DE3408863C1 - Pressure build-up mandrel for securing a tube in a tube plate or the like - Google Patents
Pressure build-up mandrel for securing a tube in a tube plate or the likeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Druckaufbaudorn zum Befestigen eines Rohres in einem Rohrboden od. dgl., mit einem langgestreckten Kern mit einem Einsteckende und einem Anschlußende, zwei axial im Abstand voneinander angeordneten, einen Aufweitbereich begrenzenden Spannkonen, einer zwischen den Spannkonen im Aufweitbereich angeordneten Abstandshülse und einer vom Anschlußende ausgehend im Kern verlaufenden, im Aufweitbereich mündenden Druckmittelzuleitung, wobei die Spannkonen der Abstandshülse zugewandte Schrägflächen aufweisen und die Schrägflächen mit den Stirnflächen der Abstandshülse zwei umlaufende Dichtungsaufnahmenuten bilden, in jeder der Dich- tungsaufnahmenuten eine umlaufende, radial aufweitbare Dichtung angeordnet ist und vorzugsweise vom Aufweitbereich aus gesehen außerhalb der Dichtungen jeweils ein auf der Schrägfläche des entsprechenden Spannkonus gleitender, radial aufweitbarer Stützring angeordnet ist und wobei mechanisch eine Vorabdichtung des Aufweitbereiches erzielbar ist. The invention relates to a pressure build-up mandrel for attaching a Tube od in a tube sheet. Like., With an elongated core with a spigot end and a connection end, two axially spaced apart, an expansion area limiting clamping cones, one arranged between the clamping cones in the expansion area Spacer sleeve and one in the core, starting from the connection end, in the expansion area opening pressure medium supply line, the clamping cones facing the spacer sleeve Have inclined surfaces and the inclined surfaces with the end faces of the spacer sleeve form two circumferential seal receiving grooves, in each of the sealing service grooves a circumferential, radially expandable seal is arranged and preferably from The expansion area, as seen from outside the seals, is one on the inclined surface the corresponding clamping cone sliding, radially expandable support ring arranged is and wherein a mechanical pre-sealing of the expansion area can be achieved.
Der Befestigung von Rohren in Rohrböden od. dgl., z. B. der Wärmetauscherrohre in den Rohrböden von Wärmetauschern, kommt eine enorme wirtschaftliche Bedeutung zu. Über mehrere Jahrzehnte hinweg ist als Verfahren dazu das »mechanische Einwalzen« angewendet worden, das jedoch sehr aufwendig ist und nicht zu hinreichend exakt berechenbaren Ergebnissen führt (vgl. M. Podhorsky und H. Krips »Hydraulisches Aufweiten von Rohren« in VGB KRAFTWERKSTECH-NIK, Heft 1/1979, Seiten81 bis 87). Gegenüber dem »mechanischen Einwalzen« ist ein »hydraulisches Aufweiten« mit einer Vielzahl von Vorteilen verbunden (vgl. P. Podhorsky und H. Krips »Hydraulisches Aufweiten von Rohren«, aaO.). Ein besonderes Problem bei der praktischen Durchführung des »hydraulischen Aufweitens« besteht in der Abdichtung des Hohlraumes zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn. Insoweit zählen verschiedene vorrichtungsmäßige, also den Druckaufbaudorn betreffende Lösungen zum Stand der Technik. The fastening of tubes in tube sheets or the like. B. the heat exchanger tubes in the tube sheets of heat exchangers, there is enormous economic importance to. For several decades, the process of "mechanical rolling" has been used. has been used, which is very expensive and not too precise leads to calculable results (see M. Podhorsky and H. Krips »Hydraulisches Aufzüge von Rohren «in VGB KRAFTWERKSTECH-NIK, issue 1/1979, pages 81 to 87). Opposite to The "mechanical rolling in" is a "hydraulic expansion" with a multitude associated with advantages (cf. P. Podhorsky and H. Krips »Hydraulic expansion von Rohren «, op. cit.). A particular problem with the practical implementation of the "Hydraulic expansion" consists in sealing the cavity between the Pipe end of the pipe to be fastened and the pressure build-up mandrel. In this respect, different ones count device-like, so the pressure build-up mandrel related solutions to the state of Technology.
Der zum Stand der Technik zählende Druckaufbaudorn, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht (vgl. The prior art pressure build-up mandrel of which the present Invention proceeds (cf.
die nicht vorveröffentlichte DE-OS 33 12 073), wird zum »hydraulischen Aufweiten« zunächst mit Spiel in ein Rohrende eines zu befestigenden Rohres eingebracht.the unpublished DE-OS 33 12 073), becomes the »hydraulic Expanding "first introduced with play in a pipe end of a pipe to be fastened.
Erst nach dem Einbringen des Druckaufbaudornes in das Rohrende des zu befestigenden Rohres wird der Hohlraum zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn abgedichtet.Only after the pressure build-up mandrel has been inserted into the end of the pipe to be fastened pipe is the cavity between the pipe end of the pipe to be fastened Sealed pipe and the pressure build-up mandrel.
Dabei werden die Dichtungen nach dem Einbringen des Druckaufbaudornes in das Rohrende mechanisch, nämlich über die Spannkonen in radialer Richtung aufgeweitet, bis sie satt an der Innenwandung des Rohrendes zur Anlage kommen, so daß es zu der gewollten und erforderlichen Vorabdichtung des Hohlraumes kommt. Die Spannkonen werden dazu in axialer Richtung gegeneinander verstellt. Zur Realisierung der Verstellbarkeit ist ein Spannkonus Teil einer auf den mit einem Gewinde versehenen Kern aufgeschraubten Spannhülse. Wegen der mechanischen Aufweitung der Dichtungen können relativ große Abstände zwischen dem Druckaufbaudorn und der Innenwandung des Rohrendes überbrückt werden, dieser Druckaufbaudorn läßt sich daher auch bei relativ großen Toleranzen der zu befestigenden Rohre verwenden.The seals are removed after the pressure build-up mandrel has been inserted mechanically in the pipe end, namely widened in the radial direction via the clamping cones, until they get fed up against the inner wall of the pipe end to the plant, so that it leads to the intentional and required pre-sealing of the cavity comes. The clamping cones are adjusted against each other in the axial direction. To realize the adjustability A clamping cone is part of a screwed onto the threaded core Adapter sleeve. Because of the mechanical expansion of the seals can be relatively large Spans between the pressure build-up mandrel and the inner wall of the pipe end This pressure build-up mandrel can therefore also be used with relatively large tolerances of the pipes to be fastened.
Während bei dem Druckaufbaudorn, von dem die Erfindung ausgeht, die zuvor erläuterte Vorabdichtung mechanisch über die Spannkonen erfolgt, erfolgt die betriebsmäßige Abdichtung des Hohlraumes zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem in dieses Rohrende eingebrachten Druckaufbaudorn gegenüber den bis zu einige Tausend bar ansteigenden Aufweitdrücken durch das Druckmittel selbst. Nach dem mechanischen Vorabdichten wird dazu über die Druckmittelzuführung schlagartig Druckmittel mit sehr hohem Druck zugeführt. Dieses Druckmittel findet zunächst an den Dichtungen noch Leckstellen vor. Allerdings ist der Druckabfall an den Dichtungen sehr hoch, so daß der hydraulische Druck des Druckmittels selbst dazu führt, daß die Dichtungen auf den Schrägflächen der Spannkonen weiter nach außen getrieben werden, wodurch wiederum die resultierenden Dichtkräfte erhöht werden. Im Ergebnis erfolgt eine Selbstabdichtung des Hohlraumes zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn. While in the pressure build-up mandrel from which the invention is based, the The previously explained pre-sealing takes place mechanically via the clamping cones operational sealing of the cavity between the pipe end of the to be fastened Pipe and the pressure build-up mandrel introduced into this pipe end compared to the up to to a few thousand bar increasing expansion pressures by the pressure medium itself. After the mechanical pre-sealing, the pressure medium supply is activated suddenly Pressure medium supplied with very high pressure. This pressure medium takes place first the seals still leak. However, there is a pressure drop across the seals very high, so that the hydraulic pressure of the pressure medium itself leads to that the seals on the inclined surfaces of the clamping cones are driven further outwards will, which in turn increases the resulting sealing forces. As a result there is a self-sealing of the cavity between the pipe end of the pipe to be fastened Tube and the pressure build-up mandrel.
