Vorrichtung zum druckdichten Befestigen von Rohren in Rohrböden

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum druckdichten Befestigen von Rohren in Rohrböden durch Aufweiten des innerhalb des Rohrbodens liegenden Rohrendes mittels einer in das jeweilige Rohrende einführbaren Sonde. Die Sonde bildet durch mindestens zwei im Abstand voneinander befindliche Dichtungen mit dem aufzuweitenden Rohrstück einen Ringraum, der zum Aufweiten mit Druckmittel gefüllt wird, das durch einen an der Sonde angeordneten Druckübersetzer auf den für den jeweiligen Aufweitvorgang erforderlichen Druck gebracht wird. Der Druckübersetzer umfaßt einen mit Arbeitsmittel beaufschlagbaren Niederdruckkolben und einen auf das Druckmittel im Ringraum einwirkenden Hochdruckkolben geringerer Kolbenfläche. Um das Bauvolumen und das Gewicht der Vorrichtung zu verringern, ist der in einem Gehäuse verschiebbar geführte Niederdruckkolben mit einer zentralen Bohrung versehen, in die der feststehend mit dem Gehäuse verbundene Hochdruckkolben hineinragt und die über eine den Hochdruckkolben durchdringende Hochdruckleitung mit der Mantelfläche der Sonde zwischen den Dichtungen verbunden ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum druckdichten Befestigen von Rohren in Rohrböden durch Aufweiten des innerhalb des Rohrbodens liegenden Rohrendes mittels einer in das jeweilige Rohrende einführbaren Sonde, welche durch mindestens zwei im Abstand voneinander befindliche Dichtungen mit dem aufzuweitenden Rohrstück einen Ringraun bildet, der zum Auflweiten mit Drucknittel gefüllt wird, das durch einen an der Sonde angeordneten Druckübersetzer auf den für den jeweiligen Aufweitvorgang erforderlichen Druck gebracht wird, wobei der Druckübersetzer einen mit Arbeitsmittel beaufschlagbaren Niederdruckkolben und einen auf das Druckmittel im Ringraum einwirkenden Hochdruckkolben geringerer Kolbenfläche umfaßt.

[0002] Eine Vorrichtung der voranstehend beschriebenen Art ist beispielsmeise aus der DE-PS 2 616 523 bekannt. Bei der nraktischen Ausbildung dieser bekannten Konstruktion ist der Hochdruckkolben nit dem Niederdruckkolben verbunden und ragt nit seinem vorderen Ende in ein Zylindergehäuse hinein,das über eine Hochdruckleitung mit der Mantelfläche der Sonde zwischen den Dichtungen verbunden ist.

[0003] Bei dieser bekannten Konstruktion ercibt sich ein großer Raumbedarf für den an der Sonde angeordneten Druckübersetzer, weil sowohl der Niedergruckkolben als auch der Hcchdruckkolben ein eigenes Zylindergehäuse benötigt, die zuden hintereinander angeordnet sind. Weiterhin besitzt der Druckübersetzer ein hohes Gewicht, weil insbesondere das Zylindergehäuse des Hochdruckkolbens sehr starkwandig ausgeführt werden muß, um die in der Praxis auftretenden hohen Drücke aufnehmen zu können. Da der Druckübersetzer mit der Sonde bewegt und gehalten werden muß, ergibt sich eine insgesamt großvolumige und schwere Vorrichtung, die das mit hoher Präzision durchzuführende Arbeiten erschwert.

[0004] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Bedienung einer Vorrichtung der voranstehend beschriebenen Art dadurch zu erleichtern, daß der mit der Sonde verbundene Druckübersetzer erheblich kleiner und leichter ausgeführt wird.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der in einem Gehäuse verschiebbar ceführte Niederdruckkolben mit einer zentralen Bohrung versehen ist,in die der feststehend mit dem Gehäuse verbundene Hochdruckkolben hineinragt und die über eine den Hochdruckkolben durchdringende Hochdruckleitung mit der Mantelfläche der Sonde zwischen den Dichtungen verbunden ist.

[0006] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung entfällt ein zusätzliches Gehäuse für den Hochdruckkolben,weil dieses durch den mit der zentralen Bohrung versehenen Niederdruckkolben gebildet wird. Hierdurch wird jedoch nicht nur eine räumliche Verkleinerung des Druckübersetzers erzielt,sondern auch eine erheblich günstigere Aufnahme der im Hochdruckraum herrschenden Drücke. Der durch die Bohrung im Niederdruckkolben gebildete Hochdruckraum ist nämlich nicht nur von der wegen der Druckflächendifferenz sehr kräftigen Wand des Niederdruckkolbens unoeben,sondern zusätzlich von der Hand des Gehäuses, in der der Niederdruckkolben verschiebbar geführt ist. Beide Bauteile nehmen somit die im Hochdruckraum herrschenden Kröfte auf, so daß leichtere werkstoffe und geringere Abmessungen für den Druckübersetzer verwendet werden können, der somit nicht nur erheblich kleiner, sondern auch wesentlich leichter ausgeführt werden kann.

