-
Vorrichtung zum schrittweisen Expandieren
-
von Großrohren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schrittweisen
Expandieren von Großrohren, bestehend aus einem Spreizkopf und aus einer mit dem
Spreizkopf gekoppelten Spanneinrichtung.
-
Bestimmte Rohrarten, insbesondere längsgeschweißte Stahl-Leitungs-Großrohre,
werden nach dem Schweißen einem sog.
-
Expandier-Vorgang unterzogen, bei dem die Rohrwand durch Aufbringen
eines entsprechend hohen Innendruckes bis oberhalb seiner Streckgrenze um Beträge
von ca. 1,0 bis 1,5 % plastisch verformt wird. Eine solche Expandierung stellt einen
Kaltverformungsvorgang dar und gewährleistet neben einem gleichmäßigen Soll-Innendurchmesser
eine Materialverfestigung und damit eine Qualitätssteigerung der Rohre. Gleichzeitig
ergibt sich als Nebeneffekt eine Belastungsprüfung, weil sich Schwachstellen insbesondere
im Bereich der Schweißnähte durch Bildung von Rissen zeigen.
-
In der Vergangenheit wurden Groß rohre hydraulisch durch den Aufbau
eines hohen Innendrucks im gesamten Rohrinneren expandiert. Zu diesem Zweck wurde
jedes Rohr in eine aus zwei halbzylindrischen hochfesten Schalen gebildete Aufnahme
eingebracht, deren Innendurchmesser den Soll-Außendurchmesser der Rohre bestimmte.
Nach dem druckdichten Verschließen der beiden Rohrenden wurde nach Füllen des Rohrinneren
mit Wasser ein Druck aufgebaut, der eine Aufweitung des Rohres bis zur dichten Anlage
seiner Aussenfläche an die Aufnahmeschalen gewährleistet. Eine derartige Expandieranlage
erfordert hohe InvestitIonskosten und großen Werkzeugbedarf. Neben den relativ langen
Zeiten für die Vorbereitung und Durchführung eines jeden Expandiervorganges ergeben
sich ferner erhebliche Schwierigkeiten beim druckdichten zuverlässigen Verschließen
der Rohrschüsse von herstellungsbedingt wechselnder Länge.
-
Aus der DE-PS 23 11 735 ist eine Vorrichtung zum mechanischen schrittweisen
Aufweiten von Großrohren der angegebenen Gattung bekannt, bei welcher am freien
Ende eines hohlzylindrischen Holms ein Stahl-Spreizkopf angeordnet ist, der aus
einer Vielzahl von ringförmig angeordneten Stahl-Spreizsegmenten mit jeweils konischer
Innenfläche und aus einem vielkantigen Innenkonus besteht, der an einer den Holm
durchragenden Zugstange befestigt ist.
-
Diese Zugstange ist mit ihrem freien Ende mit der Kolben stange eines
Hydraulikzylinders verbunden und bewirkt über den Innenkonus eine radiale Auf spreizbewegung
der Segmente, die sich mit ihrer einen Stirnwand an einem am Ende des Holms befestigten
Gegenhalter abstützen. Die Längen der Zugstange und des Holms sind so bemessen,
daß der Spreizkopf an jeder Stelle des Rohres positioniert werden kann. Das zu expandierende
Rohr wird schrittweise
über den Spreizkopf geschoben und durch taktweise
Betätigung des Spreizkopfes mittels der hydraulischen Spanneinrichtung abschnittweise
aufgeweitet. Die Spannvorrichtung ist in der Höhe feinfühlig einstellbar, um die
Lage des für den jeweiligen Rohrdurchmesser notwendigen Spreizkopfes im Rohr zentrieren
zu können. Diese bekannte Anlage erfordert ebenfalls einen außerordentlich hohen
technischen Aufwand und benötigt einen großen Platz, so daß sie nur bei der Herstellung