Durch den betriebsmäßig auftretenden Aufweitdruck von bis zu einigen Tausend bar wird der zuvor erläuterte Druckaufbaudorn in beachtlichem Maße auf Zug beansprucht. Die auftretende Zugkraft errechnet sich dabei als Produkt aus dem auftretenden Aufweitdruck und der Fläche, auf die der Aufweitdruck wirkt, die Druckangriffsfläche. Die Druckangriffsfläche ist die Fläche eines Kreisringes, dessen Breite durch den Abstand vom Grund der Dichtungsaufnahmenuten bis zur Innenwandung des Rohrendes bestimmt ist. Dieser Abstand nun ist bei dem zuvor erläuterten Druckaufbaudorn relativ groß, einerseits wegen der konstruktiven Vorgaben der mechanischen Vorabdichtung, andererseits wegen der aus anwendungstechnischen Gründen gewünschten großen Spaltbreite zwischen dem Druckaufbaudorn und der Innenwandung des Rohrendes beim Einbringen des Druckaufbaudornes. Due to the operational expansion pressure of up to a few The pressure build-up mandrel explained above will pull a thousand bar to a considerable extent claimed. The tensile force that occurs is calculated as the product of the one that occurs Expansion pressure and the area on which the expansion pressure acts, the pressure application area. The pressure application area is the area of a circular ring, the width of which is defined by the Distance from the bottom of the seal receiving grooves to the inner wall of the pipe end is determined. This distance is now relative in the previously explained pressure build-up mandrel large, on the one hand because of the structural requirements of the mechanical pre-sealing, on the other hand because of the large gap width desired for application reasons between the pressure build-up mandrel and the inner wall of the pipe end when it is inserted of the pressure build-up mandrel.
Wegen der bei dem zuvor erläuterten Druckaufbaudorn relativ großen Druckangriffsfläche sind die bei Aufweitdrücken bis zu einigen Tausend bar auftretenden Zugkräfte ebenfalls sehr groß. Bei Druckaufbaudornen mit einem geringen Außendurchmesser, beispielsweise einem Außendurchmesser von weniger als 20 mm, kommt es daher vor, daß der Druckaufbaudorn auseinanderreißt. Because of the relatively large pressure build-up mandrel explained above Pressure application areas are those that occur with expansion pressures of up to a few thousand bar Tensile forces are also very large. For pressure build-up mandrels with a small outer diameter, For example, an outside diameter of less than 20 mm, it therefore happens that the pressure build-up mandrel tears apart.
Im übrigen ist bei dem zuvor erläuterten, zum Stand der Technik zählenden Druckaufbaudorn ein dichtungstechnisches Problem dadurch gelöst worden, daß jede Dichtung aus zwei im wesentlichen ringförmigen, in axialer Richtung hintereinander angeordneten Dichtelementen besteht, wobei die beiden Dichtelemente aus Materialien unterschiedlicher Shore-Härte bestehen. Incidentally, in the case of the prior art explained above Pressure build-up mandrel a sealing problem has been solved in that each Seal of two essentially ring-shaped, one behind the other in the axial direction arranged sealing elements consists, the two sealing elements made of materials of different Shore hardnesses.
Zur Erläuterung der Funktion dieser zweiteiligen Dichtungen und der damit erzielbaren Vorteile wird auf die DE-OS 33 12 073 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit auch zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldungsunterlagen gemacht wird.To explain the function of these two-part seals and the thus achievable advantages is referred to DE-OS 33 12 073, the disclosure of which hereby also made the disclosure content of the present application documents will.
Schließlich ist bei dem zuvor erläuterten, zum Stand der Technik zählenden Druckaufbaudorn vom Aufweitbereich aus gesehen außerhalb der Dichtungen noch jeweils ein auf der Schrägfläche des entsprechenden Spannkonus gleitender, radial aufweitbarer Stützring in Form eines Keilringes vorgesehen. Jeder dieser Stützringe weist einen schräg zur Längsachse verlaufenden Dehnungsschlitz auf. Durch diese Stützringe wird der Verschleiß der Dichtungen gering gehalten, da der Ringspalt zwischen der Innenwandung des Rohrendes und dem Druckaufbaudorn überbrückt und geschlossen wird. Finally, in the case of the previously explained, the prior art counting pressure build-up mandrel seen from the expansion area outside the seals one more sliding on the inclined surface of the corresponding clamping cone, radially expandable support ring provided in the form of a wedge ring. Each of these Support rings have an expansion slot running obliquely to the longitudinal axis. By these support rings, the wear of the seals is kept low, as the annular gap bridged and closed between the inner wall of the pipe end and the pressure build-up mandrel will.
Hinsichtlich der Stützringe besteht bei dem zuvor ererläuterten Druckaufbaudorn das Problem, daß zwar der am Anschlußende angeordnete Stützring beim Losschrauben der Spannhülse zwangsweise gelöst wird, daß aber der am Einsteckende angeordnete Stützring relativ häufig klemmt. Dann muß der Druckaufbaudorn insgesamt ewtas vorgeschoben werden, um den Stützring zu lösen, was umständlich und auch technisch nicht immer möglich ist. With regard to the support rings, there is a pressure build-up mandrel explained above the problem that although the support ring arranged at the connection end when unscrewing the clamping sleeve is forcibly released, but that arranged at the insertion end Support ring jams relatively often. Then the pressure build-up mandrel has to be advanced a little bit to loosen the support ring, which is cumbersome and not always technically is possible.
Unter Berücksichtigung der voranstehenden Ausführungen liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, den zum Stand der Technik zählenden Druckaufbaudorn so auszugestalten und weiterzubilden, daß ein Auseinanderreißen auch bei kleinem Durchmesser des Druckaufbaudorns sicher verhinderbar ist und daß Schwierigkeiten beim Herausziehen des Druckaufbaudorns aus dem Rohrende nicht mehr auftreten. Taking into account the above, the The invention is based on the problem of the prior art pressure build-up mandrel to design and develop them in such a way that they can be torn apart even with small things Diameter of the pressure build-up mandrel can be safely prevented and that trouble no longer occur when the pressure build-up mandrel is pulled out of the pipe end.