[0007] Um die Stabilität zu erhöhen und insbesondere das Entstehen von Kerbrissen zu vermeiden,sind gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Stirnfläche des Niederdruckkolbens und/oder des Hochdruckkolbens nach außen gewölbt und die Gegenfläche des Gehäuses bzw. der Bohrung im Niederdruckkolben entsorechend konkav ausgebildet. Zur Verbesserung der Führung auf dem feststehenden Hochdruckkolben ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Niederdruckkolben mit einer dickwandigen Verlängerung seines Kolbenmantels versehen.

[0008] Mit der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, die Verlänger- un^g des Niederdruckkolbens mit konischen Anschlagflächen für entsprechende Anlageflächen auszubilden,die an demjenigen Teil des Gehäuses ausgebildet sind, der den Hochdruckkolben ungibt. Diese Weiterbildung schützt den Druckübersetzer vor Beschädigungen oder Zerstörungen, wenn beispielsweise durch Undichtigkeiten im aufzuweitenden Ringraum der Niederdruckkolben in seine Endstellung innerhalb des Gehäuses gelangt.

[0009] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse durch ein büchsenförmiges Gehäusehauptteil mit der zylindrischen Führungsfläche für den Niederdruckkolben und durch ein den Hochdruckkolben tragendes Gehäusevorderteil gebildet,an den zugleich die Sonde befestigt ist. Hierdurch ercibt sich eine nur wenige Bauteile umfassende Ausführung.

[0010] Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn ir Gehäusevorderteil ein Zweiwegeventil angeordnet wird, durch das die Hochdruckleitung wahlweise mit einer druckloser' Vorratsbehälter oder mit der Druckleitung einer Pumpe für das Druckmittel verbindba r ist.

[0011] Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel r erfindungsge- mäßen Vorrichtung erhand eines schematischen Längsschnittes dargestellt.

[0012] Die Vorrichtung zum druckdichten Befestigen vor Rohren in Rohrböden umfaßt ein Gehäuse 1,das durch ein büchsenförmiges Gehäusehauptteil la und ein Gehäusevorderteil 1b gebildet wird, die bein Ausfügrungsbeispiel miteinander verschraubt sind. Im Gehäusehauptteil la ist eine zylindrische Fügrungsfläche lc für einen Niederdruckkolben 2 ausgebildet, der an seinem Kolbennantel mit Dichtringen 3 versehen ist. Die Kolbenfläche 2a des Niederdruckkolbens 2 ist nach außen gewölbt. Die Gegenfläche 1d des Gehäusehauptteils la ist entsprechend konkav ausgeführt.

[0013] In Niederdruckkolben 2 ist eine zentrale Bohrung 2b ausgebildet, in die ein Hochdruckkolben 4 hineinragt, Auch dieser Hochdruckkolben 4 ist nit nehreren Dichtringen 5 versehen, um eine Dichtung zwischen Hochdruckkolben 4 und Niederdruckkolben 2 zu erzielen. Der Hochdruckkolben 4 ist feststehend am Gehäuse 1 anceordnet. Bein Ausführungsbeipiel ist er einstückig mit den Gehäusevorderteil lb ausgeführt. Auch beim Hochdruckkolben 4 ist die Kolbenfläche 4a nach außen gewölbt. Die entsprechende Gegenfläche 2c in Grund der zentralen Bohrung 2b im Niederdruckkolben 2 ist wiederum konkav ausgeführt.

[0014] Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist unmittelbar an Gehäusevorderteil 1b des Gehäuses 1 eine in das aufzuweitende Rohrende einzuführende Sonde 6 befestigt. Auf dieser Sonde 6 sind zwei Dichtungen 7 angeordnet, die nach dem Einführen der Sonde 6 in ein innerhalb eines Rohrbodens liegendes Rohrende mit dem aufzuweitenden Rohrstück und der zwischen den Dichtungen 7 liegenden Mantelfläche der Sonde 6 einen Ringraun bilden, der zum Aufweiten mit Druckmittel gefüllt wird. Der für den jeweiligen Aufweitvorgang erforderliche Druck dieses Druckmittels wird im Hochdruckraum 8 des voranstehend beschriebenen Druckübersetzers erzeugt. Zu diesem Zweck ist der Hochdruckraum 8 über eine den Hochdruckkolben 4 durchdrigende Hochdruckleitung 9 mit der Mantelfläche der Sonde 6 zwischen den Dichtungen 7 verbunden. Beim Ausführungsbeispiel besteht diese Hochdruckleitung 9 au seiner den Hochdruckkolben 4 und das Gehäusevorderteil 1b sowie einen Teil der Sonde 6 durchdringenden Längsbohrung.

