DE2824961C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum hydraulischen Aufweiten und Anpressen eines in eine Rohrbodenbohrung ein­ gesetzten Rohrendes an die Bohrungswand nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, wie sie z. B. aus der DE-OS 19 39 105 bekannt ist.

Bei Dampferzeugern und anderen Wärmetauschern stellt das Aufweiten und feste Anpressen eines in eine Rohrbodenbohrung eingesetzten Endes eines Wärmetauschrohres innerhalb seines gesamten, in der Rohrbodenbohrung befindlichen Abschnittes eine schwierige Maßnahme dar.

Bei der aus der DE-OS 19 39 105 bekannten hydraulischen Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zum Aufweiten von Rohren sitzen die axial beiderseits der Ausmündung des Druckmitteleinlaßkanals angeordneten Dichtungselemente auf dem zylindrischen Umfang von Spreizkörpern, die auf dem Dornkörper axial verschieblich angeordnet sind und jeweils nach vorn bzw. nach hinten sich konisch erweiternde Keil­ flächen aufweisen. Durch Gegeneinanderspannen der Spreiz­ körper mittels Spannhülsen werden die Dichtungselemente jeweils zwischen der betreffenden konischen Keilfläche des jeweiligen Spreizkörpers und einem zwischen den Dichtungs­ elementen angeordneten Abstandskörper eingepreßt und so auf die Keilflächen der Spreizkörper und radial nach außen gegen die Rohrwand gepreßt.

Das bekannte hydraulische Aufweiten und Anpressen des Rohrendes ist leicht steuerbar, schnell durchführbar und erfordert nur ein Minimum an Ausbildung des Arbeitspersonals und bei Verwendung von demineralisiertem Wasser als Hydraulik­ mittel entfällt praktisch die Notwendigkeit nachfolgender Reinigungsarbeiten. Jedoch bereitet die Herstellung einer zufriedenstellenden, langlebigen Dichtung im Bereich des vorderen Endes der hydraulischen Aufweitevorrichtung Schwierig­ keiten, da diese mit ihrem vorderen Ende über eine der gesamten Rohrbodendicke entsprechende Distanz in das Rohrende eingeführt werden muß und während des Arbeitsvorgangs leicht beschädigt werden kann, so daß das Rohrende unter Umständen nicht in aus­ reichendem Maße druckbeaufschlagt wird. Nachteilig erscheint bei der bekannten Vorrichtung auch, daß sie zahlreiche Einzel­ bauteile aufweist und umständlich zu handhaben ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie eine einfache und leicht zu handhabende Konstruktion aufweist, ohne daß Bauteile gegeneinander gedreht werden müssen, und daß trotzdem eine druckmitteldichte Abdichtung im Bereich des vorderen Dornendes sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Konstruktion der Vorrichtung gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach­ stehend mit Bezug auf die Zeichnung mehr im einzelnen beschrieben, die einen Schnitt durch das in einen Rohrboden eingesetzte Ende eines Wärmetauschrohres mit einer in dieses eingeführten Vorrichtung nach der Erfindung unmittelbar vor Beginn des Aufweitvorgangs zeigt.

Im einzelnen zeigt die Zeichnung einen Rohrboden 1 mit einer Bohrung 3, in welche ein Wärmetauscher 5 eingesetzt ist. Das Ende des Rohres 5 ist im Bereich der betreffenden Rohrbodenseite über eine kurze Distanz durch Einwalzen oder dergl. in Anlage an die Rohrbodenbohrungs­ wand aufgeweitet und mit dem Rohrboden 1 verschweißt, um mit diesem einen dichten Abschluß 9 zu bilden.

In das Rohrende ist ein Dorn 11 eingeführt, der an seinem vorderen und seinem hinteren Ende jeweils einen O-Dichtungsring 15 bzw. 13 trägt und zwischen sich und der Rohrwand einen Ringspalt 17 freiläßt. Der Außendurch­ messer des Dornes 11 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 5 vor dem Aufweiten.

An seinem hinteren Ende, also im Bereich der Mündung des Rohres 5, ist der Dorn 11 mit einer Schulter 19 ver­ sehen, die radial auswärts über den Innendurchmesser des Rohres 5 hinaus vorspringt und einen Anschlag für den Dorn darstellt, der seine Einführtiefe in das Rohr 5 be­ grenzt. An dem hinteren Dornende ist außerdem ein Druck­ mitteleinlaßstutzen 21 vorgesehen, von welchem aus ein Druckmitteleinlaßkanal 23 durch den hinteren Dornendbe­ reich hindurch verläuft und in den Ringspalt 17 zwischen dem Dorn und der Rohrwand ausmündet, so daß Druckmittel in diesen Ringspalt 17 zum Aufweiten des Rohres einge­ leitet werden kann. Vorderhalb der Schulter 19 ist eine Umfangsnut 25 gebildet, in welche der O-Dichtungsring 13 eingesetzt ist, der mit einer elastomerischen Stützscheibe 30 zusammenwirkt und zwischen dem Dorn und der Rohrwand eine das hintere Ende des Ringspalts 17 dicht abschließende Abdichtung bildet.