großer Stückzahlen rentabel eingesetzt werden kann. Darüber hinaus treten bei jedem
Aufweitvorgang hohe Reibungskräfte im Grenzflächenbereich zwischen den Aufweitsegmenten
und der Rohrinnenwand auf, die zu Abrieberscheinungen und zu einem frühzeitigen
Verschleiß der Segmente führen. Um die Auswirkungen dieser Effekte zu mindern und
Beschädigungen der Rohrinnenfläche zu vermeiden, wird vor dem Expandieren die Rohrinnenwand
gereinigt und mit einem Gleitmittel beschichtet. Dieses Gleitmittel muß jedoch nach
dem Expandieren wieder von der Rohrinnenwand entfernt werden, was einen mit zusätzlichen
Kosten verbundenen Arbeitsvorgang bedeutet. Die zwischen zwei benachbarten Sementen
befindlichen Spalte verbreitern sich während des radialen Aufweitvorgangs zu Fugen,
die ungleichmäßi<,e Fließerscheinungen des Rohrmaterials zur Folge haben und
ihre Spuren an der Rohrinnenwand hinterlassen. In diese verbreiterten Fugen können
sich ferner Partikel absetzen, die beim Zusammenfahren der SpreiZkopfse#mente zu
Schwierigkeiten führen und ggf. besondere Spülmaßnahmen erfordern, die in der DE-PS
1 807 837 beschrieben sind. Eine Untetikei der Aufweitung ergibt sich ferner im
unmittelbaren Bereich der Schweißnaht, weil für die sich nach innen erstreckenden
Raupen in einem der Aufweitsegmente eine entsprechend grol3e Längskerbe einy;earbeite-t
sein muß. Spiral"eschwei!3tc Großrohre können mit einer solchen bekannten Vorrichtung
nicht ohne weiteres auffflrund des spiralförmirren Verlaufs
der
Schweißnähte aufgeweitet werden.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum schrittweisen Expandieren
von Großrohren zu schaffen, die kompakt ausgebildet ist und mit gegenüber gattungsgleichen
Anlagen sehr viel geringeren Kosten hergestellt und betrieben werden kann und die
ein in Umfangsrichtung gleichmäßiges Aufweiten von längs- und/oder spiralgeschweißten
Groß rohren gewährleistet.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Spreizglied
ein hohlyzlindrisches Bauteil aus einem elastisch verformbaren Material mit ausreichender
Festigkeit, wie beispielsweise Gummi hoher Shorehärte, ist, welches auf der Zugstange
zwischen dem Drücker und dem Gegenhalter sitzt, wobei die Querschnitte des Drückers,
des Gegenhalters und des unbelasteten hochelastischen Bauteils nur geringfügig kleiner
als der Innendurchmesser des Großrohres sind.
-
Bei Betätigung der Spannvorrichtung wird das in Form eines hohlzylindrischen
Gummikissens ausgebildete hochelastische Bauteil durch eine Axialbewegung der Zugstange
vom Drücker axial zusammengedrückt, was einen entsprechend hohen Andruck seiner
Außenwand gegen die Innenwand des übergezogenen Rohres und dessen Aufweitung bewirkt.
Im Rohrmaterial treten über den Umfang gleichmäßig verteilte hohe Zugspannungen
auf, die eine gleichmäßige Aufweitung des jeweiligen Rohrabschnittes bis über die
Streckgrenze hinaus zur Folge haben. Da sich das Gummikissen unter hohem Druck etwa
wie eine Flüssigkeit verhält, werden die bei Verwendung von starren Spreizsegmenten
beim Aufweiten zwangsläufig auftretenden kleinen Relativbewegungen im Grenzflächenbereich
vermieden, so daß auch kein Abrieb durch Scherkräfte entsteht und Reibungsschäden
weder an der Oberfläche des Gummikörpers noch an der Rohrinnenfläche auf treten.
