DE3939356A1 - Mechanischer rohrexpander - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Rohrexpander mit einem pyramidischen Vielkant und mit an dessen Mantelflächen anliegenden, in axialer Richtung relativ zu dem Vierkant verschiebbaren Segmenten, wobei in die Längsmitten der Kanten des Vielkantes Nuten eingearbeitet sind, deren Seitenflächen Führungen für die entsprechend gestalteten Segmente darstellen (DE-PS 26 11 702).

Durch die DE-PS 26 11 702 sind Segmente bekannt, die mittels T-förmiger Bronzeleisten in einer T-förmigen, konisch zulaufenden Nut des Vielkantes geführt sind. Diese Lösung hat sich nur zum Teil bewährt, weil die Bearbeitung der durchgehenden konischen Nuten kostenaufwendig ist. Nachteilig ist auch die Schwächung des Vielkantes und die Verringerung der Auflageflächen der Segmente am Mantel des Vielkantes, insbesondere am dünnen Ende des Vielkantes. Die weit überstehenden Randbereiche der Segmente brechen häufig unter hohen Lasten ab. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß bei Leerfahrt unter dem Schwerkrafteinfluß die Segmente zwischen zwei Arbeitshüben abkippen, wodurch ein ungleichmäßiger und unvollkommener Schmierfilm entsteht.

Außerdem können in die durch das Abkippen der Segmente entstehenden Spalte Schmutzpartikel zwischen die Gleitflächen gelangen, die unter Last zu schweren Beschädigungen der höchst beanspruchten Gleitflächen führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von dem Stand der Technik und seinen Nachteilen die Aufgabe zugrunde, die Führung der Segmente eines mechanischen Rohrexpanders an dem pyramidischen Vielkant so auszubilden, daß eine optimal große Anlagefläche der Segmente am Mantel des Vielkantes hohe Kräfte aufzunehmen in der Lage ist und gleichzeitig eine sichere Führung und ein sicheres Halten der Segmente gewährleistet ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Segmente an ihren einlaufseitigen Innenseiten auf eine Länge von ca. 5 bis 30% ihrer Gesamtlänge schwalbenschwanzförmig ausgearbeitet sind und die Seitenflächen der schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen an jeweils einer Seitenfläche zweier benachbarter in dem Vielkant eingearbeiteter Nuten gleiten, deren Länge auf den Verschiebeweg der Segmente beschränkt ist und daß die der Einlaufseite abgekehrten Enden der Segmente mittels radial wirkender Federn gegen die Mantelflächen des Vielkantes gehalten werden.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird erreicht, daß, insbesondere der unter stärkster Beanspruchung stehende dünne Bereich des Vielkants, nicht durch Nuten geschwächt wird. Die Führung wird ausschließlich in den weniger belasteten und dickwandigeren Bereich des Prismas verlegt. Die flache schwalbenschwanzförmig ausgebildete Nut des Vielkantes schwächt letzteren deutlich weniger, als die bisherige T-Nut. Die Bearbeitung der nicht mehr konischen Nuten ist wesentlich vereinfacht.

Durch die getroffenen Maßnahmen vergrößern sich die trapezförmigen Anlageflächen der Segmente am Mantel des Vielkantes um ca. 25%. Das bedeutet, daß sich die Flächenpressung reduziert und es dadurch möglich wird, bei gleichgroßer Flächenpressung dickwandigere Rohre mit höheren Festigkeiten zu expandieren, wie dies von den Großrohrwerken seit langem gefordert wird.

Darüber hinaus ergibt sich eine günstige Gleitflächenschmierung, weil glatte, ununterbrochene Gleitflächen gebildet werden. Die Anzahl der Schmierbohrungen läßt sich dadurch reduzieren.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Federn zum Andrücken der Segmentenden gegen die Mantelflächen des Vielkantes halten die Segmente in ständigem Kontakt, so daß ein Eindringen von Schmutzpartikeln zwischen den Gleitflächen unmöglich wird.

Günstigerweise werden die schwalbenschwanzförmigen Anstellungen in Bronzeschuhen gebildet, die an den Segmenten befestigt sind. Zur Aufnahme von Seitenkräften können zusätzliche Paßfedern zwischen den Segmenten und den Bronzeschuhen eingelegt sein.

Nach einem günstigen Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die zum radialen Halten der Segmente vorgesehenen Federn trapezförmige Blattfedern sind, die mit ihren schmalen Enden auf die Segmente drücken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rohrexpander,

Fig. 2 eine Ansicht auf den Rohrexpander,

Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch ein Führungselement und

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Rohrexpander im Bereich eines Führungselementes.

