über mehr als die Hälfte seines Umfanges verformt wird, wenn beispielsweise ein Zweigleitungsrohr von annähernd dem gleichen Durchmesser wie der des Hauptrohres angebracht werden soll,

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Anbringung an einem Rohrdehnungswerkzeug darstellt, wobei an dem Rohrdehnungswerkzeug eine Rückhaltekappe an der Backenkappe vorgesehen ist und welche das axial bewegliche gleitende Formstück relativ zu den Backen so hält, daß beim Expandieren der Backen das gleitende Formstück relativ zu den Backen vorwärtsbewegt wird, so daß die notwendige Stutzenformarbeit geleistet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung braucht jedoch nicht ein Zusatzteil für ein Rohrdehnungswerkzeug üblicher Art zu sein. Es kann vielmehr auch als vollständige eigene Einheit ausgebildet und von Hand oder mittels Energie getrieben sein. Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine Expansion der Backen gleichzeitig mit einer Vorwärtsbewegung eines gleitenden Formstückes erfolgt, welches an dem Rohr angreift, so daß die erforderliche Formung des Stutzens in wirksamer Weise erfolgt.

- 9 Patentansprüche;

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Claims

MERTENS & KEIL

- 9 - PATENTANWÄLTE

Patentansprüche :

Verfahren zum Formen eines Stutzens an einem Rohr, an welchem ein Zweigleitungsrohr angebracht werden soll, gekennzeichnet durch Bilden einer öffnung in der Seitenwand des Rohres, wobei die öffnung von geringerem Durchmesser ist als die innere Abmessung des erforderlichen Stutzens, Einsetzen expandierbarer Backen in die öffnung, Inberuhrungbringen eines gleitenden Formstückes mit dem Rohr um die Backen, welches selbst mit einer öffnung versehen ist, die größer als der äußere Umfang ist, bis zu welchem die Backen während eines Formvorganges expandiert werden können, und Expandieren der Backen bei gleichzeitiger relativer axialer Bewegung des Formstückes relativ zu den Backen, so daß die Rohrwand, wo sie die öffnung umgibt, von dem Rohr aus nach außen gezogen wird, um den Stutzen zu bilden.

Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anordnen eines Gegenstückes an dem gleitenden Formstück, um den Teil des Rohres, welcher nicht von dem gleitenden Formstück angegriffen wird, zu umgeben, und zwar vor der Bildung des Stutzens, und Entfernen des Gegenhalters nach Bildung des Stutzens.

Vorrichtung zum Bilden eines Stutzens in der Seite eines mit Öffnung versehenen Rohres, an welchem ein Zweigleitungsrohr angebracht werden soll, gekennzeichnet

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durch eine Reihe von kreisförmig angeordneten Backen, einen Körper zur Halterung der Backen, so daß diese auswärts beweglich angeordnet sind, damit das Metall um eine Öffnung in einem Rohr, welches mit der Öffnung über die Backen geschoben ist, gedehnt wird, ein Formstück, welches an dem Rohr benachbart der Öffnung angreift, und Mittel zum gleichzeitigen Expandieren der Backen in radialer Richtung und Bewegen des Formstückes axial relativ zu den Backen nach vorne, um die Wand des Rohres, welche die Öffnung umgibt, von dem Rohr aus nach außen zu ziehen und den Stutzen zu bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3₉ dadurch g e kennz eichnet, daß das Formstück mit einer Öffnung versehen und so gestaltet ist, daß es wenigstens teilweise an dem Rohr um die Öffnung in dem Rohr herum angreift, wobei die Öffnung in dem Formstück um die Backen herum angeordnet ist und größer als der Außenumfang ist, bis zu welchem die Backen beim Formen des Stutzens expandiert werden können, wodurch beim Expandieren der Backen diese die Wand des Rohres um die Öffnung herum von dem Rohr aus nach außen ziehen und den Stutzen bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch H oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück mit einer Öffnung versehen ist, deren Bemessung dem äußeren Umfang des Stutzens entspricht, wodurch das Formstück die Gestalt des Stutzens in Verbindung mit den Backen festlegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Backen radial nach außen beweglich angeordnet sind, um einen kreisförmigen Stutzen zu bilden und daß das gleitende Formstück eine zylindrische Öffnung aufweist, welche die Backen umgibt und eine Bemessung hat, so daß ein zylindrischer Stutzen in Verbindung mit den Backen geformt wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen so gestaltet sind, daß sie das Formstück vorwärtsdrücken, wenn sie selbst expandiert werden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis J₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Backen außen einen Kegelteil haben, welcher an einem Kegelteil des gleitenden Formstückes angreift, wodurch das Formstück auf den Backen vorwärtsbewegt wird, .wenn sich die Backen expandieren.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, d a darch gekennzeichnet, daß die Backen in einem Körper gehalten werden und die Backen Flansche haben, um an dem Körper anzugreifen, so daß eine radiale, aber keine axiale Bewegung· der Backen relativ zu dem Körper erfolgen kann, und daß ein axial beweglicher sich verjüngender Stößel die Backen expandiert, wobei der Stößel mit Hilfe eines Handgriffes bewegt wird, der an dem Körper schwenkbar angelenkt ist und einen Nocken aufweist, der an dem Stößel angreift.

10. Vorrichtung zum Bilden eines Stutzens an der Seite eines mit Öffnung versehenen Rohres, gekennzeichnet durch einen Kopf mit Backen und einer mit Flansch versehenen Backenkappe und

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einem gleitenden Formstück, wobei eine Reihe der Backen um eine Mittelachse angeordnet sind, wobei die Backen Plansche haben, die an der mit Plansch versehenen Backenkappe angreifen, so daß eine radiale Bewegung der Backen um die zentrale Achse möglich, eine axiale Bewegung der Backen aber verhindert ist, wobei die Backen aus der mit Plansch versehenen Backenkappe hinausragen, um in die Öffnung in dem Rohr hinein gesteckt zu werden, wobei das gleitende Formstück mit Öffnung versehen ist, und ein Kegelteil an den Backen angreift, so daß das gleitende Formstück vorwärtsbewegt wird, wenn sich die Backen radial nach auswärts bewegen, wobei das gleitende Formstück an dem vorderen Ende so gestaltet ist, daß es an dem Rohr benachbart der Öffnung in dem Rohr angreifen kann, wobei die öffnung in dem gleitenden Formstück so dimensioniert ist, daß sie den Stutzen zusammen mit den Backen definiert, durch einen Körper, an welchem die mit Flansch versehene Backenkappe angreift und welcher einen vorne verjüngten Stößel koaxial zu den Backen führt, sowie Mittel zum Bewegen des Stößels in die Backen zum Expandieren der Backen und zum Zurückziehen des Stößels, so daß sich die Backen wieder auf die zentrale Achse zubewegen können, sowie Mittel, die an den Backen angreifen, um die Backen einwärts in Richtung der Achse zu drücken.

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