DE3105736C2 - Druckaufbaudorn zum Befestigen eines Rohres in einem Rohrboden od. dgl. - Google Patents
Druckaufbaudorn zum Befestigen eines Rohres in einem Rohrboden od. dgl.Info
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Abstract
Dargestellt und beschrieben ist ein Verfahren zur druckdichten Befestigung eines Rohres (2) in einem Rohrboden (1), wobei das Rohrende (3) des zu befestigenden Rohres (2) mit Spiel in eine Bohrung (4) des Rohrbodens (1) eingesetzt wird, in das Rohrende (3) des zu befestigenden Rohres (2) ein Druckaufbaudorn (5) eingebracht wird, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohrendes (3), der Hohlraum (6) zwischen dem Rohrende (3) des zu befestigenden Rohres (2) und dem Druckaufbaudorn (5) an den beiden Enden eines Aufweitbereiches (7) mit Hilfe von mindestens zwei Dichtungen (8) abgedichtet wird und über mindestens eine durch den Druckaufbaudorn (5) geführte und in den Hohlraum (6) zwischen dem Rohrende (3) des zu befestigenden Rohres (2) und dem Druckaufbaudorn (5) mündende Druckmittelzuführung (9) dem Hohlraum (6) eine Druckflüssigkeit zugeführt wird. Zur Lösung des Problems der Abdichtung des Hohlraumes (6) zwischen dem Rohrende (3) des zu befestigenden Rohres (2) und dem Druckaufbaudorn (5) werden die Dichtungen (8) mit der Druckflüssigkeit beaufschlagt, und zwar vorzugsweise so, daß durch die Druckflüssigkeit auf die Dichtungen (8) eine radial nach außen wirkende Kraft ausgeübt wird.
Description
Die Erfindung betrifft einen Druckaufbaudom zum Befestigen eines Rohres in einem Rohrboden od. dgl.,
wobei ein Rohrende des zu befestigenden Rohres mit Spiel in eine Bohrung des Rohrbodens eingesetzt wird,
in das Rohrende des zu befestigenden Rohres der Druckaufbaudorn mit Spiel eingebracht wird, der Hohlraum zwischen dem Rohrende des zu befestigenden
Rohres und dem Druckaufbaudorn an den beiden Enden eines Aufweitbereiches erst nach Einbringen des
Druckaufbaudornes in das Rohrende abgedichtet wird und dem Hohlraum eine Druckflüssigkeit zugeführt
wird, mit einer vorzugsweise zentral beginnenden und vorzugsweise radial auslaufenden Druckmittelzuführung für die Druckflüssigkeit und mit mindestens zwei in
entsprechenden ringförmigen Dichtungsaufnahmenuten angeordneten Dichtungen, wobei das Abdichten des
Hohlraumes an den beiden Enden des Aufweitbereiches durch Aufweiten der Dichtungen in radialer Richtung
erfolgt Betroffen ist also das sogenannte »hydraulische
Aufweiten von Rohren« das schon seit langem bekannt
ist (vgL z. B. die DE-OS 19 39 105 und den Aufsatz von M. Podhorsky und H. Krips »Hydraulisches Aufweiten
von Rohren« in VGB KRAFTWERKSTECH NIK,
Heft 1/1979, Seiten 81 bis 87).
Der Befestigung von Rohren in Rohrboden od. dgl,
z. B. der Wärmetauscherrohre in den Rohrboden von Wärmetauschern, kommt eine enorme wirtschaftliche
Bedeutung zu. Ober mehrere Jahrzehnte hinweg ist als Verfahren dazu das »mechanische Einwalzen« ange
wendet worden, das jedoch sehr aufwendig ist und nicht
zu hinreichend exakt berechenbaren Ergebnissen führt (vgL M. Podhorsky und H. Krips »Hydraulisches Aufweiten von Rohren«, aaO.). Gegenüber dem »mechanischen Einwalzen« ist das »hydraulisches Aufweiten« mit
einer Vielzahl von Vorteilen verbunden (vgL M. Podhorsky und H. Krips »Hydraulisches Aufweiten von
Rohren«, aaO.).