An seinem vorderen Ende ist der Dorn mit einem konischen Teil 27 versehen, der sich zum vorderen Ende des Dornes 11 hin erweitert. Auf diesem konischen Teil 27 sitzt der O-Dichtungsring 15 sowie eine elastomerische Stützscheibe 26 und eine Feder 31. Diese Anordnung er­ möglicht das Einschieben des vorderen Dornendes mit dem O-Dichtungsring 15 in das Rohr 5 ohne Verwendung eines Schmiermittels und ohne Gefahr der Beschädigung dieses Dichtungsringes. Der Außendurchmesser des O-Dichtungs­ ringes 15 ist in dessen entspanntem Zustand etwas kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 5. Die Stützscheibe 26 besteht vorzugsweise aus Polyurethan oder einem anderen geeignetem Werkstoff und verhindert, daß der Dichtungs­ ring 15 während der Druckbeaufschlagung des Ringspalts 17 vom vorderen Ende des Dornes heruntergedrückt wird. Beim Wiederherausziehen des Dornes dient das Druckmittel, vor­ zugsweise demineralisiertes Wasser, als Schmiermittel.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Dornes kurz beschrieben:

Der Dorn 11 wird mit seinem vorderen Ende in das Rohr 5 eingeschoben. Wenn der Dichtungsring 15 die Innen­ wand des Rohres 15 berührt, drückt er gegen die Feder 31, die nachgibt und den Dichtungsring 15 auf dem konischen Teil 27 des Dornes etwas zurückgleiten läßt. Da der Außen­ durchmesser des Dichtungsringes 15 etwas kleiner als der Innendurchmeser des Rohres 5 ist, zieht er sich dabei etwas zusammen, so daß die Reibung zwischen diesem Dichtungs­ ring und dem Rohr auf ein Minimum herabgesetzt wird. Der andere Dichtungsring 13 gleitet nur eine kurze Distanz in das Rohr 5 hinein und ist deshalb kaum der Gefahr der Beschädigung ausgesetzt, während der Dorn 11 bis zur Anlage der Schulter 19 am Rohrboden 1 in das Rohr 5 eingeschoben wird. Danach wird Druckmittel, vorzugsweise deminerali­ siertes Wasser, durch den Einlaßstutzen 20 und den Ein­ laßkanal 23 in den Ringspalt 17 zwischen dem Dorn und dem Rohr 5 eingeleitet. Das unter hohem Druck stehende Druckmittel expandiert das Rohr, wobei der Rohrwerkstoff plastisch verformt wird, bis das Rohr fest an der Rohr­ bodenbohrungswand anliegt. Nach dem Aufweiten des Rohres wird das Druckmittel abgelassen und der Dorn 11 wird wieder aus dem Rohr 5 herausgezogen.

Die oben beschriebene Vorrichtung ermöglicht ein schnelles Aufweiten der in einen Rohrboden eingesetzten Enden von Wärmetauschrohren ohne Beschädigung der Dich­ tungen der Vorrichtung, so daß die zur Anwendung gebrachten Spannungen innerhalb von ziemlich gut definierten Grenzen liegen. Außerdem besteht keine Notwendigkeit einer nach­ folgenden Reinigung der aufgeweiteten Rohrbereiche. Die Vorrichtung kann wiederholt benützt werden, ohne daß die Dichtungsringe ausgetauscht zu werden brauchen, da wegen der Anordnung des konischen Teils 27, der Feder 31 und der Stützscheibe 26 der Verschleiß des Dichtungsringes 15 am vorderen Dornende minimal gehalten wird.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum hydraulischen Aufweiten und Anpressen eines in eine Rohrbodenbohrung eingesetzten Rohrendes an die Bohrungswand, mit einem in das Rohrende einführbaren Dorn, der einen radial in den Ringspalt (17) zwischen Dorn (11) und Rohr (5) ausmündenden Druckmitteleinlaßkanal (23) und axial beiderseits der Ausmündung des Druckmitteleinlaßkanals angeordnete gummielastische ringförmige Dichtungselemente (13, 15) aufweist, wobei das vordere Dichtungselement (15) auf einem sich nach vorne erweiternden konischen Teil (27) des Dorns sitzt und ein Vorspannelement (31) zum Vorspannen dieses Dichtungselements (15) auf den konischen Teil (27) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das konische Teil (27) an dem Dorn (11) starr befestigt ist, daß weiter das Vorspann­ element (31) eine das vordere Dichtungselement (15) axial nach vorne drängende Feder ist, und daß am hinteren Dorn­ ende eine radial über den Innendurchmesser des Rohrendes vor­ springende Anschlagschulter (19) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtungselemente jeweils O-Ringe (13, 15) sind, daß weiter der Außendurchmesser des Dichtungselements (15) geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Rohrendes (5) ist und daß auf dem konischen Teil (27) des vorderen Dornendes vorderhalb des weiteren Dichtungselements ein Elastomerring (26) sitzt.