In Fig. 1 ist mit 1 der Vielkant bezeichnet, welcher pyramidenförmig ausgebildet ist und der an seiner Mantelfläche die Segmente 2 trägt, von denen eines im Halbschnitt dargestellt ist. Jedes Segment 2 wird an seinem dünneren Ende am dickeren Ende des Vielkantes 1 in einer Führung 3 gehalten, die am Segment als Bronzeschuh ausgebildet ist. Am dickeren Ende des Segmentes 2 bzw. am dünneren Ende des Vielkantes 1 wird jedes Segment 2 mit Hilfe einer Blattfeder 4 radial gegen den Vielkant 1 gedrückt, wobei die Blattfedern an dem Holm 15 des Rohrexpanders einseitig befestigt sind, so daß ihr freies Ende auf das Segment 2 drückend, dieses in jeder Radialstellung der Segmente hält. Zum Verschieben des Vielkantes 1 ist eine übliche hydraulische Verschiebeeinrichtung vorgesehen, deren Zugstange bei 5 angedeutet ist. Zur Schmierung der Gleitfläche zwischen Segment 2 und Vielkant 1 sind Bohrungen 6 im Vielkant 1 vorgesehen.

In Fig. 2 sind die Segmente 2 in der Ansicht dargestellt. Es ist erkennbar, daß die Blattfedern 4 trapezförmig ausgebildet und an ihrem breiteren Ende befestigt sind. Die Segmente 2 sind mit dem Holm 15 des Rohrexpanders in bekannter Weise über T-Steinführungen radial beweglich verbunden, wie sie bei 7 dargestellt sind.

Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung die radiale Halterung und Führung der Segmente 2 mit Hilfe der erfindungsgemäß ausgebildeten Führung 3. Die Führung besteht im Ausführungsbeispiel aus dem Bronzeschuh 9, der in einer entsprechenden Ausnehmung des Segmentes 2 mit Schrauben 8 an diesem befestigt ist. Eine Paßfeder 9 in der Achsebene des Segmentes nimmt die Seitenkräfte auf.

Wie in Fig. 4 deutlich erkennbar, ist die Führung 3, d. h. der Bronzeschuh mit einer schwalbenschwanzförmigen Ausnehmung 10 versehen, die den entsprechend ausgebildeten Teil des Vielkantes 2 umklammert, der zwischen zwei benachbarten Nuten 11 und 12 gebildet wird, welche in Längsrichtung im Kantenbereich des Vielkantes verlaufen. Wie Fig. 3 zeigt, ist die Länge der Nuten 11, 12 auf die Länge des Verschiebeweges des Vielkantes 1 gegenüber den Segmenten 2 beschränkt, so daß lediglich ein Teil des Vielkantes durch die Nuten geschwächt ist, und zwar derjenige Teil, der im dicken Bereich des Vielkantes liegt. Zur Schmierung des Führungselementes 3 dienen Ölbohrungen 13 innerhalb des Vielkantes.

Claims (3)

1. Mechanischer Rohrexpander mit einem pyramidischen Vielkant und mit an dessen Mantelflächen anliegenden, in axialer Richtung relativ zu dem Vielkant verschiebbaren Segmenten, wobei in die Längsmitten der Kanten des Vielkantes Nuten eingearbeitet sind, deren Seitenflächen Führungen für die entsprechend gestalteten Segmente darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (2) an ihren einlaufseitigen Innenseiten auf eine Länge von ca. 5 bis 30% ihrer Gesamtlänge schwalbenschwanzförmig (10) ausgearbeitet sind, und die Seitenflächen (14) der schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen (10) an jeweils einer Seitenfläche zweier benachbarter in den Vielkant eingearbeiteter Nuten (11, 12) gleiten, deren Länge auf den Verschiebeweg des Vielkantes (1) gegenüber den Segmenten (2) beschränkt ist und daß die der Einlaufseite abgekehrten Enden der Segmente (2) mittels radial wirkender Federn (4) gegen die Mantelflächen des Vielkantes (1) gehalten werden.

2. Mechanischer Rohrexpander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen (10) in Bronzeschuhen gebildet werden, die an den Segmenten (2) befestigt sind.

3. Mechanischer Rohrexpander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum radialen Halten der Segmente (2) vorgesehenen Federn (4) trapezförmige Blattfedern sind, die mit ihren schmalen Enden auf die Segmente (2) drücken.