Ein besonderes Problem bei der praktischen Durchführung des Befestigens eines Rohres in einem Rohrbo-
den od. dgl, also des »hydraulischen Aulweitens«, besteht in der Abdichtung des Hohlraumes zwischen dem
Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudom. Insoweit sind verschiedene Lösungen bekannt
Der bekannte Druckaufbaudom, von dem die Erfindung ausgeht (vgL die DE-OS 19 39 105), wird mit Spiel
in das Rohrende des zu befestigenden Rohres eingebracht und der Hohlraum zwischen dem Rohrende des
zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn
wird erst nach dem Einbringen des Druckaufbaudornes
in das Rohrende abgedichtet Im einzelnen werden dabei die Dichtungen nach dem Einbringen des Druckaufbaudornes mechanisch, nämlich übt,- Spannkonen, in
radialer Richtung vergrößert, so daß es zu der gewollten
und erforderlichen Abdichtung des Hohlraumes zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und
dem in dieses Rohrende eingebrachten Druckaufbaudorn kommt. Diese Art der Abdichtung ar- Hohlraums
zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres
und dem in dieses Rohrende eingebrachten Druckaufbaudorn ist insoweit nachteilig, als nach dem Einbringen
des Druckaufbaudornes in das Rohrende des zu befestigenden Rohres mindestens ein Spannkonus in axialer
Richtung eingestellt werden muß, was natürlich relativ
zeitaufwendig ist.
Im übrigen ist eine Art des »hydraulischen Aufweitens« bekannt (vgl. die DE-OS 24 00 148), bei der die
Dichtungen, mit denen der Druckaufbaudorn versehen ist, von vornherein einen Außendurchmesser haben, der
»geringfügig« größer ist als der Innendurchmesser des Rohrendes des zu befestigenden Rohres, bei der also
der Druckaufbaudorn nur durch tine nicht unerhebliche Kraft in axialer Richtung in das Rohrende des zu befestigenden Rohres eingebracht werden kann. Um trotz
möglicher Plustoleranzen des Innendurchmessers des Rohrendes des zu befestigenden Rohres und möglicher
Minustoleranzen des Außendurchmessers der Dichtungen des Druckaufbaudornes noch eine sichere Abdichtung des Hohlraumes zwischen dem Rohrende des zu
befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn zu gewährleisten, muß der Außendurchmesser der Dichtungen des Druckaufbaudornes im Verhältnis zum Innendurchmesser des Rohrendes des zu befestigenden Roh-
res entsprechend gewählt werden. Treten dann Minustoleranzen des Innendurchmessers des Rohrendes des
zu befestigenden Rohres und Plustoleranzen der Dichtungen des Druckaufbaudornes auf, so ist der Außendurchmesser
der Dichtungen des Druckaufbaudornes nicht mehr »geringfügig«, sondern erheblich größer als
der Innendurchmesser des Rohrendes des zu befestigenden Rohres.
Die Folge davon ist, daß einerseits eine ganz erhebliche
Kraft in axialer Richtung aufgebracht werden muß, um den Druckaufbaudorn in das Rohrende des zu befestigenden
Rohres einzubringen, daß andererseits die Dichtungen des Druckatifbaudornes beim Einbringen
des Druckaufbaudornes in das Rohrende des zu befestigenden Rohres beschädigt werden. Nachteilig ist dabei
außerdem, daß der Hohlraum zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn
vor dem Zuführen der Druckflüssigkeit nicht entlüftet werden kann, so daß die eingeschlossene Luft extrem
stark komprimiert wird, — mit allen Gefahren, die damit verbunden sein können.
Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Druckaufbaudorn so auszugestalten
und weiterzubilden, daß das Problem der Abdichtung des Hohlraumes zwischen dem Rohrende
des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn besser gelöst ist
Der erfindungsgemäße Druckaufbaudorn, bei dem die zuvor genannte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtungen zum Abdichten des Hohlraumes zwischen dem Rohrende des zu befestigenden
Rohres und dem Druckaufbaudorn mit der Flüssigkeit beaufschlagbar sind, und zwar eben so, daß durch
die Druckflüssigkeit auf die Dichtungen eine radial nach außen wirkende Kraft ausgeübt wird. Erfindungsgemäß
wird also, wie im Stand der Technik, von dem die Erfindung
ausgeht, der Druckaufbaudorn mit Spiel in das Rohrende des zu befestigenden Rohres eingebracht und
der Hohlraum zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn erst nach
dem Einbringen des Druckaufbaudornes in das Rohrende abgedichtet. Hier geschieht das aber dadurch, daß die
Kraft zur radialen Vergrößerung der Dichtungen des Druckaufbaudornes und damit zum Abdichten des
Hohlraumes zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn aus der Druckflüssigkeit
abgeleitet wird, deren »eigentliche« Aufgabe das Aufweiten des Rohrendes des zu befestigenden
Rohres ist. Einerseits bedarf es also bei dem erfindungsgemäßen Druckaufbaudorn nicht einer mechanischen
Einstellung eines Spannkonus, — wie im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht —,andererseits
treten aber auch die Probleme nicht auf, die dann auftreten,
wenn die Dichtungen des Druckaufbaudornes von vornherein einen Außendurchmesser haben, der größer
ist als der Innendurchmesser des Rohrendes des zu befestigenden Rohres, der Druckaufbaudorn also nur durch
eine nicht unerhebliche Kraft in axialer Richtung in das Rohrende des zu befestigenden Rohres eingebracht
werden kann.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckaufbaudorns ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtungsaufnahmenuten durch mindestens jeweils eine Druckmilteiverbindung an die
Druckmittelzuführuiig angeschlossen sind. Vorzugsweise ist dann der Außendurchmesser der Dichtungen —
ohne Beaufschlagung der Dichtungen durch die Druckflüssigkeit — kleiner als der Außendurchmesser des
Druckaufbaudornes.
Besondere Bedeutung kommt einem Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Druckaufbaudorns
zu, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Druckflüssigkeit
zuerst mit einer ersten Strömungsgeschwindigkeit und dann mit einer zweiten Strömungsgeschwindigkeit
zugeführt wird, wobei die erste Strömungsgeschwindigkeit so gering ist, daß eine Abdichtung des
Hohlraumes zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn noch nicht stattfindet,
während die zweite Strömungsgeschwindigkeit so groß ist, daß eine Abdichtung des Hohlraumes stattfindet
Wird dem Hohlraum zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn
über die Druckmittelzuführung Druckflüssigkeit mit der ersten Strömungsgeschwindigkeit zugeführt,
dann verdrängt die in den Hohlraum einströmende Druckflüssigkeit zuerst die in dem Hohlraum befindliche
Luft; der Hohlraum wird also entlüftet. Wegen der geringen Strömungsgeschwindigkt:, der Druckflüssigkeit
ist der Druckabfall hinter der Stelle, an der die Dichtungen mit der Druckflüssigkeit beaufschlagt werden,
so gering, daß die durch die Druckflüssigkeit mif die
Dichtungen ausgeübte Kraft nicht ausreicht, die Dichtunger, so zu spannen, daß eine Abdichtung des Hohlraumes
zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn stattfindet. Wird nun
die Strömungsgeschwindigkeit der Druckflüssigkeit erhöht, so ist der Druckabfall hinter der Steile, an der die
Dichtungen mit der Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, so groß, daß die durch die Druckflüssigkeit auf die
Dichtungen ausgeübte Kraft ausreicht, die Dichtungen nunmehr so zu spannen, daß eine Abdichtung des Hohlraums
zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn stattfindet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung
erläutert.
Die Figur zeigt einen Schnitt durch einen Rohrboden 1, ii dem ein Rohr 2 druckdicht befestigt werden soll.
Das Rohrende 3 des Rohres 2 ist mit Spiel in eine Bohrung 4 des Rohrbodens 1 eingesetzt. In das Rohrende 3
des zu befestigenden Rohres 2 ist ein Druckaufbaudorn
5 eingebracht, dessen Außendurchmesscr kleine- ist als
der Innendurchmesser des Rohrendes 3. Der Hohlraum
6 zwischen dem Rohrende 3 des zu befestigenden Rohres 2 und dem Druckaufbaudorn 5 v/ird an den beiden
Enden eines Aufweitbereiches 7 mit Hilfe von zwei Dichtungen 8 abgedichtet. Über eine durch den Druckaufbaudorn
5 geführte und in den Hohlraum 6 zwischen dem Rohrende 3 des zu befestigenden Rohres 2 und
dem Druckaufbaudorn 5 mündende Druckmittelzuführung i v/ird dem Hohlraum 6 eine Druckflüssigkeit zugeführt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel Weist der Druckaufbaudorn 5 neben der Druckmittelzuführung 9,
die zentral beginnt und radial ausläuft, zwei ringförmige Dichtungsaufnahrr^nuten 10 auf, in denen die Dichtungen
8 vorgesehen sind. Die Dichtungsaufnahmenuten 10 sind durch jeweils eine Druekmittelverbindung 11 an die
Druckmittelzuführung 9 angeschlossen. Der Außendurchmesser der Dichtungen 8 ist kleiner als der Außendurchmesser
des Druckaufbaudornes 5.