Dies hat
zur Folge, daß die Rohrinnenwand nicht gereinigt werden
muß und in jedem Fall ein Einsprühen oder sonstiges Beschichten mit einem Gleitmittel
entfallen kann. Der Wegfall einer Vor- und Nachbehandlung der Rohre bedeutet eine
wesentliche Vereinfachung und Verbilligung des Expandiervorgangs. Das materialbedingte
Verhalten des unter hohen Druck gesetzten Gummikissens eröffnet ferner die Möglichkeit
eines universellen Einsatzes der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufweiten von
längs- ebenso wie von spiralgeschweißten Großrohren, weil sich die über die Innenwand
hinausstehenden Schweißraupen beim Aufweiten einfach in das elastische Metall eindrücken,
ohne dieses jedoch mechanisch anzugreifen, Gegenüber einer aus einer Vielzahl von
starren Spreizsegmenten und einem konischen Drücker gebildeten mechanischen Expandiervorrichtung
mit außerhalb des jeweiligen Rohrschusses angeordneter Spanneinrichtung unterscheidet
sich die erfindungs gemä ße Expandiervorrichtung in vorteilhafter Weise durch ihr
technisch einfaches Konzept, dessen konstruktive Verwirklichung mit einer wesentlich
geringeren Anzahl an Einzelteilen durchgeführt werden kann, welche darüber hinaus
nicht fein bearbeitet werden müssen. Dies führt zu um ein Mehrfaches niedrigeren
Herstellungskosten, so daß mit der erfindungsgemäßen Expandiervorrichtung auch Großrohre
in kleineren Stückzahlen expandiert und damit in ihrer Qualität angehoben werden
können.
-
Das Aufweiten von dünnwandigen Rohren aus einem gut formbaren Metall,
wie Aluminium und Kupfer, ist durch axiales Zusammenpressen eines im Rohrinneren
positionierten Gummipfropfen an sich bekannt und wird beispielsweise zur Befestigung
von diirmen Wärmetau#cherrof1ron in Bohrungen von Trapplatten angewant. IJQ# wurdo
~jedoch t).i #;her ftür praktisch ummöglich gehalten, dieses bei (iünnw#ndit-\on
kleinen Röhrchen
bekannte Vorgehen wegen der außerordentlich hohen
notwendigen Drücke auch zum Expandieren von hochfesten Großrohren einzusetzen, deren
Wandstärke bei ca. 8 mm und mehr liegt.
-
Eine besonders leichte und kompakte Ausgestalt'.lng der erfindungsgemäßen
Expandiervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Spannvorrichtung ein Hydraulikzylinder
ist, dessen Kolben mit der Zugstange fest verbunden ist und dessen Zylindergehäuse
sich mit einer Stirnfläche direkt am scheibenförmigen Gegenhalter abstützt. Diese
Vorrichtung kann aufgrund ihres geringen Gewichtes z. B. am freien Ende eines relativ
leichten, ggf. rohrförmigen, Holms befestigt sein, in dessen Inneren auch die Hochdruck-
und die Rücklaufleitung des Hydraulikzylinders untergebracht sind. Die Vorrichtung
kann sich auf Rollen im Rohr abstützen. Das aufzuweitende Rohr wird dann schrittweise
über diese Spreizvorrichtung vorgeschoben und durch Betätigen der Spannvorrichtung
und Zusammendrücken des Gummikörpers aufgeweitet. Es besteht auch die kostengünstigere
Möglichkeit, diese kompakte Expandiervorrichtung mittels eines Zugorgans schrittweise
durch ein ortsfest gehaltenes Großrohr hindurchzuziehen und das Rohr abschnittsweise
nacheinander aufzuweiten. Da bei Verwendung beispielsweise eines Seils als Zugorgan
die Durchzuglänge nicnt auf die Rohrlänge begrenzt ist, önen auch ganze Robrstrine#e
nach dem Zusammenschweißen der einzelnen Rohrschüsse vom Verleger aufgeweitet werden,
was insbesondere im Bereich der Stoßschweißverbindungen von Bedeutung ist, weil
diese dabei gleichzeitig auf mö;#liche Schwachstellen geprüft werden können.
-
Imine weitere Ausgestaltung cter L"rfindun,# ziechnet cli sich dadurch
aus, daß d.ws Großrolic -im Bereich des Spreizkopfen außen einem ggf. längsgeteilten
hoclifest;en tlrrte 1; #ir9:r(.b('r0
ist, der den Außendurchmesser
des expandierten Großrohrs festlegt. Diese vorteilhafte Ausführung gewährleistet
genau definierte Innen- und Außendurchmesser des Großrohres nach dem Expandieren
und ermöglicht gegenüber einer Ausführung ohne diesen äußeren Rohrabschnitt eine
Vergrößerung der auf den Gummikörper ausgeübten Druckkräfte, was zu einer Vergrößerung
der mit jedem Schritt möglichen Länge des aufzuweitenden Rohrabschnittes führt.