Der erfindungsgemäße Druckaufbaudorn, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Spannkonen ortsfest am Kern angeordnet, vorzugsweise einstückig mit dem Kern ausgeführt sind, daß im Aufweitbereich unmittelbar angrenzend an den dem Anschlußende des Kerns nahen Spannkonus ein Vorspannkonus ortsfest am Kern angeordnet, vorzugsweise einstückig mit dem Kern ausgeführt ist, daß die Schrägfläche des Vorspannkonus dem angrenzenden Spannkonus zugewandt ist und mit die entsprechende Dichtungsaufnahmenut bildet und daß zur Erzielung der Vorabdichtung des Aufweitbereiches die Abstandshülse, die Dichtungen und, so vorhanden, die Stützringe gemeinsam gegenüber dem Kern in Richtung des Einsteckendes des Kerns verschiebbar sind. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß ein Auseinanderreißen des Druckaufbaudorns dadurch praktisch sicher verhindert werden kann, daß beide Spannkonen integrale Bestandteile des Kerns des Druckaufbaudorns sind. Dadurch kann ohne Rücksicht auf irgendwelche Verschraubungen od. dgl. der Kern des Druckaufbaudorns optimal gestaltet werden und auch bei kleinen Durchmessern des Druckaufbaudorns, beispielsweise bei einem Durchmesser von weniger als 20 mm, hält ein solcher Druckaufbaudorn trotz großer Spaltbreiten Aufweitdrücken bis zu mehreren Tausend bar stand. The pressure build-up mandrel according to the invention, in which the previously shown The problem is solved is characterized in that both clamping cones are stationary on Arranged core, preferably made in one piece with the core that in the expansion area a prestressing cone immediately adjacent to the clamping cone close to the connecting end of the core stationarily arranged on the core, preferably made in one piece with the core, that the inclined surface of the prestressing cone faces the adjacent clamping cone and forms with the corresponding seal receiving groove and that to achieve the Pre-sealing of the expansion area, the spacer sleeve, the seals and, if available, the support rings together opposite the core in the direction of the insertion end of the core are movable. According to the invention it has been recognized that tearing apart of the pressure build-up mandrel can thereby be practically reliably prevented that both Clamping cones are integral parts of the core of the pressure build-up mandrel. This can regardless of any screw connections or the like. The core of the pressure build-up mandrel be optimally designed and also with small diameters of the pressure build-up mandrel, For example, with a diameter of less than 20 mm, such a pressure build-up pin holds despite large gap widths, with expansion pressures of up to several thousand bar.
Da erfindungsgemäß die Spannkonen nun ortsfest am Kern angeordnet sind, ist eine Vorabdichtung durch axiale Verstellung eines Spannkonus nicht mehr möglich. Erfindungsgemäß ist nun zur Realisierung einer Vorabdichtung einem Spannkonus ein Vorspannkonus gegenüber angeordnet, der eine der Schrägfläche des Spannkonus zugewandte Schrägfläche aufweist. Werden nun nach Eindringen des Druckaufbaudorns in das Rohrende des zu befestigenden Rohres die Abstandshülse, die Dichtungen und, so vorhanden, die Stützringe gemeinsam in Richtung des Einsteckendes des Kerns verschoben, so wird die dem Einsteckende nahe Dichtung durch Wechselwirkung mit der Schrägfläche des dortigen Spannkonus und die dem Anschlußende nahe Dichtung durch Wechselwirkung mit der Schrägfläche des Vorspannkonus aufgeweitet. Dadurch wird eine Vorabdichtung erzielt. Since, according to the invention, the clamping cones are now arranged in a stationary manner on the core pre-sealing by axial adjustment of a clamping cone is no longer necessary possible. According to the invention, a clamping cone is now used to implement a preliminary seal a prestressing cone is arranged opposite one of the inclined surfaces of the clamping cone Has facing inclined surface. Are now after penetration of the pressure build-up mandrel in the pipe end of the pipe to be fastened the spacer sleeve, the seals and, if present, the support rings moved together in the direction of the insertion end of the core, so the seal close to the insertion end is created by interaction with the inclined surface of the clamping cone there and the seal close to the connection end by interaction widened with the inclined surface of the prestressing cone. This creates a pre-seal achieved.
Die betriebsmäßige Abdichtung des Aufweitbereiches erfolgt auch bei dem erfindungsgemäßen Druckaufbaudorn durch das Druckmittel selbst. Wird nämlich nach dem zuvor erläuterten mechanischen Vorabdichten Druckmittel über die Druckmittelzuleitung zugeführt, so wird die dem Einsteckende nahe Dichtung weiter auf der Schrägfläche des zugehörigen Spannkonus nach außen getrieben, wodurch dort die resultierenden Dichtkräfte erhöht werden. Die dem Anschlußende nahe Dichtung wird auf die Schrägfläche des dem Vorspannkonus benachbarten Spannkonus überführt, so daß auch dort die resultierenden Dichtkräfte erhöht werden. Wesentlich für die Erfindung ist also, daß die Bewegung der dem Anschlußende nahen Dichtung beim betriebsmäßigen Abdichten der Bewegung dieser Dichtung beim Vorabdichten entgegengerichtet ist. The operational sealing of the expansion area also takes place at the pressure build-up mandrel according to the invention by the pressure medium itself after the previously explained mechanical pre-sealing pressure medium via the pressure medium supply line supplied, the seal close to the insertion end continues on the inclined surface of the associated clamping cone driven outwards, whereby there the resulting Sealing forces are increased. The seal near the connection end is placed on the inclined surface of the clamping cone adjacent to the prestressing cone, so that the resulting Sealing forces are increased. It is therefore essential for the invention that the movement the seal close to the connection end during operational sealing of the movement this seal is opposed to the pre-sealing.
Selbstverständlich ließe sich die Lehre der Erfindung in prinzipiell gleicher Weise auch mit entgegengesetzten Bewegungsrichtungen verwirklichen. Dann müßte allerdings der Vorspannkonus unmittelbar angrenzend an den dem Einsteckende des Kerns nahen Spannkonus angeordnet sein. Diese Lösung bietet aber konstruktive Schwierigkeiten, da die mechanische Verschiebung der verschiedenen Teile des Druckaufbaudorns zur Vorabdichtung des Aufweitbereiches vom Einsteckende zum Anschlußende hin erfolgen müßte. Of course, the teaching of the invention could be in principle Realize it in the same way with opposite directions of movement. then however, the prestressing cone would have to be immediately adjacent to the one at the insertion end be arranged close to the core clamping cone. However, this solution offers constructive solutions Trouble, because the mechanical displacement of the various parts of the pressure build-up mandrel to Pre-seal the expansion area from the insertion end to the connection end would have to.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Druckaufbaudorn auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll. There are now various ways of using the pressure build-up mandrel according to the invention to design and develop, which are only explained in the following by way of example target.
Zuvor ist ausgesagt worden, daß bei dem erfindungsgemäßen Druckaufbaudorn der Vorspannkonus im Aufweitbereich unmittelbar angrenzend an den dem Anschlußende des Kerns nahen Spannkonus angeordnet ist. Bei der Gestaltung der Abstandshülse kann man dieser Tatsache besonders elegant dadurch Rechnung tragen, daß die Abstandshülse stirnseitig eine den Vorspannkonus zum Teil aufnehmende Aufweitung aufweist. Mit anderen Worten wird also die Abstandshülse so konstruiert, daß sie mit ihrer vorderen Stirnfläche den Vorspannkonus zum Teil ringartig überfaßt. Dadurch kommt die Dichtung frühzeitig an der Stirnfläche der Abstandshülse zur Anlage und kann diese beim Gleiten auf der Schrägfläche des Vorspannkonus in Richtung des Einsteckendes des Kerns verschieben. It was previously stated that in the pressure build-up mandrel according to the invention the prestressing cone in the expansion area immediately adjacent to the connection end the core is arranged near the clamping cone. When designing the spacer sleeve this fact can be taken into account particularly elegantly in that the spacer sleeve on the front side has a widening that partially accommodates the prestressing cone. With In other words, the spacer sleeve is designed so that it is with its front The end face partially surrounds the prestressing cone in a ring-like manner. This is how the seal comes early on at the end face of the spacer sleeve to the plant and can this when sliding move on the inclined surface of the prestressing cone in the direction of the insertion end of the core.
