DE2706400C3 - Rohraufweitvorrichtung - Google Patents

Description

Bei der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen, aus der CH-PS 4 05 210 bekannten Rohraufweitvorrichtung haben die konischen Ausnehmungen in den Stirnflächen der dem Aufweitmedium benachbarten Dichtungsringe den Zweck, daß das Aufweitmedium unter die schrägen Flächen der konischen Ausnehmung greift und so die Dichtungsringe in der Nähe des Aufweitmediums von innen gegen die Innenwandung des aufzuwehenden Rohrs drückt Auf diese Weise ergibt sich im Betrieb eine gute Abdichtung des Spaltes zwischen der Außenfläche der Dichtungsringe und der Innenfläche des aufzuv/eitenden Rohrs.

Weil aber die Dichtungsringe in dem an das Aufweitmedium angrenzenden Bereich gegen die Innenfläche des aufzuweitenden Rohrs gepreßt werden, heben sie von der Druckstange, auf die sie aufgesetzt sind ab, so daß zwischen der Innenfläche der Dichtungsringe und der Druckstange ein Spalt entsteht, in den das Aufweitmedium hineingequetscht wird. Nach einigen Betriebszyklen haben sich die Dichtungsringe so weit bleibend verformt daß der Spalt stets bestehen bleibt Infolgedessen verschleißen das Aufweitmedium und die Dichtungsringe verhältnismäßig schnell, so daß die bereits nach wenigen Betriebszyklen ausgetauscht werden müssen.

Außerdem ist bei der bekannten Rohraufweitvorrichtung wegen des zwischen der Innenfläche der Dichtungsringe und der Kolbenstange entstehenden Spaltes ein verhältnismäßig hoher Aufwand nötig, um den erforderlichen Druck, der dadurch entsteht, daß das axial unter Druck gesetzte Aufweitmedium sich radial ausdehnt, aufzubauen.

Der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei der gattungsgemäßen Rohraufweitvorrichtung ein Austreten des Aufweitmediums in den Spalt zwischen den Dichtungsringen und der Kolbenstange mit Sicherheit zu verhindern.

Die erfindungsgemäß in der konischen Ausnehmung an den Stirnflächen der Dichtungsringe vorgesehene Zusatzdichtung wird im Betrieb durch das Aufweitmedium in den Spalt zwischen der Innenfläche der Dichtungsringe und der Kolbenstange gedrückt, so daß sie sich, ähnlich wie die Dichtungsringe an die Innenfläche des Rohrs, an die Innenkante der Dichtungsringe und die Oberfläche der Druckstange anlegt Hierdurch wird der Spalt zwischen den Dichtungsringen und der Kolbenstange sicher abgedichtet

Dieser Effekt wird bei der im Anspruch 2 beschriebenen besonderen Form des zusätzlichen Dichtungsringes noch wesentlich verstärkt
Da bei der erfindungsgemäßen Rohraufweitvorrichtung das Aufweitmedium in definierten Grenzen gehalten und insbesondere nicht in einen engen Spalt gequetscht wird, kann seine Lebensdauer beträchtlich erhöht werden. Die sich nach einigen Arbeitszyklen einstellende bleibende Verformung der Dichtungsringe ist dann unerheblich. Darüberhinaus kann bei der erfindungsgemäßen Rohraufweitvorrichtung das Aufweitmedium auch bei großem Druck nicht kollabieren, so daß der zum Aufbringen des erforderlichen Druckes notwendige Aufwand verringert wird.

2Q Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert

F i g. 1 zeigt in einem Axialschnitt eine RohraufweitvorrichtuRg in einem aufzuweitenden Rohr vor dem Aufwehen,

Fig.2 zeigt in einem Axialschnitt einen in die Aufweitvorrichtung eingesetzten Dichtaigsring mit einem zusätzlichen Dichtungsring,

Fig.3 zeigt einen Axialschnitt der Dichtungsringe von F i g. 2 im durchgebogenen Zustand,

Fig.4 zeigt im Längsschnitt einen Rohrboden, an dem ein Rohr mittels einer Rohraufweitvorrichtung nach dem Aufweiten festgelegt ist