Dieser äußere Rohrabschnitt wird bei bewegbar ausgeführtem Spreizkopf synchron mitverschoben
und seine beiden schalenförmigen, während des Expandiervorgangs miteinander verriegelten
Einzelteile, können so weit auseinanderbewegt werden, daß nach einem Expandiervorgang
das Rohr freikommt und die relative Vorschubbewegung zur Durchführung des nächstfolgenden
znpandierschritts ausgeführt werden kann. Die Innenfläche der Rohraufnahme kann
eine verformbare Schicht tragen, in die sich die äußere Schweißraupe des Rohrs beim
Aufweiten eindrückt. Zur Erzielung einer über die gesamte Länge des hohlzylindrischen
Gummikörpers gleichmäßigen Aufweitung kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung der Gummikörper aus einer Vielzahl von gleichachsig nebeneinander
angeordneten Gummischeiben aufgebaut sein, die unterschiedliche Form und elastische
Eigenschaften haben können. Neben einer verbesserten Verteilung des auf den jeweiligen
Rohrabschnitt ausgeübten Druckes über die Länge des gesamten Gummikörpers ermöglicht
diese Ausführung ein einfaches und kostengünstiges Auswechseln von besonders verschlissenen
Teilen. Um gesonderte Bewegungen der Einzeischeiben an ihren gegenseitigen Anlageflächen
zu begünstigen, können zwischen allen oder einzelnen Gummischeiben dünne Trennscheiben
aus z. B. Stahlblech mit glatten Oberflächen angeordnet werden. Eine andere zusätzlich
oder einzeln anwendbare Möglichkeit zur gleichmäßigen Verteilung des vom Gummikörper
auf die Rohrinnenwand ausgeübten Andruckes über möglichst die gesamte Länge des
Gummikörpers liegt in der Profilierung seiner Umfangsfläche beispielswei-se durch
Einarbeiten
von einer oder mehreren ringförmigen Einsenkungen
insbesondere im Mittelteil, in dem die größte Spreizwirkung eintritt.
-
Schließlich zeichnet sich noch eine Ausgestaltung der Erfindung dadurch
aus, daß zwischen der Innenfläche des hohl zylindrischen Gummikörpers und der Zugstange
ein ringförmiger Druckraum vorgesehen ist, der zusammen mit oder gesondert vom Hydraulikzylinder
mit einem Druckmittel beaufschlagt werden kann und den radialen Andruck des Summikörpers
an die Rohrinnenwandung verstärkt.
-
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführung der
erfindungsgemäßen Expandiervorrichtung im Axialschnitt; Fig. 2 die Vorrichtung nach
Fig. 1 währena eines Expandiervorganges; Fig. 3 einen Querschnitt Ill-Ill der Vorrichtung
nach Fig. 2; Fig. 4 eine andere Ausführung der Expandiervorrichtung im Axialschnitt;
Fig. 5 die Vorrichtung nach Fig. 4 während eines Expandiervorgangs; Fig. 6,7 zwei
weitere Ausführungen der Exp#diervorrichtungen jeweils im Axialschnitt.
-
In der Zeichnung sind gleiche Bauteile verschiedener Ausführungen
mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
Die Expandiervorrichtung nach Fig. 1 bis 3 besteht aus einem Spreizkopf
1, einer mit diesem zusammengebauten hydraulischen Spannvorrichtung 2 und aus einer
längsgeteilten Rohraufnahme 5. Ein Großrohr 4 wird in den Ringspalt 5 zwischen der
Rohraiifnc#hme 5 und dom entlas-Ucten Spreizkopf 1 schrittweise vorgeschoben.
-
Der Spreizkopf 1 enthält als Spreizglied einen hohlzylindrischen Gummikörper
6, der an seiner rechten Stirnseite an einem scheibenförmigen Druckglied 7 und an
seiner in der Zeichnung linken Stirnseite an einem Gegenhalter 8 anliegt, der bei
der dargestellten Ausführung gleichzeitig die Endwand eines Zylindergehäuses 9 der
Spannvorrichtung bildet.