Bislang ist noch nichts darüber gesagt worden, wie die Verschiebung der verschiedenen Teile des Druckaufbaudorns zur Vorabdichtung des Aufweitbereiches verwirklicht werden kann. Zweckmäßigerweise ist dazu nun am Anschlußende des Kerns eine Vorspannvorrichtung angebracht. Diese Vorspannvorrichtung weist zweckmäßigerweise eine auf dem Kern axial verschiebbar angeordnete, an der dem Anschlußende nahen Dichtung bzw. dem entsprechenden Stützring zur Anlage kommende Schubhülse auf. Eine solche Schubhülse erlaubt eine Kraftübertragung in das Rohrende des aufzuweitenden Rohres hinein. Im übrigen ist es zweckmäßig, wenn die Vorspannvorrichtung einen vorzugsweise an der Schubhülse angreifenden Betätigungshebel aufweist. Dieser Betätigungshebel kann besonders zweckmäßig in einem pistolenartigen, ortsfest mit dem Kern verbundenen Griffteil schwenkbar gelagert sein. So far nothing has been said about how the shift of the various parts of the pressure build-up mandrel for pre-sealing the expansion area can be realized. Appropriately, this is now at the connection end of the core a pretensioner attached. This pretensioning device expediently one arranged axially displaceably on the core and approaching the connecting end Seal or the corresponding support ring coming to rest on the thrust sleeve. One Such a thrust sleeve allows power to be transmitted into the pipe end of the pipe to be expanded Pipe into it. In addition, it is useful if the pretensioning device a preferably having acting on the thrust sleeve actuating lever. This operating lever can be particularly useful in a pistol-like, fixedly connected to the core Handle part can be pivoted.
Durch Betätigen des Betätigungshebels kann bei der zuvor erläuterten Konstruktion der Vorspannvorrichtung der Betätigungshebel im Griffteil geschwenkt werden. Das freie Ende des Betätigungshebels greift dabei an der Schubhülse an und verschiebt diese axial auf dem Kern in Richtung des Einsteckendes. Dadurch wird dann die Verschiebung der übrigen Teile des Druckaufbaudorns in der angegebenen Weise realisiert. By operating the operating lever, in the case of the previously explained Construction of the pretensioning device of the operating lever pivoted in the handle part will. The free end of the actuating lever engages the push sleeve and moves this axially on the core in the direction of the insertion end. This will then the displacement of the remaining parts of the pressure build-up mandrel in the specified Way realized.
Bei dem erfindungsgemäßen Druckaufbaudorn entstehen dadurch, daß die Spannkonen ortsfest am Kern angeordnet bzw. ausgebildet sind, verschiedene Probleme, u. a hinsichtlich der Konstruktion der Abstandshülse. Die Abstandshülse kann nämlich nicht einfach über den Kern des Druckaufbaudorns geschoben werden, da der Innendurchmesser der Abstandshülse ja etwa dem Außendurchmesser des Kerns im Aufweitbereich entsprechen sollte. Eine erste Lösung dieses Problems ergibt sich dadurch, daß die Abstandshülse einen parallel zur Längsachse verlaufenden Dehnungsschlitz aufweist. In the pressure build-up mandrel according to the invention arise from the fact that the clamping cones are arranged or formed in a stationary manner on the core, various problems, inter alia with regard to the construction of the spacer sleeve. The spacer sleeve can namely cannot simply be pushed over the core of the pressure build-up mandrel because of the inside diameter the spacer sleeve approximately correspond to the outer diameter of the core in the expansion area should. A first solution to this problem results from the fact that the spacer sleeve has an expansion slot running parallel to the longitudinal axis.
Dazu muß die Abstandshüle aus elastischem Material bestehen. Dann kann sie unter Vergrößerung ihres Innendurchmessers über den Spannkonus nahe dem Einsteckende des Kerns geschoben werden und schließt sich danach eng um den Kern im Aufweitbereich. Das ist möglich, da betriebsmäßig die Abstandshülse nur in Richtung ihrer Längsachse auf Druck beansprucht wird.For this purpose, the spacer sleeve must be made of elastic material. then you can enlarge your inner diameter over the clamping cone close to the The spigot end of the core is pushed and then closes tightly around the core in the expansion area. This is possible because the spacer sleeve is operational only in the direction their longitudinal axis is subjected to pressure.
Selbstverständlich ist es auch möglich, den Dehnungsschlitz nach Aufschieben der Abstandshülse zu schließen, beispielsweise zu verlöten od. dgl.Of course, it is also possible to open the expansion slot after sliding it on to close the spacer sleeve, for example to solder or the like.
Eine Alternative zu der zuvor erläuterten Lösung besteht darin, die Abstandshülse aus zwei Halbschalen aufzubauen, also zwei parallel zur Längsachse verlaufende Schlitze vorzusehen. Dabei können die Halbschalen einfach im Aufweitbereich um den Kern des Druckaufbaudorns herumgelegt werden. Hier müssen aber die Schlitze geschlossen bzw. die beiden Halbschalen anderweitig miteinander fest verbunden werden. Das kann nach einer weiteren Lehre der Erfindung dadurch geschehen, daß die Abstandshülse zwei die Halbschalen betriebsmäßig fest verbindende Überwurfhülsen aufweist. Diese Überwurfhülsen müssen nicht zwingend einen Dehnungsschlitz aufweisen, da sie einen Innendurchmesser aufweisen können, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des dem Einsteckende nahen Spannkonus. An alternative to the solution explained above is to use the Build up the spacer sleeve from two half-shells, i.e. two parallel to the longitudinal axis to provide running slots. The half-shells can simply be used in the expansion area around the core of the pressure build-up mandrel. But the slots must be here closed or the two half-shells are otherwise firmly connected to one another. According to a further teaching of the invention, this can be done in that the spacer sleeve has two union sleeves that firmly connect the half-shells during operation. These Union sleeves do not necessarily have to have an expansion slot, as they have a May have inner diameter that is slightly larger than the outer diameter of the clamping cone close to the insertion end.
Ist die Abstandshülse aus zwei Halbschalen aufgebaut und sind Überwurfhülsen für die Verbindung dieser Halbschalen vorgesehen, so empfiehlt es sich, die Halbschalen mit stirnseitig offenen, die Überwurfhülsen aufnehmenden Umfangsnuten zu versehen. Dadurch kann erreicht werden, daß bei aufgeschobenen Überwurfhülsen diese mit den Halbschalen zusammen eine ganz glatte zylindermantelförmige Oberfläche bilden. If the spacer sleeve is made up of two half-shells and are union sleeves intended for the connection of these half-shells, it is advisable to use the half-shells to be provided with circumferential grooves that are open at the end and accommodate the union sleeves. In this way it can be achieved that when sleeve sleeves are pushed on, these with the Half-shells together form a completely smooth cylinder-jacket-shaped surface.
Bei der zuvor ausführlich erläuterten Lehre der Erfindung ist nicht zwingend vorausgesetzt, daß Stützringe vorgesehen sind. Gleichwohl empfiehlt es sich aus den eingangs erläuterten Gründen, Stützringe vorzusehen. The teaching of the invention explained in detail above is not it is imperative that support rings are provided. Nevertheless, it recommends for the reasons explained above to provide support rings.
Eine weitere Lehre der Erfindung, der eine über den vorliegenden Fall hinausgehende, grundsätzliche Bedeutung zukommt, ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stützring einen keilringförmigen, der Schrägfläche des entsprechenden Spannkonus zugeordneten Innenteil und einen axial nach außen anschließenden, hülsenförmigen Außenteil aufweist. Diese Gestaltung der Stützringe hat den Vorteil, daß diese nach außen über die Schrägflächen der Spannkonen axial hinausragen.Another teaching of the invention that is one about the present case Going beyond the basic meaning is characterized in that each support ring has a wedge ring-shaped, the inclined surface of the corresponding clamping cone associated inner part and an axially outwardly adjoining, sleeve-shaped Has outer part. This design of the support rings has the advantage that this after protrude axially on the outside beyond the inclined surfaces of the clamping cones.
Dadurch können die Stützringe zum Teil innerhalb und zum Teil außerhalb des Rohrbodens zu liegen kommen.As a result, the support rings can partly inside and partly outside of the tube sheet come to rest.
