DE2632672A1

DE2632672A1 - Mechanischer rohrexpander

Info

Publication number: DE2632672A1
Application number: DE19762632672
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Frentzen; Richard Gerretz; Ewald Henn
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1978-01-26

Description

"Mechanischer Rohrexpander"
Die Erfindung betrifft einen mechanischen Rohrexparder zum schrittweisen Aufweiten von Stahl rohren, mit einem Werkzeugkoof zus einem pyramidischen Viel kant und auf dessen Mantel flächen aufgesetzten in radialer Richtung verschieblichen Segmenten, wobei die Sesmente über einen hohlen Holm an einem auf einem Tragrahmen befe5igten Zylinder abgestützt sind, und der Viel kant über eine im hohlen Holm angeordnete Zugstange mit dem im Zylinder hydraulisch verschiebbaren Kolben verbunden ist und mit einer Transportrollenbahn als Auflager ~#rd zum schrittweisen Vorschub eines zu expandierenden Rohres. Ein derartiger Rohrexpander ist beispielsweise durch die DT-AS 22 64 207 bek-nnt. Die bekannten Rohrexpander dieser Art sind derzeit ausschließlith zJm expandieren längsnaht geschweißter Stahlrohre im Einsatz. Sie sinf zum Expandieren von Schraubennahtrohren nicht geeignet, da Schraubennahtrohre eine innen vorstehende schraubenlinienförmig verlaufende Naht und in der Regel mindestens eine senkrecht auf dieser stehende, zwei benachbarte Schraubengänge verbindende Quemaht aufweisen. Diese überhöhten Schweißnähte stören beim Expandieren. Außerdem behindern am Außenmantel die Schweißnähte ein einwandfreies Unterstützen und Vorschieben des Rohres.
Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäßen Ronrexoander derart zu gestalten, daß er zum Expandieren von Schraubennahtrchren geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß der Werkzo-#.gkopf in den Außenflächen der Segmente mindestens eine von der vorderen btirnkante eines Segmentes bis zur hinteren Stimkante eines anderen Segmentes entsprechend einem Ausschnitt aus dem Nahtverlauf eines onraubennahtrohres schraubenlinienförmig verlaufende Schraubennahtnut sind mindestens eine diese senkrecht kreuzende Quernahtnut aufweist, und daß der Werkzeugkopf um seine Längsachse schrittweise drehbar ist. Dabei kann das Drehen gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung abwechselnd in beiden Drehrichtungen erfolgen.
Das Drehen des Expanderkopfes läßt sich dadurch errei chen, daß der Zylinder um seine Längsachse drehbar auf dem Tragrahmen ce estigt und Drehvorrichtung zum Drehen des den Expanderkopf über den hohlen Holm und die Zugstange tragenden Zylinders vorgesehen ist.
Eine bevorzugte Alternativausführung hierzu sieht vor, d13 die Zugstange drehfest mit dem Viel kant und mit der Kolbenstange verwunden ist und an der Kolbenstange eine Drehvorrichtung angreift, und daß der Werkzeugkopf am hohlen Holm über eine Gleitfläche abgestützt ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere eine geei#nete Steuereinrichtung, sind in den weiteren Unteransprüchen niedergeleot.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß Schraubennahtrohre rrecnanisch expandiert werden können, ohne daß dabei unmittelbar auf die innen vorstehende Schweißnaht ein Expansionsdruck ausgeübt wird, und ohne daß es erforderlich ist, eine komplizierte Einrichtung zum schrittweisen Drehen des Rohres selbst vorzusehen. Es kann also ein gerader Vorschub des Rohres erfolgen.
Die beigefügten Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellung.
Es zeigt: Fig. 1 einen mechanischen Rohrexpander, bei dem der \#/erkzeugkopf durch Drehen des Zylinders gedreht wird Fig. 2 einen mechanischen Rohrexpander, bei dem der 7ierkzeugkopf durch Drehen der Zugstange gedreht wird Fig. 3 einen Werkzeugkopf mit einer Schraubennahtnut und einer Quernahtnut Fig. 4 die Vorderansi cht eines Werkzeugkopfes mit gleichmäßig auf den Umfang verteilten drei Schraubennahtnuten und einer Quernahtnut Fig. 5 eine Steuereinrichtung für einen mechanischen Rohrexpander nach Fig. 2.