-
Das Druckglied 7 und das Zylindergehäuse 9 haben einen Querschnitt,
der nur geringfügig kleiner als der lichte Querschnitt des Rohres 4 ist und eine
schrittweise Vorschubbewegung des Spreizkopfes 1 synchron mit der Rohraufnahme 3
zuläßt. Diese Vorschubbewegung kann beispielsweise durch einen Seilzug#1O, 11 erzeugt
werden, der an der einen Stirnfläche des Druckgliedes 7 bzw. der Rohraufnahme 3
angeschlagen ist.
-
Mit dem scheibenförmigen Druckglied 7 ist eine Zugstange 12 verschraubt,
die den hohlzylindrischen Gummikörper 6 und den Gegenhalter bzw. die Stirnwand 8
des zylindergehäuses 9 durchragt und in einer Ausnehmung in der linken Gehäuse-Stirriwand
13 geführt ist. Ein auf der Zugstange 12 befestigter Kolben 14 unter-teilt den ZyliYiderinnenraum
in zwei Arbeitskammern 15 und 16, wobei die Arbeitskammer 15 über einen in der Zugstange
12 ausgebildeten Kanal 17 und die Arbeitskammer 16 über eine Bohrung 18 in der Gehäuse-Stirnwand
13 jeweils mit ~einer flexiblen fIochdruckleitung 19, 20 verbunden sind.
-
Die beiden Stirnflächen und die zylindrische Innenfläche des elastischen
Ringkörpers 6 können mit einem Gleitmittel beschichtet sein, um die geringen Relativbewegungen
zwischen den jeweiligen Flächen des Ringkörpers 6 und der Zugstange 12 bzw. dem
Druckstück 7 und dem Gegenhalter 8 ohne größeren Abrieb des hochelastischen Gummiwerkstoffes
zuzulassen. Ferner können die Endbereiche des Gummikörpers 6 durch Armierungen 6a
z. B. in Form von sog. elastischen Stahlseilen, von einvulkanisierten Fasern oder
von ring- bzw. plattenförmigen Segmenten, verstärkt sein, um das Einquetschen des
Gummis in die Ringspalte zu verhindern.
-
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besteht die Rohraurnahme 3 aus zwei halbschalenförmigen
Rohrstücken 21, 22, deren Länge zumindest der axialen wirksamen Länge des Spreizkopfes
entspricht. Bei der dargestellten Ausführung weist jede Halbschale 21, 22 mindestens
zwei diametral gegenüberliegende Ansätze 23-26 auf, die als Widerlager für zwei
Spann- und Verriegelungsorgane 27, 28 dienen.
-
Die Innenflächen der beiden Halbschalen 21, 22 sind mit einer verformbaren
Einlage 21a, 22a aus z. B. Gummi oder einem anderen geeigneten Material beschichtet.
-
Das Expandieren des Rohres mit der vorstehend beschriebenen Ausführung
vollzieht sich in folgender Weise: Im Zustand nach Fig. 1 befindet sich der Spreizkopf
in seiner entspannten eingezogenen Stellung, in der beide Arbeitskammern 15, 16
des Hydraulikzylinders drucklos sind. Der linke Rohrteil wurde in einem vorherc#ehenden
Vorgang bereits aufgeweitet, woraufhin die Expandiervorrichtung mittels der Seilzüge
10, 11 um eine vorgegebene
Länge in die in Fig. 1 dargestellte
Position bei voneinander gelösten Halbschalen 21, 22 der Rohraufnahme 3 verfahren
wurde. Anschließend sind die beiden Halbschalen 21, 22 durch Betätigen der Spannmittel
27, 28 miteinander wieder verspannt worden, wodurch der äußere Aufweit-Durchmesser
des Großrohres 4 festgelegt ist. Dieser Zustand ist in Fig. 1 dargestellt. Durch
Beaufschlagen der Arbeitskammer 15 mit Hydrauliköl oder Wasser wird in dieser Arbeitskammer
15 ein Druck von etwa 200 bar und mehr aufgebaut, der gleichzeitig auf den Kolben
14 und die Stirnwand 8 des im Rohr frei verschiebbar gelagerten Zylinders einwirkt.
