DE2906693C2 - Rohrexpander - Google Patents

Description

Bei einem bekannten Rohrexpander (DE-PS 22 58 359) mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 ist der Ring eine Mutter. Die Zugstange ist hochbeanspruckt und dunjh die werbwirkung des Gewindes gefährdet. Den Zugbtangendurchmesser zu minimieren ist nämlich insofern not·, endig, als der Expander in einem vorgesehenen Bereich der Rohrinnendurchmesser eine weitgehende Verjüngung des Keilkörpers erforderlich macht und an dem verjüngten Ende wegen der Polygonkontur des Keilkörpers eine Mindestwanddicke verbleiben muß.

Die Erfindung bezweckt, eine Anordnung zu treffen, die die kritische Stelle der Zugstange vermeidet.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1.

Alle Merkmale des kennzeichnenden Teiles sind in Einheit bekannt bei einer lösbaren Verbindung zur Übertragung einer Drehkraft von einer Welle auf eine andere (SKF-Druckschrift »Druckölverband«, Schweinfurt 1977). Zum Unterschied gegenüber einer aufgeschrumpften, unlösbaren Nabe oder Muffe kann eine Verbindung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles wieder aufgelöst werden.

Mit dem Merkmal von Anspruch 2 wird in zweckmäßiger Ausführungsform erreicht, daß die hydraulische Verspannung des Außenringes eine besonders hohe radiale Anpressung des dünnwandigen Kegelringes an die Zugstange erzeugt.

Das Merkmal von Anspruch 3 ist bei dem Rohrexpander der eingangs bezeichneten Art bekannt. Dabei haben die Schrauben die Aufgabe, eine Rückholkraft, bei der die Zugstange auf Druck beansprucht wird, auf den Keilkörper auszuüben. Während aber ein Muttergewinde bedenkenlos Kräfte in beide Richtungen übertragen kann, erscheint der Gedanke, die Spannverbindung in umgekehrter Richtung zu belasten, zunächst widersprüchlich. Voraussetzung ist eine dafür ausreichende kleine Kegelneigung.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die im weiteren erläuterte Zeichnung zeigt mit

Fig.! im Längsschnitt einen Rohrabschnitt mit darin befindlichem Expander,

Fig.2 die Anordnung nach Fig. 1 im Querschnitt entsprechend Linie H-II,

F i g. 3 die Anordnung nach F i g. 1, jedoch mit einem geschlitzten dünnwandigen Kegeiring, dargestellt entsprechend der Schnittlinie Π-ΙΙ.

Auf einem Keilkörper 1 mit vieleckigem Querschnitt sitzt über den Umfang verteilt eine Anzahl Spreizsegmente 2. Der Keilkörper ist von einer Zugstange 3 durchdrungen, die zur Kolbenstange eines Preßzylinders führt. Der Preßzylinder stützt seine Reaktionskraft über einen nichtgezeichneten hohlen Holm, der die Länge des zu expandierenden Rohres 4 berücksichtigt, und der in ein Schulterstück 5 endet, an den Spreizsegmenten ab.

Zur Abtragung der Zugkraft der Stange 3 an die Schulter 6 des Keilkörpers 1 sitzt auf dem überstehenden Ende der Zugstange ein Spannringverband 7, Dieser besteht aus einem dünnwandigen Kegelring 8 und einem damit gepaarten dickwandigen Außenring 9, wobei die Neigung des Kegelringes 8 zum Ende der Zugstange hin ansteigt Das innere, d. h. zum Keilkörper 1 hin gelegene Ende des Kegelringes 8 ist als Kolben 10 ausgebildet und das innere Ende des dickwandigen Außenringes 9 als Zylinder 11. Zuleitung zu dem aktiven Zylinderraum ist eine radial verlaufende Hydraulikbohrung 12 Eine zweite Hydraulikbohrung 13, die ebenfalls radial verläuft und in eine ringförmige Aussparung 14 mündet, dient zur Benetzung des Kegelspaltes 15. Achsparallele Schrauben 16 befestigen den Außenring 9 an der Schulter 6 des Keilkörpers 1.