Werden dann die vor den Stützringen liegenden Dichtungen mit dem Aufweitdruck beaufschlagt, werden die Stützringe auf die Schrägflächen der Spannkonen aufgeschoben und dadurch gegen die Innenwandung des Rohrendes gepreßt. Bei geschickter Wahl der Steigung der Schrägflächen sind die durch die Stützringe an die Innenwandung des Rohrendes übermittelten, radial nach außen gerichteten Kräfte gerade so groß, daß eine geringfügige Aufweitung des Rohrendes auch hier erfolgt Damit werden die bislang unvermeidlich auftretenden Restspalte eliminiert.Then the seals in front of the support rings with the expansion pressure applied, the support rings are pushed onto the inclined surfaces of the clamping cones and thereby pressed against the inner wall of the pipe end. With a clever choice of The slope of the inclined surfaces are those caused by the support rings on the inner wall of the Tube end transmitted, radially outwardly directed forces just so great that a slight widening of the pipe end also takes place here inevitably occurring residual gaps eliminated.
Im übrigen hat die zuvor erläuterte Ausgestaltung der Stützringe noch den Vorteil, daß eine evtl. vorhandene Vorspannvorrichtung am hülsenförmigen Außenteil eines Stützringes eine zweckmäßige Angriffsmöglichkeit findet. In addition, the previously explained configuration has the support rings nor the advantage that a possibly existing pretensioning device on the sleeve-shaped Outer part of a support ring finds a useful way of attack.
Konstruktiv ist es erforderlich, daß jeder Stützring einen Dehnungsschlitz aufweist. Dieser Dehnungsschlitz sollte zweckmäßigerweise im Innenteil schräg und im Außenteil parallel zur Längsachse verlaufen. Structurally, it is necessary that each support ring has an expansion slot having. This expansion slot should expediently be inclined and in the inner part run parallel to the longitudinal axis in the outer part.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, der gleichfalls besondere und eigenständige Bedeutung zukommt, ist ein Druckaufbaudorn der in Rede stehenden Art dadurch gekennzeichnet, daß am Einsteckende und vorzugsweise auch am Anschlußende des Kerns jeweils eine federnde Rückstellvorrichtung für die Stützringe angeordnet ist. Eine solche Rückstellvorrichtung, die zumindest am Einsteckende des Kerns vorgesehen sein sollte, führt zu einem Lösen des entsprechenden Stützringes, so daß das eingangs erläuterte hinderliche Verklemmen ausgeschlossen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Druckaufbaudorn mit feststehenden Spannkonen sind natürlich zweckmäßigerweise am Einsteckende und am Anschlußende federnde Rückstellvorrichtungen für die Stützringe vorgesehen. According to a further teaching of the invention, which is also special and has its own meaning, is a pressure build-up pin of the one in question Type characterized in that at the insertion end and preferably also at the connection end of the core each has a resilient return device for the support rings is. Such a reset device, which is provided at least at the insertion end of the core should be, leads to a loosening of the corresponding support ring, so that the initially explained obstructive jamming is excluded. In the inventive Pressure build-up mandrels with fixed clamping cones are, of course, expediently on the Insertion end and resilient return devices at the connection end for the support rings intended.
Im zuvor erläuterten Zusammenhang empfiehlt sich eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Druckaufbaudorns, die dadurch gekennzeichnet ist, daß jede federnde Rückstellvorrichtung ein mit dem Kern verbundenes Widerlager und ein zwischen dem Widerlager und dem Stützring wirksames Federelement aufweist. In the context explained above, an embodiment is recommended a pressure build-up mandrel according to the invention, which is characterized in that each resilient return device an abutment connected to the core and an between having the abutment and the support ring effective spring element.
Gegebenenfalls kann zwischen dem Federelement und dem Stützring auch noch ein Zwischenring vorgesehen sein. Im einzelnen empfiehlt sich für die am Einsteckende eines erfindungsgemäßen Druckaufbaudorns angeordnete Rückstellvorrichtung die Ausbildung des Widerlagers als im Querschnitt T-förmiger, vom Einsteckende her in den Kern einschraubbarer Zapfen. Anstelle eines einschraubbaren Zapfens kann auch ein eingeschlagener oder eingeschweißter Zapfen vorgesehen sein. Eine Einschraubbarkeit empfiehlt sich aber aus wartungstechnischen Gründen. Sie ist auch ausreichend, da das Widerlager ja nur mit relativ geringen Kräften beaufschlagt wird.If necessary, between the spring element and the support ring can also an intermediate ring can also be provided. In detail is recommended for the one at the insertion end of a pressure build-up mandrel according to the invention arranged return device the formation of the abutment than in cross-section T-shaped, from the insertion end into the core screw-in pin. Instead of a screw-in pin, a hammered-in pin can also be used or welded-in pins can be provided. A screw-in is recommended but for maintenance reasons. It is also sufficient as the abutment yes, only relatively small forces are applied.
Für die am Anschlußende des erfindungsgemäßen Druckaufbaudorns angeordnete Rückstellvorrichtung empfiehlt es sich, das Widerlager als mittels der Vorspannvorrichtung auf dem Kern axial verschiebbare Ringscheibe auszubilden. Das Widerlager ist also hier gewissermaßen indirekt, nämlich über die Vorspannvorrichtung, mit dem Kern verbunden. Die Rückstellvorrichtung ist dadurch gewissermaßen in die Vorspannvorrichtung integriert. For the arranged at the connection end of the pressure build-up mandrel according to the invention Resetting device, it is recommended to use the abutment as a means of the pretensioning device to form axially displaceable annular disc on the core. So the abutment is here to a certain extent indirectly, namely via the pretensioning device, with the core tied together. The resetting device is thereby to a certain extent in the pretensioning device integrated.
Hinsichtlich der Ausgestaltung des Federelementes für eine Rückstellvorrichtung der zuvor erläuterten Art bieten sich natürlich grundsätzlich alle Möglichkeiten. With regard to the design of the spring element for a reset device Of course, there are basically all possibilities of the type explained above.
So ist die Verwendung einer Schraubendruckfeder als Federelement ebenso möglich wie die Verwendung eines elastisch verformbaren Gummipuffers od. dgl. Als besonders zweckmäßig für den vorliegenden Anwendungsfall hat sich aber eine Ausführung des Federelements als Tellerfedersäule erwiesen.The same applies to the use of a helical compression spring as a spring element possible as the use of an elastically deformable rubber buffer or the like. As however, one embodiment has proven to be particularly useful for the present application of the spring element proved to be a disc spring column.
Was die Ausgestaltung der Dichtungen bei dem zuvor erläuterten, erfindungsgemäßen Druckaufbaudorn betrifft, so ist im wesentlichen auf die Offenbarung der DE-OS 33 12 073 hinzuweisen. Grundsätzlich ist die Lehre der vorliegenden Erfindung mit Dichtungen zu verwirklichen, die nur ein ringförmiges Dichtelement aufweisen. Gleichwohl ist es zweckmäßig, auch bei dem erfindungsgemäßen Druckaufbaudorn zwei ringförmige, in axialer Richtung hintereinander angeordnete Dichtelemente vorzusehen. Das gilt insbesondere für die dem Anschlußende nahe Dichtung, da mit zwei Dichtelementen hier auch beim Übergang von der mechanischen Vorabdichtung auf die hydraulische betriebsmäßige Abdichtung keine leckgefährdete Übergangsphase auftritt. Die Shore-Härte der verwendeten Dichtelemente kann dabei ohne weiteres gleich sein, wenngleich auch hier die Verwendung von Dichtelementen unterschiedlicher Shore-Härte mitunter vorteilhaft ist. As for the design of the seals in the previously explained, inventive The pressure build-up mandrel is essentially based on the disclosure of DE-OS 33 12 073 should be pointed out. Basically, the teaching of the present invention is with seals to realize that have only an annular sealing element. Nevertheless is it is advisable to use two ring-shaped, to provide sealing elements arranged one behind the other in the axial direction. That is true especially for the seal close to the connection end, since it has two sealing elements here also with the transition from mechanical pre-sealing to hydraulic operational sealing no transitional phase at risk of leakage occurs. The Shore hardness the sealing elements used can easily be the same, albeit also Here the use of sealing elements of different Shore hardness is sometimes advantageous is.