Der Gummikörper 6 wird somit von seinen beiden Stirnseiten her zusammengedrückt
und weitet sich unter Ausübung eines entsprechend hohen Andruckes an die Innenwand
des Rohres 4 nach radial außen auf, da sein Volumen konstant bleibt. Diese Aufweitung
des Gummikörpers 6 bewirkt eine Streckung des beaufschlagten Rohrabschnittes bis
über die Streckgrenze. Die Aufweitung des Rohrabschnittes wird begrenzt durch eine
Druckanlage an die Innenfläche der beiden hochfesten Halbschalen 21, 22 aer Rohraufnahme
3. Nach diesem Aufweitvorgang wird die Arbeitskammer 15 des Zylinders 2 entlastet
und ggf.
-
Druckmittel in die Arbeitskammer 16 geleitet, wodurch der hochelastische
Gummikörper 6 seine in Fig. 1 dargestellte Ursprungsform wieder einnimmt. Aufgrund
der elastischen Rückverformung des aufgeweiteten Rohrabschnitts kommt dieser von
den Innenflächen der Rohraufnahme 3 frei, deren Halbschalen durch Lösen der Spannmittel
27, 28 um geringe Beträge auseinanderbewegt werden, um einen ausreichend großen
Ringspalt 5 für eine freie Vorschubbewegung des Spreizkopfes 1 sicherzustellen.
Um eine möglichst hohe Taktfolge und Betriebssicherheit
zu gewährleisten,
werden die einzelnen Arbeits-und Bewegungsvorgänge automatisch gesteuert, so daß
jeder Aufwcitvorgang nur einige Sekunden erfordert.
-
Durch das Vorsehen der Rohraufnahme ist es möglich, bei entsprechend
hohen Druckkräften nahezu die gesamte Länge des zusammengedrückten Gummikörpers
6 zum Aufweiten auszunutzen, wobei praktisch vernachlässibare Abrieb- bzw. Verschleißerscheinungen
durch geringfügiges Einpressen des Gummis in den Spalt zwischen dem Druckglied 7
bzw. dem Zylindergehäuse 8 und der Rohrinnenwand ohne weiteres in Kauf genommen
werden können.
-
Zur konstruktiven Vereinfachung kann die Rohraufnahme 3 auch weggelassen
werden, was jedoch praktisch zu einer Verkürzung der bei jedem Aufweitschritt möglichen
Länge des zu expandierenden Rohrabschnitts führt. Praktische Erfahrungen haben nämlich
ergeben, daß ohne die Abstützung an der hochfesten Rohraufnahme nur im mittleren
Bereich eines gemäß Fig. 1, 2 ausgebildeten ninfachen Gummikissens ausreichend hohe
radiale Kräfte wirksam sind, welche die Expansion des Rohres innerhalb der gewünschten
Grenzen herbeiführen.
-
Die Ausführung nach Fig. 4, 5 entspricht in ihrem grundsätzlichen
Aufbau der vorstehend beschriebenen, so daß diesbezüglich auf die obige Beschreibung
verwiesen werden kann. Zur verbesserten Beherrschung des Andrucks des hochelastischen
Ringkörpers 6 an die Rohrinnenwand ist zwischen der Zugstange 12 und der inneren
Umfangsfläche des Ringkörpers 6 ein Ringraum 30 vorgesehen, der über einen in der
Zugstange 12 verlaufenden Kanai 31 und eine im Rohr geführte Hochdruckleitung mit
einem Druck beaufschlagt werden kann, der eine zusätzliche Aufweit- und Spreizwirkung
über die gesamte Länge des Ringkörpers 6 hinweg in Richtung der Pfeile 33 ausübt.
-
Diese Ausführung kann mit einer Rohraufnahme 3 oder - wie dargestellt
- auch ohne diese eingesetzt werden, was den konstruktiven Aufwand vermindert und
im Hinblick auf die notwendige synchrone Vorschubbewegung der beiden Bauteile auch
eine betriebstechnische Vereinfachung zur Folge hat. Die Funktionsweise dieser Vorrichtung
entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig.
-
1 bis 3.