Die in Fig. 1 im Längsschnitt gezeigte Rohraufweitvorrichtung ist in einem aufzuweitenden Rohr vor dem Aufweiten angeordnet Die Rohraufweitvorrichtung hat ein zylindrisches Aufweitmedium 5, das aus einem elastischen Material, wie Silikonkautschuk oder natürlichem Kautschuk, besteht, eine Druckstange 3, die durch das Aufweitmedium 5 hindurchgeht, Dichtungsringe 7,

die in der Nähe der Stirnseiten des Aufweitmediums angeordnet sind und durch die gleitend verschiebbar die Druckstange hindurchgeht, wobei die Dichtungsringe 7 eine den Stirnseiten des Aufweitmediums gegenüberliegende konische Ausnehmung Td haben und aus Urethankautschuk, Polytetrafluorethylen, Epoxyd oder dergleichen bestehen, und einen Stützring 4, der an einem Rohrboden 2 befestigbar ist

Die Druckstange 3 ist mit einem Kolben verbunden, der in einem Hydraulikzylinder sitzt was in der Zeichnung nicht gezeigt ist

Die Anordnung ist so getroffen, daß eine Axialkraft F, die von dem Hydraulikzylinder auf einen Stangenkopf 3a der Druckstange 3 ausgeübt wird, das Aufweitmedium 5 axial zusammendrückt, wodurch infolge einer radialen Aufweitung des Mediums 5 das Rohr radial aufgeweitet wird, so daß es fest an dem Rohrboden 2 anliegt

Die in der Aufweitvorrichtung angeordneten Dichtungsringe 7 sind an ihren, den Stirnflächen des Aufweitmediums gegenüberliegenden Abschnitten mit konischen Ausnehmungen Td versehen. Diese Ausnehmungen dienen dazu, daß an den Abschnitten 7a, die mit dem Aufweitmedium in Verbindung stehen, eine radiale Verschiebung der Dichtungsringe 7 erreicht wird, die größer ist als die an gegenüberliegenden Abschnitten Ib, Tc, wenn die Dichtungsringe dem Axialdruck ausgesetzt werden. Die Dichtungsringe 7 nehmen ihre ursprüngliche Form wieder an, wenn die an sie

angelegte AxiaUast wieder aufgehoben wird. Sie bestehen aus einem elastischen Material, so daß sie in das Rohr leicht einführbar und aus ihm leicht herausnehmbar sind. Die Ringe haben eine Härte, die größer ist als die des Aufweitmediums 5, so daß sie durch den Aufweitdruck nicht plattged.-ückt werden.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist ein Dichtungsring mit einer konischen Ausnehmung Td auf jeder Seite oder Stirnseite des Aufweitniediums 5 vorgesehen. Alternativ braucht der Dichtungsring mit iß der konischen Ausnehmung nur an einer Seite des Aufweitmediums vorgesehen zu werden, vorzugsweise an der Seite, die nahes· am Stützring 4 liegt, wo sich eine vergleichsweise höhere Beanspruchung ergibt. Es ist jedoch auch zweckmäßig, einen mit einer konischen Ausnehmung versehenen Dichtungsring 7 auf beiden Seiten des Aurweltmediums vorzusehen, um das Plattdrücken der Dichtungsringe mit Sicherheit j:u ■verhindern.

Die Rohraufweitvorrichtung enthält ferner einen zusätzlichen Dichtungsring 8, der in der konischen Ausnehmung des Dichtungsrings angeordnet ist Der zusätzliche Dichtungsring hat eine Form, die ähnlich der der konischen Ausnehmung ist. Der zusätzliche Dichtungsring ist aus dem gleichen Material wie der Dichtungsring hergestellt

Wie aus Fig.2 zu ersehen ist, hat der zusätzliche Dichtungsring 8 einen äußeren Umfangsrand 8a, der in Kontakt mit der sich verjüngenden Wand der Ausnehmung Td auf einer Zwischenhöhe steht, d. h- an einer axialen Zwischenposition in der Ausnehmung. Der zusätzliche Dichtungsring 8 hat weiterhin eine sich verjüngende Fläche Sb, die der Wand der Ausnehmung Td des Dichtungsrings 7 gegenüberliegt Die sich verjüngende Fläche 8b ist bezüglich einer Ebene senkrecht zur Achse des Rings in einem Winkel geneigt, der kleiner ist als der Neigungswinkel der Wand der Ausnehmung Td, so daß ein kleiner Spalt 9 zwischen den Dichtungsringen 7 und 8 besteht