Der Druckaufbau k>rn 5 ist mit Spiel in das Rohrende
es 3 des zu befestigenden Rohres 2 eingebracht worden.
Zwecks Abdichtung des Hohlraumes 6 zwischen dem Rohrende 3 des zu befestigenden Rohres 2 und dem
Druckaufbaudorn 5 werden die Dichtuneen 8 mit der
Druckflüssigkeit beaufschlagt, und zwar so, daß durch die Druckflüssigkeit auf die Dichtungen 8 eine radial
nach außen wirkende Kraft ausgeübt wird. Die Druckflüssigkeit wird zuerst mit einer ersten Strömungsgeschwindigkeit und dann mit einer zweiten Strömungsge-
schwindigkeit zugeführt, wobei die erste Strömungsgeschwindigkeit so gering ist, daß eine Abdichtung des
Hohlraumes 6 zwischen dem Rohrende 3 des zu befestigenden Rohres 2 und dem Druckaufbaudorn 5 noch
nicht stattfindet, während die zweite Strömungsgeschwindigkeit so groß ist, daß eine Abdichtung des
Hohlraumes 6 stattfindet.
15
40 45 50 55 60 65
Claims (4)
1. Druckaufbaudora zum Befestigen eines Rohres
in einem Rohrboden od. dgl, wobei ein Rohrende des zu befestigenden Rohres mit Spiel in eine Bohrung des Rohrbodens eingesetzt wird, in das Rohrende des zu befestigenden Rohres der Druckaufbaudorn mit Spiel eingebracht wird, der Hohlraum zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres
und dem Druckaufbaudom an den beiden Enden eines Aufweitbereiches erst nach dem Einbringen
des Druckaufbaudornes in das Rohrende abgedichtet wird und dem Hohlraum eine Druckflüssigkeit
zugeführt wird, mit einer vorzugsweise zentral beginnenden und vorzugsweise radial auslaufenden
Druckmittelzuführung für die Druckflüssigkeit und mit mindestens zwei in entsprechenden· ringförmigen DichtiKigsaufnahmenuten angeordneten Dichtungen, wobei das Abdichten de? Hohlraumes an
den beiden Enden des Aufweitbereiches dnrch Aufweiten der Dichtungen in radialer Richtung erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (8) zum Abdichten des Hohlraumes (6) zwischen
dem Rohrende (3) des zu befestigenden Rohres (2) und dem Druckaufbaudom (5) mit der Druckflüssigkeit beaufschlagbar sind.
2. Druckaufbaudora nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Dichtungsaufnahmenuten (10)
durch mindestens jeweils eine Druckmittelverbindung (11) an die Dnrimitte!-njführung (9) angeschlossen sind.
3. Druckaufbaudom nach Ansr-uch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Dichtungen (8) — ohne Beaufschlagung der Dichtungen
(8) durch die Druckflüssigkeit — kleiner ist als der Außendurchmesser des Druckaufbaudornes.
4. Verfahren zum Betrieb eines Druckaufbaudornes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeit zuerst mit
einer ersten Strömungsgeschwindigkeit und dann mit einer zweiten Strömungsgeschwindigkeit zugeführt wird, wobei die erste Strömungsgeschwindigkeit so gering ist, daß eine Abdichtung des Hohlraumes zwischen dem Rohrende des zu befestigenden
Rohres und dem Druckaufbaudom noch nicht stattfindet, während die zweite Strömungsgeschwindigkeit so groß ist, daß eine Abdichtung des Hohlraumes stattfindet.
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