-
Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist die Spannvorrichtung 2 und der
Spreizkopf 1 als gemeinsames Bauteil am Ende eines hohlen Holms 35 befestigt. Dieser
Holm wird an seinem hinteren Ende von einem Gerüst gehaltert und ist in seiner Höhe
einstellbar, um eine genaue Ausrichtung und Zentrierung des Spreizkopfes 1 und der
Spannvorrichtung 2 auf die Mittelachsen unterschiedlich weiter Rohre zu ermöglichen.
Bei dieser Ausführung werden somit die Rohre schrittweise über die Spannvorrichtung
in Richtung ihrer Längsachse bewegt. Wie ersichtlich, ist der Gummikörper 6 bei
dieser Ausführung aus mehreren Gummischeiben 36 mit dünnwandigen glatten Stahl-Trennscheiben
37 zusammengebaut, die miteinander nicht verbunden und axial nebeneinander auf der
Zugstange 12 zwischen dem Druckstück 7 und dem Gegenhalter 8 angeordnet sind. Die
Gummischeiben 36 können unterschiedliche Form und unterschiedliche Shore-Härten
bzw. Elastizitätseigenschaften besitzen, um eine möglichst große und gleichmässige
wirksame Andrucklänge gegen die Innenwand des Rohres 4 - auch ohne Verwendung einer
Rohraufnahme 3 -zu erhalten. So können beispielsweise die beiden äußersten Scheiben
schmaler sein und aus einem härteren Gummi bestehen bzw. Verstärkungseinlagen 36a
aufweisen, um dem Eindrücken ihrer Gummiecken in die sich beim Aufweiten bildenden
bzw. vergrößernden Ringspalte entgegenzuwirken.
-
Die sich an diese anschließenden Gummischeiben 36 sollten aus einem
weicheren Werkstoff bestehen, um bereits in diesen Bereichen ausreichend hohe radiale
Andruckkräfte zu erzielen. Die mittleren Scheiben wiederum sollten geringfügig härter
sein, damit die radiale Andruckkraft, die normalerweise in diesem mittleren Abschnitt
am größten ist, in Grenzen bleibt. Durch eine Abstimmung der Scheibendicken und
Gummihärten kann eine besonders verschleißarme und über längere Rohrabschnitte gleichmäßig
wirksame Vorrichtung erzielt werden.
-
Die Ausführung nach Fig. 7 entspricht in ihrem konstruktiven Aufbau
derjenigen nach Fig. 6, wobei der einteilige Druckkörper 6 an seinem Außenumfang
besonders profiliert ist. Um dem beispielsweise in Fig. 2 und 5 dargestellten Eindrücken
der radial äußeren Ringecken des Gummikörpers in den sich vergrößernden Spalt entgegenzuwirken,
sind bei dieser Ausführung nach Fig. 7 die beiden äußersten axialen Ränder des Gummikissens
6, 38, 39 allmählich verjüngt ausgebildet. Im mittleren Bereich ist in das Gummikissen
eine ringförmige Einsenkung 40 eingearbeitet, die von zwei wulstartigen Erhebungen
41, 42 nach beiden Seiten gegenüber den Verjüngungen 38, 39 begrenzt wird. Diese
Ausgestaltung des Gummikissens hat einen ähnlichen Effekt wie diejenige nach Fig.
6, indem sie nämlich beim Expandiervorgang eine gleichförmige Druckverteilung über
nahezu die gesamte Länge des Gummikörpers 6 bewirkt, was zu einer gleichmäßigen
Aufweitung bzw. Expansion des Rohrabschnitts der Länge 1 bei zusammengedrücktem
Gummikörper 6 führt.
-
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungen
begrenzt. Vielmehr können verschiedene Maßnahmen einzelner Ausführungen miteinander
kombiniert
werden. So kann beispielsweise jede Gummischeibe 36
an ihrem Außenumfang eine oder mehrere ringförmige Einsenkungen oder Rinnen 40 gemäß
Ausführung nach Fig.
-
7 aufweisen. Ferner kann der in Fig. 7 dargestellte Ringkörper auch
bei Ausführungen gemäß Fig. 1-5 sinnvoll eingesetzt werden. Gleiches gilt für die
Anwendung der Rohraufnahme 3 bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4, 5 bzw.
6 und 7. Die beiden Halbschalen der Rohraufnahme können auch statt der Spannglieder
27 bzw. 28 an einer Seite gelenkig miteinander verbunden sein.