DE3720485A1 - Vorrichtung zum aufweiten von rohren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des 1. Anspruchs. Um Rohre (z. B. Kesselrohre) durch Aufweiten im plastischen Bereich in umgebenden Bauteilen (z. B. dem Rohrboden) zu befestigen, sind neben mechanischen Vorrichtungen auch solche bekannt, bei denen der erforderliche Aufweitedruck auf hydraulischem Wege aufgebracht wird.

Besondere Schwierigkeiten treten dann auf, wenn das Rohr nur über einen definierten begrenzten Bereich aufgeweitet werden soll. Hierzu werden zylindrische Sonden verwendet, in denen das Druckfluid bis in den aufzuweitenden Bereich fließt, wobei dieser gegenüber dem restlichen Zwischenraum zwischen Sonde und Rohr abgedichtet werden muß. Dieses Dichtproblem ist nicht für alle Anwendungsfälle zufriedenstellend gelöst. Werden Dichtungen verwendet, die über die Kontur der Sonde soweit hinausragen, daß sie beim Einführen der letzteren in das Rohr an dessen Innenwandung zum Anliegen kommen, sind die Dichtungen bereits nach wenigen Einsätzen zerstört. Werden aufblasbare O-Ringe verwendet, die im nicht aufgeblasenen Zustand in die Kontur der Sonde zurücktreten, müssen besondere Einrichtungen geschaffen werden, die sicherstellen, daß das Druckfluid erst dann in den aufzuweitenden Bereich eingeleitet wird, wenn die Dichtungen bereits an der Rohrwandung zum Anliegen gekommen sind (vergl. z. B. die JP-A 55 50 933). Dann wiederum stellt das Entlüften des abgedichteten Arbeitsbereichs ein Problem dar; dabei lassen sich Verluste an Druckfluid kaum vermeiden. Aus der DE-A 32 03 144 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der das Druckfluid nicht unmittelbar auf die Rohrwandung einwirkt, sondern durch Aufweiten einer aus einem inkompressiblen Elastomer hergestellten Druckmanschette, die im nicht aufgeweiteten Zustand in die Kontur der Sonde zurücktritt, wozu diese mit einer entsprechenden Ringnut versehen ist. Diese Manschette hat keine Dichtfunktion, diese wird vielmehr durch besondere, in den Auslaßkanälen für das Druckfluid angeordnete, ebenfalls elastische Körper bewirkt, die sich unter der Einwirkung des Drucks zunächst so verformen, daß die Druckauslaßkanäle abgedichtet werden und die dann die Druckwirkung auf die Manschette übertragen. Auch hier wird sich ein Austreten des Druckfluids nicht völlig vermeiden lassen; dazu kommt der Nachteil, daß die Aufweitung axial gesehen ungleichmäßig erfolgt.

In der DE-A 35 30 600 hat eine Anmelderin ein Verfahren zum Befestigen von Antriebselementen auf einer Hohlwelle beschrieben, bei dem eine Vielzahl von Antriebselementen (z. B. Nocken) auf ein Rohr geschoben werden und dieses in einem Arbeitsgang selektiv im Bereich aller Antriebselemente aufgeweitet wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Aufweitvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die so robust ist, daß sie auch in einer Serienfabrikation von Massenteilen derart verwendet werden kann, daß Dichtungs-, d. h. Werkzeugwechsel z. B. während der Dauer einer Arbeitsschicht vermieden werden können.

Darüber hinaus soll die Vorrichtung ohne Verlust von Druckfluid (mit der damit einhergehenden Verschmutzung der Werkstücke) betrieben werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des 1. Anspruchs angegebenen Mittel. Ein Austreten von Druckfluid in den Zwischenraum zwischen Sonde und Rohr ist dann völlig ausgeschlossen. Zugleich teilt sich der Druck gleichmäßig über den nicht durch Stoffschluß mit dem Sondenkörper verbundenen Teil der Manschette mit und es ergibt sich eine stetige Aufweitung des Rohres über die volle Länge des gewünschten Bereiches. Da die aufgeweiteten Bereiche in ihrer Länge im allgemeinen nur einen Bruchteil der Gesamtlänge der herzustellenden Hohlwelle ausmachen, führt das Verdrängen der Luft aus den Arbeitsbereichen in die dazwischenliegenden Bereiche nur zu einem verhältnismäßig geringen Druckanstieg, der für eine plastische Verformung dieser Abschnitte des Rohres nicht ausreicht, so daß auf eine Entlüftung dieser Bereiche unter Umständen verzichtet werden kann. Die Druckmanschette weist auch keine Kanten auf, an denen Quetschungen und damit vorzeitige Zerstörungen auftreten können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Elastomer­ körper (oder, wenn zur gleichzeitigen Aufweitung mehrerer Bereiche ebenso viele der erfindungsgemäßen Vorrichtungen im Verbund gebraucht werden) der an der Spitze der Sonde gelegene die Gestalt einer aufgesetzten Kappe auf. Das Einführen der Sonde in das Rohr wird so erleichtert, indem ein etwaiges Anstoßen der ersteren zu keinen Beschädigungen führen kann.

