DE3939356A1 - Mechanischer rohrexpander - Google Patents
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21D39/08—Tube expanders
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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.
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