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten mechaniscnen Rohrexpander bestehen im wesentlichen aus einem Werkzeugkopf #, der aus einem pyramidischen Viel kant 2 und mehreren auf den Umfang desselben verteilten Segmenten 3 zusammengesetzt ist, einem Zwiscnenstück 4, einem hohlen Holm 6, einem hydraulischen Zylinder lo, einem Kolben 9 und einer Zugstange 5. Der Werkzeugkopf 1 stützt sich über das Zwischenstück 4 und den hohlen Holm 6 am Zylinder lo ab. Die mit dem pyramidischen Vielkant 2 verbundene Zugstange 5, die über eine Zugstangenmutter 11 angeschlossen ist, ist über ein Schloß 8 mit dem Kolben 9 bzw. der Kolbenstange 37 verbunden. Durch Beaufschlagen des Zylinders lo mit Druckmittel, wofür in Fig. 1 eine Druckmittelleitung 44 angedeutet ist, wird der Kolben 9 nach rechts verschoben und nimmt dabei den Viel kant 2 mit. Dadurch werden die Segmente 3 radial nach außen bewegt und kommen im Rohr 1L zur Anlage. Dabei ist der Werkzeugkopf 1 so positioniert, c'sn eine Schraubennaht 15 beim Expandieren genau in einer Schraubennahtnut 12 der Segmente 3 liegt. Eine Quernahtnut 13 kommt nur dann zur Wirkung, wenn eine entsprechende Quernaht im Rohr 14 vorliegt.
Im nachfolgenden wir die Ausführung nach Fig. 1 näher erl-u -rt. Bei dieser Ausführung ist der Zylinder und ein mit dem Zylinder fest verbundenes Gehäuse 7,anden schließlich der hohle Holm 6 befestigt ist, drehbar gelagert. Hierfür sind zwei Lagerschalen 29 vorgesehan, die entsprechende Lagerringe 30 aufnehmen. Mindestens eine der agerschale 29 ist dabei derart gestaltet, daß sie in der Lage ist, Axialkräfte aufzunehmen und in einen Tragrahmen 21 einzuleiten, damit sich der Expander nicht insgesamt verschieben kann. Die Drehung des Expanderkopfes 1 wird über einen Motor 33 bewirkt, der über ein Ritzel 32, ein mit dem Zylinder lo fest verbundenes Zahnrad 31 antreibt und über eine Drehung des Zylinders 1o, des Gehäuses 7 und des hohlen Holmes 6 unter Mitnahme der Zugstange 5 den Werkzeugkopf 1 insgesamt dreht.
Nach jedem Expansionsschritt erfolgt ein Drehen des Expan::ierkopfes, sowie ein schrittweiser Vorschub des zu expandierenden Rohres 14.
Beim Vorschieben durch angetriebene Rollen 16, die von absenkbaren Rollenträgem 28 gehalten sind, wird, sobald sich die Schraubennaht 15 einer Rolle 16 nähert, diese Rolle durch Betätigen des Rollenträgers 28 abgesenkt.
Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß nur die Zugstange 5 und über diese der Werkzeugkoof 1 gedreht wird. Das Drehen der Zugstange 5 erfolgt wiederum über einen Antriebsmotor 33, dessen Antriebsritzel 32 eine Zahnhülse 36 treibt, in der die Kolbenstange 37 über eine am Kolbenstangenende 2l!;gebrachte Außenverzahnung verschieblich ist. Durch diese Außenverzahnung wird das Drehmoment des Antriebsmotors 33 in die Kolbenstange 37 eingeleitet, und deren Drehung über das Schloß 8 auf die Zugstange 5 übertragen, die wiederum drehfest mit dem pyramidischen Viel kant 2 verbunden ist und über dessen Außenflächen die Segmente 3 mitnimmt. Zwischen dem Zwischenstück 4, das der Drehbewegung des Werkzeugkopfes 1 folgen kann und dem hohlen Holm 6, ist ein Axiallager 45 vorgesehen.
Die dem Transport des zu expandierenden Rohres 14 dienenden Rollen 16 sind abwechselnd auf absenkbaren Rollenträgern 28 und absohwenkbaren Armen 17 befestigt. Im unmittelbaren Bereich des Expanderkopfes vorgesehene Rollen 18 und 19 dienen der Abstützung des Expanderkopfes 1 und sind abwechselnd einziehbar.
Fig. 3 zeigt einen Expanderkopf mit einer Schraubennahtnut 12 und einer Quernahtnut 13. In Fig. 4 weist der Expanderkopf 1 drei gleichmäßig auf den Umfang verteilte Schraubennahtnuten 12, 12', 12" und eine Quernahtnut 13 auf. Fig. 4 zeigt auch, wie die Segmente 3 auf dem Viel kant 2 befestigt sind,und zwar durch auf den Ecken 35 des Vielkantes 2 aufgesetzte T-förmige Halteelemente 34.
In Fig. 5 ist eine Steuereinrichtung für einen mechanischen Rohrexpander nach Fig. 2 dargestellt, deren wesentliche Teile ein Positionsfühler 39 und eine Steuereinrichtung 43 sind. Der Positionsfühler 39 ist an einem um laufenden Band 38 befestigt. Er greift das Stirnende eines zu expandierenden Rohres 14 ab und gibt dessen Position an die Steuereinrichtung 43 weiter. Von dieser aus wird einmal der Motor zum Drehen der Kolbenstange 37 und damit des Werkzeugkopfes 1 betätigt, zum anderen erfolgt von hier aus die Steuerung der absenkbaren Rollenträger 28 zum Absen'Ken der Rollen 16 nach einem vorgegebenen Programm. Die Rolle 6' ist durch Betätigen des entsprechenden Rollenträgers 28' abgesenkt, da sich an ihrer Stelle gerade die Schraubennaht 15 befindet. Mit gestrichelten Linien sind eine Geberleitung 40 und Steuerleitungen 41 und 42 angedeutet.
- Patentansprüche- Leerseite