Im 3. und 4. Anspruch werden zwei Verbindungstechniken angesprochen, mit deren Hilfe sich eine zuverlässige stoffschlüssige Verbindung des Elastomer- mit dem Sondenkörper erreichen läßt.

Die im 5. Anspruch vorgeschlagene Ausgestaltung der Erfindung, insbesondere in ihrer im 6. Anspruch angegebenen weiteren Ausgestaltung entlastet die Verbindungsstelle von Scherkräften, wodurch deren Lebensdauer erhöht wird.

Der 7. Anspruch bezieht sich auf eine bevorzugte Ausführungsform, bei der ein einfacher hohlzylindrischer Elastomerkörper verwendet werden kann, der nur im Bereich außerhalb der Ringnut mit dem Sondenkörper verbunden ist. Die Breite der Ringnut entspricht dann auch der Länge des aufzuweitenden Bereichs.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar im Längsaxialschnitt. Dieses Beispiel illustriert die an der Spitze einer Sonde anzubringende Vorrichtung; diese kann ohne erfinderisches Zutun unschwer so abgeändert werden (z. B. durch das Vorsehen von Gewinden an beiden Enden), daß mehrere der Vorrichtungen hintereinander verbunden werden können, so daß wie gefordert eine entsprechende Anzahl von Aufweitvorgängen in nur einem Arbeitsgang erfolgen kann. Die Zeichnung illustriert das Beispiel einer Hohlwelle 1, auf der Nocken 2 befestigt werden sollen, indem durch Aufweitung erstere plastisch, letztere jedoch nur elastisch verformt werden, wodurch der Nocken 2 unverrückbar auf der Hohlwelle 1 festgehalten wird. An einem Sondenkörper 3, der in seinem Inneren mit einer Zuleitung 4 für Druckfluid versehen ist, ist ein Sondenkopf 5 mittels eines Gewindes 6 befestigt, in dessen Innerem eine Fortsetzung 7 der Zuleitung für Druckfluid angelegt ist, unter Zwischenlage einer Dichtung 8. Von der Zuleitung 7 geht eine radiale Bohrung 9 aus, die in einer umlaufenden Ringnut 10 endet. Auf den Sondenkopf 5 ist eine elastische Druckmanschette 11 aufgeschoben, die hier, am Ende der Sonde, die Gestalt einer Kappe und sonst die eines Hohlzylinders hat; im Bereiche der Ringnut 10 liegt die Druckmanschette 11 hohl, außerhalb desselben ist sie jedoch auf den Sondenkopf 5 aufvulkanisiert oder aufgeklebt. Beim Aufweiten der Druckmanschette 11 wird die Verbindungsstelle zum Sondenkopf 5 Scherkräften ausgesetzt; um diesen besser widerstehen zu können, greifen auf der Oberfläche des Sondenkörpers 5 angelegte umlaufende Rippen 12 in entsprechende, nicht besonders bezeichnete Nuten in der Druckmanschette 11.

• Bezugszeichenliste  1 Hohlwelle
   2 Nocken
   3 Sonde
   4 Zuführung für Druckfluid
   5 Sondenkopf
   6 Gewinde
   7 Zuführung für Druckfluid
   8 Dichtung
   9 radiale Bohrung
  10 Ringnut
  11 Druckmanschette
  12 Rippen

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Aufweiten definierter Bereiche eines Rohres (1) mit einem Sondenkörper (5), der mit einer Zuleitung (4, 7) für Druckfluid versehen ist und mit auf der Mantelfläche des Sondenkörpers angeordneten Auslässen (10) für dasselbe, wobei die Auslässe durch Elastomerkörper (11) abgedeckt sind, die im drucklosen Zustand der Vorrichtung in die Kontur des Sonden­ körpers zurücktreten, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerkörper (11) beiderseits der Auslässe (10) mit dem Sondenkörper (5) stoff­ schlüssig dicht verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein am freien Ende des Sondenkörpers (5) angebrachter Elastomerkörper (11) die Gestalt einer aufgesetzten Kappe hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (11) mit dem Sondenkörper (5) durch Aufvulkanisieren verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (11) mit dem Sondenkörper (5) durch Kleben verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (11) mit dem Sondenkörper (5) zusätzlich durch Formschluß (12) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenkörper (5) mit überstehenden Rippen (12) und der Elastomerkörper (11) mit entsprechenden, die Rippen aufnehmenden Nuten versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (10) die Gestalt von in die Oberfläche des Sondenkörpers (5) eingelassenen Ringnuten aufweisen, die über Radialbohrungen (9) mit einer in axialer Richtung verlaufenden Zuleitung (4, 7) für Druckfluid in Verbindung stehen.