Ein besonderer Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Druckaufbaudorn ist darin zu sehen, daß die Abstandshülse, die Dichtungen und die Stützringe sämtlich vom Einsteckende des Kerns her auf den Kern aufgebracht werden können. Aus diesem Grunde kann man die Ker- ne von Druckaufbaudornen für Rohre unterschiedlichen Rohrdurchmessers am Anschlußende alle gleich ausgestalten. Damit läßt sich am Anschlußende einerseits eine einheitliche Vorspannvorrichtung, andererseits eine einheitliche Rückstellvorrichtung verwenden. Das ist herstellungstechnisch und von der Ersatzteilbeschaffung her natürlich außerordentlich zweckmäßig. A particular advantage of the pressure build-up mandrel according to the invention can be seen in the fact that the spacer sleeve, the seals and the support rings are all can be applied to the core from the insertion end of the core. For this Basically you can ne of different pressure build-up mandrels for pipes Make the pipe diameter at the connection end all the same. This can be used at the connection end on the one hand a uniform pretensioning device, on the other hand a uniform one Use reset device. This is technical in terms of production and the procurement of spare parts of course extremely useful.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt F i g. 1 ausschnittweise, im Teilschnitt, einen Rohrboden mit einem Rohrende eines zu befestigenden Rohres und darin eingesetztem Druckaufbaudorn und Fig.2 im Teilschnitt ein Ausführungsbeispiel einer Abstandshülse für einen Druckaufbaudorn gemäß Fig. 1. In the following the invention is based on only one embodiment illustrative drawing explained in more detail; it shows F i g. 1 section, in partial section, a tube sheet with a tube end of a tube to be fastened and inserted therein Pressure build-up mandrel and FIG. 2 in partial section an embodiment of a spacer sleeve for a pressure build-up mandrel according to FIG. 1.
F i g. 1 zeigt ausschnittweise und im Teilschnitt einen Rohrboden 1, in dem ein Rohr 2 befestigt werden soll. F i g. 1 shows a detail and partial section of a tube sheet 1, in which a pipe 2 is to be attached.
Das Rohrende 3 des Rohres 2 ist mit Spiel in eine Bohrung 4 des Rohrbodens 1 eingesetzt. In das Rohrende 3 des Rohres 2 ist ein Druckaufbaudorn 5 eingebracht, dessen Außendurchmesser im Ruhezustand deutlich kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohrendes 3, im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Differenz der Durchmesser 0,5 mm.The pipe end 3 of the pipe 2 is with play in a bore 4 of the tube sheet 1 used. A pressure build-up mandrel 5 is inserted into the pipe end 3 of the pipe 2, whose outside diameter at rest is significantly smaller than the inside diameter of the pipe end 3, in the illustrated embodiment, the difference is the Diameter 0.5 mm.
Der Druckaufbaudorn 5 weist einen langgestreckten, zylindrischen Kern 6 mit einem Einsteckende 7 und einem Anschlußende 8 auf. Deutlich erkennbar sind zwei axial mit Abstand voneinander angeordnete, einen Aufweitbereich 9 begrenzende Spannkonen 10, 11, eine zwischen den Spannkonen 10, 11 im Aufweitbereich 9 angeordnete Abstandshülse 12 und eine vom Anschlußende 8 ausgehend im Kern verlaufende, im Aufweitbereich 9 mündende Druckmittelzuleitung 12. Nicht dargestellt ist, daß die Abstandshülse 12 Bohrungen zum Durchtritt von Druckmittel in den Aufweitbereich 9 aufweist. The pressure build-up mandrel 5 has an elongated, cylindrical Core 6 with an insertion end 7 and a connection end 8. Clearly are two axially spaced apart, an expansion area 9 delimiting Clamping cones 10, 11, one arranged between the clamping cones 10, 11 in the expansion area 9 Spacer sleeve 12 and one extending from the connection end 8 in the core, in the expansion area 9 opening pressure medium supply line 12. It is not shown that the spacer sleeve 12 has bores for the passage of pressure medium into the expansion area 9.
Die Spannkonen 10, 11 weisen der Abstandshülse 12 zugewandte Schrägflächen 14, 15 auf. Die Schrägflächen 14, 15 bilden mit den gegenüberliegenden Stirnflächen der Abstandshülse 12 zwei umlaufende Dichtungsaufnahmenuten 16, 17. In jeder der Dichtungsaufnahmenuten 16, 17 ist eine umlaufende, radial aufweitbare Dichtung 18, 19 angeordnet. Vom Aufweitbereich 9 aus gesehen ist außerhalb der Dichtung 18 ein auf der Schrägfläche 14 des Spannkonus 10 gleitender, radial aufweitbarer Stützring 20 angeordnet. Ein entsprechender Stützring 21 ist am Spannkonus 11 angeordnet. The clamping cones 10, 11 have inclined surfaces facing the spacer sleeve 12 14, 15 on. The inclined surfaces 14, 15 form with the opposite end faces the spacer sleeve 12 has two circumferential seal receiving grooves 16, 17. In each of the Seal receiving grooves 16, 17 is a circumferential, radially expandable seal 18, 19 arranged. Seen from the widening area 9, there is a outside of the seal 18 on the inclined surface 14 of the clamping cone 10 sliding, radially expandable support ring 20 arranged. A corresponding support ring 21 is arranged on the clamping cone 11.
Deutlich erkennbar ist, daß beide Spannkonen 10, 11 ortsfest am Kern 6 angeordnet, nämlich einstückig mit dem Kern 6 ausgeführt sind. Im Aufweitbereich 9 ist unmittelbar angrenzend an den dem Anschlußende 8 des Kerns 6 nahen Spannkonus 11 ein Vorspannkonus 22 ortsfest am Kern 6 angeordnet, nämlich auch einstükkig mit dem Kern ausgeführt. Die Schrägfläche 23 des Vorspannkonus 22 ist dem angrenzenden Spannkonus 11 zugewandt und bildet mit die entsprechende Dichtungsaufnahmenut 17. It can be clearly seen that both clamping cones 10, 11 are stationary on the core 6 arranged, namely made in one piece with the core 6. In the expansion area 9 is immediately adjacent to the clamping cone which is close to the connecting end 8 of the core 6 11 a prestressing cone 22 is fixedly arranged on the core 6, namely also in one piece with it the core executed. The inclined surface 23 of the prestressing cone 22 is the adjacent Facing the clamping cone 11 and together with it forms the corresponding seal receiving groove 17.
Zur Erzielung einer Vorabdichtung des Aufweitbereiches 9 sind, vom Anschlußende 8 aus, der Stützring 21, die Dichtung 19, die Abstandshülse 12, die Dichtung 18 und der Stützring 20 gemeinsam gegenüber dem Kern 6 in Richtung des Einsteckendes 7 des Kerns 6 verschiebbar. Bei dieser Verschiebebewegung wird die Dichtung 19 durch die Schrägfläche 23 des Vorspannkonus 22 aufgeweitet, während die Dichtung 18 durch die Schrägfläche 14 des Spannkonus 10 aufgeweitet wird. To achieve a pre-sealing of the expansion area 9 are, from Terminal end 8 from, the support ring 21, the seal 19, the spacer sleeve 12, the Seal 18 and the support ring 20 together with respect to the core 6 in the direction of the Insertion end 7 of the core 6 is displaceable. With this shifting movement, the Seal 19 widened by the inclined surface 23 of the prestressing cone 22, while the seal 18 is widened by the inclined surface 14 of the clamping cone 10.