Nach dem Einsetzen des Rohres 1 in eine Rohraufnahmebohrung des Rohrbodens 2 werden der konische Dichtungsring 7, der zusätzliche Dichtungsring 8, das Aufweitmedium, ein weiterer zusätzlicher Dichtungsring 8 und ein weiterer konischer Dichtungsring 7 in der vorstehend genannten Reihenfolge auf die Druckstange 3 gesetzt

Die diese Elemente tragende Druckstange 3 wird dann in das Rohr 1 eingeführt Anschließend wird der Stützring 4 für die Abstützung des Axialdrucks während des Aufweitens festgelegt

Durch die Axialkraft F wird das Aufweitmedium und somit das Rohr aufgeweitet

Während dieses Aufweitvorgacgs üben der konische Dichtungsring 1 und der zusätzliche Dichtungsring 8 die nachstehenden Funktionen aus. Der konische Dichtungsring 7 hat vor dem Aufweiten eine Form, wie sie in Fig.2 gezeigt ist Während des Aufmätens wird der konische Dichtungsring 7 verformt und erhält durch die axiale Druckkraft die in F i g. 6 gezeigte Form. Dabei wird der Umfangsrand Ta der konischen Ausnehmung Td radial stärker verfcrmt als der gegenüberliegende Umfangsrand Tb des konischen Dichtungsrings 7, so daß ein festes Pressen gegen die Innenfläche des Rohres 1 erreicht wird, wodurch ein Kollabieren des Aufweitmediums 5 verhindert wird. Ein wiederholter Gebrauch des konischen Dichtungsrings 7 führt dazu, daß der innere Umfangsrand Te des Umfangsrandes der Ausnehmung Id radial nach außen verformt wird, wodurch sich ein .kleiner Spalt &_s zwischen dem Rand Te und der Druckstange 3 bildet Dieser Spalt wird nun durch den zusätzlichen Dichtungsring 8 abgedeckt, der axial bewegt wird, ohne daß er wesentlich verformt wird.

Wenn der konische Dichtungsring 7 mehr als 200mal verwendet wurde, wächst der Spalt zwischen dem Umfangsrand Te des Rings und der Druckstange 3 beträchtlich, so daß »fluidisiertes« Aufweitmedium eindringen kann. Dieses plastische Strömen des Aufweitmediums wird jedoch durch den zusätzlichen Dichtungsring 3 verhindert

Bei einer in der Praxis verwendeten Rohraufweitvorrichtung besteht das Aufweitmedium aus Weichkautschuk mit einer Härte von 65, während die Dichtungsringe aus Hartkautschuk mit einer Härte über 95 bestehen. Das Aufweitmedium und die Dichtungsringe werden zum Aufweiten von Rohren mit einem Durchmesser von 25,4 mm und einer Stärke von 1,7 mm verwendet Ein nachteiliges plastisches Strömen des Aufweitmediums tritt nicht ein. Es zeigt sich eine wirksame und gute Rohraufweitung auch nach tausend Einsätzen.

Zur Erzielung einer erhöhten Festlegkraft und einer wasserdichten Abdichtung zwischen dem Rohr und dem Rohrboden kann die Wand der Rohraufnahmebohnuig des Rohrbodens eine Vielzahl von Nuten 10 haben, wie dies in F i g. 4 gezeigt ist Das Rohr wird dann fest in die Nuten eingedrückt, was eine erhöhte Festlegkraft und eine Verbesserung der Abdichtung für Wasser ergibt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rehraufweitvorrichtung zur Befestigung eines oder mehrerer Rohre an einer Rohrplatte, mit einem elastischen Aufweitmedium, das auf einer Druckstange verschiebbar und mittels zweier jeweils axial benachbarter Dichtungsringe, von denen der eine mit der Druckstange beweglich und der andere verschiebbar auf ihr gelagert ist, mit einem Axialdruck beaufschlagbar ist, wobei die jeweils an das Aufweitmedium angrenzende Stirnfläche der Dichtungsringe konkav ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der konischen Ausnehmung (74>der Dichtungsringe (7) ein zusätzlicher Dichtungsring (8) angeordnet ist

2. Rohraufweitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Dichtungsring (8) eine konische Form tat, die der der konischen Ausnehmung (7c(Jdes Dichtungsringes (7) entspricht