Claims

(9lechanischer Rohrexpander zum schrittweisen Aufweiten von Stahl rohren, mit einem Werkzeugkopf aus einem pyramidischen Viel kant und auf dessen Mantelflächen aufgesetzten in radialer Richtung verschieblichen Segmenten, wobei die Segmente über einen hohlen Holm an einem auf einem Tragrahmen befestigten Zylinder abgestützt sind, und der Viel kant über ein im hohlen Holm angeordnete Zugstange mit dem im Zylinder hydraulisch verschiebbaren Kolben verbunden ist und mit einer Transoortrollenbahn als Auflager und zum schrittweisen Vorschub eines zu expandierenden Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (t) in den Außenflächen der Segmente (3) mindestens eine von der vorderen Stirnkante eines Segmentes bis zur hinteren Stirnkante eines anderen Segmentes entsprechend einem Ausschnitt aus dem Nahtverlauf eines Schraubennahtrohres schraubenlinienförmig verlaufende Schraubennahtnut (12) und mindestens eine diese senkrecht kreuzende Quernahtnut (13) aufweist, und daß der Werkzeugkopf (i) um seine Längsachse schrittweise drehbar ist.
2. Rohrexpander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (1) abwechselnd in beiden Drehrichtungen drehbar ist.
3. Rohrexpander nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (lo) um seine Längsachse drehbar auf dem Tragrahmen (21) befestigt und eine Drehvorrichtung zum Drehen des Zylinders (lo) vorgesehen ist.
4. Rohrexpander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des hinteren und des vorderen Endes des Zylinders (lo) bzw. und des hinteren Endes des hohlen Holmes (6) je eine ringförmige Lagerschale (29) auf dem Tragrahmen (21) und an den entsprechenden Stellen am Zylinder (lo) bzw. am hohlen Holm (6) je ein der Lagerschale (29) zugeordneter Lagerring (30) befestigt sind und eine von einer Druckmittelquelle zum Zylinder (lo! führende Druckmittelleitung (44) gelenkig bzw. mit Drehverbindungen ausgebildet ist.
5. Rohrexpander nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (5) drehfest mit dem Viel kant (2) und der Kolbenstange (37) verbunden ist und an der Kolbenstange (37) eine Drehvorrichtung angreift, und daß der Werkzeugkopf (1) am hohlen Holm (6) über eine Gleitfläche abgestützt ist.
0. Rohrexpander nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur schrittweisen Steuerung des Drehwinkels des Ä'erkzeugkopfes (1) bzw. des den Werkzeugkopf (1) mittelbar tragenden Zylinders (lo) und des Rohrvorschubes eine programmierbare Steuereinrichtung (43) vorgesehen ist.
7. Rohrexpander nach Anspruch~6, dadurch gekennzeichnet, daß ein die momentane Position eines zu expandierenden Rohres (14) erfassender Positionsfühler (39) vorgesehen und an die Steuereinrichtung (43) angeschlossen ist.
8. Rohrexpander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportrollen (16) der Transportrollenbahn unabhängig voneinander absenkbar sind.
9. Rohrexpander nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß das Absenken einer Transportrolle (16) durch die Steuereinrichtung (43) gesteuert ist.