Die Abstandshülse 12 weist stirnseitig eine den Vor- spannkonus 22 zum Teil aufnehmende Aufweitung 24 auf. The spacer sleeve 12 has a front face clamping cone 22 partially absorbing widening 24.
Am Anschlußende 8 des Kerns 6 ist eine Vorspannvorrichtung 25 angebracht. Die Vorspannvorrichtung 25 weist eine auf dem Kern 6 axial verschiebbar angeordnete, an der dem Anschlußende 8 nahen Dichtung 19 bzw. dem entsprechenden Stützring 21 zur Anlage kommende Schubhülse 26, einen an der Schubhülse 26 angreifenden Betätigungshebel 27 und ein ortsfest mit dem Kern 6 verbundenes, pistolenartiges Griffteil 28 auf. Der Betätigungshebel 27 ist in dem Griffteil 28 schwenkbar gelagert. Das Griffteil 28 ist über ein Schraubgewinde 29 mit dem Kern 6 des Druckaufbaudorns 5 fest verbunden. A pretensioning device 25 is attached to the connecting end 8 of the core 6. The pretensioning device 25 has an axially displaceable arranged on the core 6, on the seal 19 close to the connection end 8 or on the corresponding support ring 21 thrust sleeve 26 coming to rest, an actuating lever acting on the thrust sleeve 26 27 and a pistol-like grip part 28 that is fixedly connected to the core 6. The actuating lever 27 is pivotably mounted in the handle part 28. The handle part 28 is firmly connected to the core 6 of the pressure build-up mandrel 5 via a screw thread 29.
In F i g. ist nicht erkennbar, daß die Abstandshülse 12 einen parallel zur Längsachse verlaufenden Dehnungsschlitz aufweist. Demgegenüber zeigt aber F i g. 2 eine Abstandshülse 12, die aus zwei Halbschalen 30, 31 besteht, also zwei parallel zur Längsachse verlaufende Schlitze 32 aufweist. Einer dieser Schlitze 32 ist in F i g. 2 zu erkennen. Die in Fig. 2 in einem Ausführungsbeispiel dargestellte Abstandshülse 12 weist im übrigen noch zwei die Halbschalen 30, 31 betriebsmäßig fest verbindende Überwurfhülsen 33,34 auf. Zur Aufnahme der Überwurfhülsen 33, 34 sind die Halbschalen 30, 31 mit stirnseitig offenen Umfangsnuten 35,36 versehen. In Fig. it cannot be seen that the spacer sleeve 12 is a parallel has extending to the longitudinal axis expansion slot. In contrast, however, F i g. 2 a spacer sleeve 12, which consists of two half-shells 30, 31, that is, two Has slots 32 running parallel to the longitudinal axis. One of those slots 32 is shown in FIG. 2 to recognize. The shown in Fig. 2 in an embodiment Spacer sleeve 12 also has two half-shells 30, 31 operationally firmly connecting union sleeves 33,34. For receiving the union sleeves 33, 34 the half-shells 30, 31 are provided with circumferential grooves 35, 36 which are open at the end.
Aus F i g. ist weiter erkennbar, daß jeder Stützring 20, 21 einen kreisringförmigen, der Schrägfläche 14, 15 des entsprechenden Spannkonus 10, 11 zugeordneten Innenteil und einen axial nach außen anschließenden, hülsenförmigen Außenteil aufweist. Das ist in F i g. 1 so deutlich erkennbar, daß auf die Verwendung von weiteren Bezugszeichen, die die Erkennbarkeit eher verschlechtern würden, verzichtet worden ist. Nicht erkennbar ist in F i g. 1 allerdings, daß jeder Stützring einen Dehnungsschlitz aufweist, der im Innenteil schräg und im Außenteil parallel zur Längsachse verläuft. From Fig. can also be seen that each support ring 20, 21 one circular, the inclined surface 14, 15 of the corresponding clamping cone 10, 11 associated inner part and an axially outwardly adjoining, sleeve-shaped Has outer part. That is in Fig. 1 so clearly recognizable that on the use of further reference symbols, which would rather worsen the recognizability, are dispensed with has been. It cannot be seen in FIG. 1, however, that each support ring has a Has expansion slot inclined in the inner part and parallel to the outer part Longitudinal axis runs.
Am Einsteckende 7 und am Anschlußende 8 des Kerns 6 des in F i g. 1 dargestellten Druckaufbaudorns 5 ist jeweils eine federnde Rückstellvorrichtung 37 bzw. At the insertion end 7 and at the connection end 8 of the core 6 of the in F i g. 1 shown pressure build-up mandrel 5 is in each case a resilient return device 37 or
38 angeordnet. Jede federnde Rückstellvorrichtung 37 bzw. 38 weist ein mit dem Kern 6 verbundenes Widerlager 39 bzw. 40 sowie ein zwischen dem Widerlager 39 bzw. 40 und dem entsprechenden Stützring 20 bzw. 21 wirksames Federelement 41 bzw. 42 auf. Das Widerlager 39 der am Einsteckende 7 angeordneten Rückstellvorrichtung 37 ist als im Querschnitt T-förmiger, vom Einsteckende 7 her in den Kern 6 einschraubbarer Zapfen ausgebildet. Das dortige Federelement 41 kommt im übrigen über einen Zwischenring 43 am Stützring 20 zur Anlage. Das Widerlager 40 der am Anschlußende 8 angeordneten Rückstellvorrichtung 38 ist als mittels der Vorspannvorrichtung 25 auf dem Kern 6 axial verschiebbare Ringscheibe ausgebildet. Dieses als Ringscheibe ausgebildete Widerlager 40 ist über Führungszapfen 44 in Führungsbüchsen 45 im Griffteil 28 der Vorspannvorrichtung 25 geführt.38 arranged. Each resilient return device 37 or 38 has an abutment 39 or 40 connected to the core 6 and one between the abutment 39 or 40 and the corresponding support ring 20 or 21 effective spring element 41 or 42 on. The abutment 39 of the reset device arranged at the insertion end 7 37 can be screwed into the core 6 from the insertion end 7 as having a T-shaped cross section Cones formed. The spring element 41 there comes via an intermediate ring 43 on the support ring 20 to the plant. The abutment 40 arranged at the connection end 8 Resetting device 38 is on the core by means of the pretensioning device 25 6 axially displaceable annular disc formed. This designed as an annular disk Abutment 40 is via guide pins 44 in guide bushings 45 in the handle part 28 of the Pretensioning device 25 out.
Schließlich ist aus F i g. 1 deutlich erkennbar, daß die Federelemente 41, 42 der Rückstellvorrichtungen 37, 38 beide als Tellerfedersäulen ausgeführt sind. Finally, from FIG. 1 clearly shows that the spring elements 41, 42 of the resetting devices 37, 38 are both designed as cup spring columns are.
Was die Dichtungen 18, 19 betrifft, so sind diese beide jeweils aus zwei im wesentlichen ringförmigen, in axialer Richtung hintereinander angeordneten Dichtelementen 46, 47 aufgebaut. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die beiden Dichtelemente 46, 47 jeder Dichtung 18 bzw. 19 aus Materialien gleicher Shore-Härte und haben gleiche Abmessungen. Grundsätzlich können diese Dichtelemente 46, 47 aber auch aus Material unterschiedlicher Shore-Härte bestehen, wobei dann das vom Aufweitbereich 9 aus gesehen innere Dichtelement 46 aus dem Material geringerer Shore-Härte und das äußere Dichtelement 47 aus dem Material größerer Shore-Härte bestehen sollte. Weitere unter Umständen zweckmäßige Ausgesta]tungen der Dichtungen 18, 19 sind in der schon mehrfach genannten DE-OS 33 12 073 beschrieben. As for the seals 18, 19, these are both off two essentially ring-shaped, arranged one behind the other in the axial direction Sealing elements 46, 47 built up. In the illustrated embodiment, there are two sealing elements 46, 47 of each seal 18 and 19 made of materials of the same Shore hardness and have the same dimensions. In principle, however, these sealing elements 46, 47 also from Material of different Shore hardness exist, whereby then the inner sealing element 46 made of the material, as seen from the expansion area 9 lower Shore hardness and the outer sealing element 47 made of the larger material Shore hardness should exist. Further equipment that may be expedient under certain circumstances the seals 18, 19 are described in DE-OS 33 12 073, which has already been mentioned several times.