Zur Montage wird der Keilkörper 1 auf die Zugstange aufgeschoben und sodann das Paar Ringe 8 und 9. Sodann wird der dickwandige Außenring 9 mit den Schrauben 16 an der Schulter 6 befestigt und nach Ausrichtung der Anordnung etwa mit*';ls Handpumpe hydraulischer Druck auf die beiden Bohrungen 12 und

13 gegeben. Die sich im Zylinder 11 3ufbauende Kraft schiebt die korrespondierenden Kegelflächen fest aufeinander, so daß der Spalt 15 verschwindet. Der Hydraulikdruck, der von der ringförmigen Aussparung

14 ausgeht, weitet den Spalt 15 durch eindringende Hydraulikflüssigkeit auf, indem er die beiden Ringe 8 und 9 radial elastisch verformt. Der Ring 8 erleidet wegen der dünneren Wand eine stärkere Verformung,

so d. h. Kontraktion zur Stange 3 hin. Die Kraft des Zylinders 11 besorgt, daß der Spalt klein genug ist, die Hydraulikflüssigkeit nicht nennenswert außen austreten zu lassen. Nach dieser Verspannung der beiden Ringe 8 und 9 werden die Bohrungen 12 und 13 wieder drucklos.

Die Verspannung der beiden Ringe bleibt bestehen, weil die Neigung des Kegels, die in der Zeichnung übertrieben groß gezeichnet ist, sehr klein ist.

Der beschriebene Spannringverband bewirkt auf dem Ende der Zugstange 3 eine solch große radiale

so Anpreßkraft, daß die gesamte Zugkraft über diesen Spannringverband an den Keilkörper 1 übergeleitet wird. Für die Beanspruchung der Zugstange ist keine Schwachstelle mehr vorhanden. Der Durchmesser der Zugstange richtet sich nach der Stelle 17. Das verjüngte Ende 18 des Keilkörpers erlaubt es nicht, den Durchmesser der Zugstange 3 an jener Stelle kleiner zu machen.
In einer abgewandelten Ausführung eines dünnwandi-

gen Kegelringes 19, der in den Außenkonturen dein Kegelring 8 entspricht, sind, über den Umfang verteilt, drei achsparallele Schlitze 20 eingefräsL Sie beginnen am äußeren Ende des Kegels und erstrecken sich bis nahe an den Zylinder 11, wobei für diese Maßbeziehung auf die Fig. 1 verwiesen wird. In dem entsprechend angepaßten Außenring 21 ist nicht, wie in F i g. 2 nur eine Hydraulikbohrung 13 und ein durchgenender Ringkanal 14 vorhanden, sondern die Hydraulikbohrung dreimal jeweils zentrisch zu den drei Spannfeldern. Anstelle des Ringkanales 14 sind drei untereinander getrennte aber in derselben Umfangsrichtung verlaufende Kanalsegmente 22 vorhanden.

Zum Entspannen der Expandersegmente 2 von der Innenwand des Rohres 4 kann in der Zugstange 3 aniangs eine erhebliche Druckkraft auftreten. Diese Riioltholkraft wird über die Schrauben 16 auf den Keilkörper 1 ausgeübt. Der Spannringverband wird dabei an sich im Lösesinne beansprucht. Wegen der besonders hohen Selbstsperrung der Kegelflächen bleibt der Verband dabei jedoch erhalten.

Zum Loslösen des Spannringverbandes wird Druck auf die Hydrauükbohrung 13 gegeben, jedoch nicht auf die Bohrung 12. Der Ölfilm, der sich wiederum in dem Kegelspalt 15 bildet, gibt die metallene Verspannung frei, so daß eine Druckkraft in der Stange 3 bei entsprechendem Festhalten des Ringes 9 den Kegelring 3 aus dem Verband herausschiebt und damit die radiale Verspannung abbaut.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rohrexpander mit einer einen Keilkörper zum Spreizen von Segmenten durchdringenden Zugstange, auf deren überstehendem Ende ein die Zugkraft an den Keilkörper abtragender Ring befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring(7) aus einem dünnwandigen Kegelring (8, 19) und einem damit gepaarten dickwandigen Außenring (9, 21) besteht, wobei die inneren Enden der beiden Keilringe (8,19 und 9,21) als Zylinder-Kolbeneinheit (11/10) ausgebildet sind und in dem Außenring getrennte Hydraulikbohrungen (12 und 13) für den Zylinder (11) und für den Kegelspalt (15) vorhanden sind.

2. Rohrexpander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dünnwandige Kegeiring (19) über den Umfang verteilt etwa drei achsparallele Schlitze (20) aufweist, die am äußeren Ende des Kegelringes beginnen und sich bis nahe an den Zylinder (11) erstrecken.

3. Rohrexpander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (9, 21) mit achsparallelen Schrauben (16) an der Schulter (6) des Keilkörpers (1) befestigt ist.