Die Funktionsweise des in F i g. 1 dargestellten Druckaufbaudorns 5 ist folgende: Ist der Druckaufbaudorn 5 in das Rohrende 3 des Rohres 2 eingebracht, wie das in F i g. 1 dargestellt ist, so wird der Betätigungshebel 27 im Griffteil 28 betätigt und in F i g. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt. The functioning of the in F i g. 1 shown pressure build-up mandrel 5 is the following: If the pressure build-up mandrel 5 is inserted into the pipe end 3 of the pipe 2, like that in Fig. 1 is shown, the operating lever 27 is in the handle part 28 actuated and in F i g. 1 pivoted counterclockwise.
Durch diese Schwenkbewegung wird das Widerlager 39 in F i g. 1 nach links auf dem Kern 6 verschoben. Dieser Bewegung folgen das Federelement 42, die Schubhülse 26, der Stützring 21, die Dichtung 19, die Abstandshülse 12, die Dichtung 18, der Stützring 20 und der Zwischenring 43. Das Federelement 41 wird bei dieser Bewegung ebenso vorgespannt wie das Federelement 42. Die Dichtung 18 wird durch Wechselwirkung mit der Schrägfläche 23 des Vorspannkonus 22 aufgeweitet und kommt abdichtend an der Innenwandung des Rohrendes 3 zur Anlage. Entsprechendes erfolgt bei der Dichtung 18 durch Wechselwirkung mit der Schrägfläche 14 des Spannkonus 10. Nun wird über die Druckmittelzuleitung 13 dem Aufweitbereich 9 Druckmittel zugeleitet.This pivoting movement causes the abutment 39 in FIG. 1 after shifted to the left on the core 6. This movement is followed by the spring element 42, which Push sleeve 26, the support ring 21, the seal 19, the spacer sleeve 12, the seal 18, the support ring 20 and the intermediate ring 43. The spring element 41 is in this Movement just as preloaded as the spring element 42. The seal 18 is through Interaction with the inclined surface 23 of the prestressing cone 22 widened and comes sealing on the inner wall of the pipe end 3 to the plant. The same takes place in the case of the seal 18 by interaction with the inclined surface 14 of the clamping cone 10. Pressure medium is now fed to the expansion area 9 via the pressure medium supply line 13.
Dieses Druckmittel umströmt über die vorliegenden Spalte die Abstandshülse 12 ohne weiteres und füllt den Aufweitbereich 9. Durch den schnell ansteigenden Druck des Druckmittels im Aufweitbereich 9 wird die Dichtung 18 weiter axial nach außen auf der Schrägfläche 14 des Spannkonus 10 heraufgetrieben, der Stützring 20 wird durch die Keilwirkung der Schrägfläche 14 kräftig gegen die Innenwandung des Rohrendes 3 gedrückt. Die beiden Dichtelemente 46 und der 47 der Dichtung t9 werden von der Schrägfläche 23 des Vorspannkonus 22 auf die Schrägfläche 15 des Spannkonus 11 überführt, wobei der Einspannzustand dieser Dichtung 19 unverändert aufrechterhalten bleibt. Auch hier wird dann die Dichtung 19 auf der Schrägfläche 15 des Spannkonus 11 weiter nach außen getrieben und der Stützring 21 wird kräftig gegen die Innenwandung des Rohrendes 3 gepreßt. Dadurch wird gleichzeitig die Schubhülse 26 zum Anschlußende 8 hin zurückgeschoben. Diese Bewegung wird über das Federelement 42 und das Widerlager 40 auf den Betätigungshebel 27 übertragen.This pressure medium flows around the spacer sleeve via the present column 12 easily and fills the expansion area 9. Due to the rapidly increasing The pressure of the pressure medium in the expansion area 9 moves the seal 18 further axially The support ring 20 is driven up on the outside of the inclined surface 14 of the clamping cone 10 is due to the wedge effect of the inclined surface 14 strongly against the inner wall of the Tube end 3 pressed. The two sealing elements 46 and 47 of the seal t9 are from the inclined surface 23 of the prestressing cone 22 to the inclined surface 15 of the clamping cone 11 transferred, the clamped state of this seal 19 being maintained unchanged remain. Here, too, the seal 19 is then on the inclined surface 15 of the clamping cone 11 is driven further outwards and the support ring 21 is strongly against the inner wall of the pipe end 3 pressed. As a result, the thrust sleeve 26 becomes the connection end at the same time 8 pushed back. This movement is via the spring element 42 and the abutment 40 transferred to the actuating lever 27.
Der Druck des Druckmittels im Aufweitbereich 9 wird nun auf einem gewünschten Wert für eine gewünschte Zeit gehalten und danach entspannt. Fällt der Druck des Druckmittels im Aufweitbereich 9 ab, so werden die Stützringe 20, 21 vermittels der Rückstellvorrichtungen 37, 38 zurückgeschoben und der Druckaufbaudorn 5 insgesamt erreicht wieder den in F i g. 1 dargestellten Zustand. The pressure of the pressure medium in the expansion area 9 is now on a desired value held for a desired time and then relaxed. The falls Pressure of the pressure medium in the expansion area 9, so the support rings 20, 21 are mediated the restoring devices 37, 38 pushed back and the pressure build-up mandrel 5 as a whole reaches again the in F i g. 1 state shown.
Der Druckverlauf kann über eine Kontrolleuchte im Griffteil 28 überwacht werden. The pressure curve can be monitored via a control lamp in the handle part 28 will.
Die verschiedenen, auf den Kern 6 des in F i g. 1 dargestellten Druckaufbaudorns 5 aufzubringenden Teile lassen sich vom Einsteckende 7 her montieren, wobei natürlich das Widerlager 39 der Rückstellvorrichtung 37 aus dem Kern 6 herausgeschraubt sein muß. Die Überwurfhülsen 33, 34 der in F i g. 2 dargestellten Abstandshülsen 12 weisen dabei einen solchen Innendurchmesser auf, daß sie ohne weiteres über den Spannkonus 10 geschoben werden können, ohne daß ein Dehnungsschlitz vorhanden sein müßte. The various, on the core 6 of the in F i g. 1 shown pressure build-up mandrel 5 parts to be applied can be assembled from the insertion end 7, with of course the abutment 39 of the resetting device 37 can be screwed out of the core 6 got to. The union sleeves 33, 34 of the in F i g. 2 have spacer sleeves 12 shown it has such an inner diameter that it easily over the clamping cone 10 can be pushed without an expansion slot should be available.
Claims (17)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19843408863 DE3408863C1 (en) | 1984-03-10 | 1984-03-10 | Pressure build-up mandrel for securing a tube in a tube plate or the like |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19843408863 DE3408863C1 (en) | 1984-03-10 | 1984-03-10 | Pressure build-up mandrel for securing a tube in a tube plate or the like |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3408863C1 true DE3408863C1 (en) | 1985-06-05 |
Family
ID=6230140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843408863 Expired DE3408863C1 (en) | 1984-03-10 | 1984-03-10 | Pressure build-up mandrel for securing a tube in a tube plate or the like |
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Legal Events
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| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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