[0015] Um die aus dem Gehäuse 1 und der Sonde 6 bestehende Vorrich- tun^g in das jeweils aufzuweitende Rohrende einführen zu können, und hierbei die Handhabung zu verbessern, ist beim Ausführungsbeispiel das Gehäusehauptteil la mit einen pistolenartigen Handgriff 10 versehen. An Gehäusevorderteil 1b ist ein zusätzlichern Haltegriff 11 angebracht.

[0016] Auf der Zeichnung ist weiterhin schematisch ein Schaltschema für das zum Aufweiten verwendete Drucknittel dargestellt. Die Darstellung zeigt einen drucklosen Vorratsbehälter 12 für das Druck. mittel, der über eine Ansaugleitung 13 mit einer Pumpe 14 verbunden ist. Die Druckleitung 15 dieser Pumpe 14 führt zum Gehäusehauptteil la, um die Kolbenfläche 2a des Niederdruckkolbens 2 mit Druckmittel zu beaufschlagen.

[0017] Damit das Druckmittel auch in den Hochdruckraun 8 des Druckübersetzers gelangen kann, ist in der Druckleitung 15 der Pumpe 14 ein Umschaltventil 16 angeordnet, über welches die Druckleitung 15 mit der zum Hochdruckraum 8 führenden Hochdruckleitung 9 im Gehäusevorderteil 1b verbunden werden kann. Die Verbindung geschieht mit Hilfe einer Verbindungsleitung 17 und eines Zweiwegeventils 18, das im Gehäusevorderteil 1b angeordnet ist. An dieses Zweiwegeventil 18 ist eine Rückflußleitung 19 angeschlessen, die zun Vorratsbehälter 12 führt.

[0018] Sobald die Sonde 6 in ein aufzweitendes Rohrende eingesetzt und ausgerichtet worden ist, wird durch die Pump 14 Druckmittel aus dem Verratsbehälten 12 über die Ansaugleitung 13 angesougt und über die Druckleitung 15, das Umschaltventil 16 und die Verbindungsleitung 17 dem Zwewegeventil 18 zugeführt. Dieses Zweiwegeventil 18 stellt die Verbindung mit der Hochdruckleitung 9 her, so daß sowohl der durch die Dichtungen 7 abgedichtete Ringraum um die Sonde 6 als auch der Hochdruckraum 8 des Druckübersetzers mit Druckmittel gefüllt werden. Hierbei wird der Niederdruckkolben 2 in seine in der Zeichnung dargestellte Ausgangsstellung verschoben.

[0019] Anschließend wird das Unschaltventil 16 in die auf der Zeichnung dargestellte Stellung gebracht, in der es die Pumpe 14 mit der Kolbenfläche 2a des Niederdruckkolbens 2 verbindet. Hierdurch wird der Niederdruckkolben 2 in der Zeichnung nach links bewegt. Diese Belegung verursacht eine Druckerhöhung im Hochdruckraum 8 und damit im Ringraum innerhalb des aufzuweitenden Rohrendes. Diese Druckerhöhung entspricht dem Verhältnis der Kolbenfläche 2a zur Kolbenfläche 4a. Durch Regelung des in der Druckleitung 15 erzeugten Druckes kann somit jeder gewünschte Aufweitdruck erzeugt werden.

[0020] Sobald der Aufweitvorgang abgeschlossen ist, wird das Zweiwegeventil 18 derart umgeschaltet,daß nunmehr die Hochdruckleitung 9 mit der Rückflußleitung 19 verbunden ist. Hierdurch gelangt das Druckmittel in den Vorratsbehälter 12,bevor die Sonde 6 aus dem aufgeweiteten Rohrende herausgezogen wird. Nach Umschalten sowohl des Zweiwegeventils 18 als auch des Umschaltventils 16 steht die Vorrichtung für einen erneuten Aufweitvorgang zur Verfügung.

[0021] Durch die Anordnung des Hochdruckkolbens 4 innerhalb des Niederdruckkolbens 2 werden die im Hochdruckraum 8 entstehenden hohen Druckkräfte sowohl vom Niederdruckkolben 2 als auch vom Gehäusehauptteil la aufgenommen. Es werden somit zwei Bauteile zur Aufnahme der sehr hohen Kräfte herangezogen.Die gewölbten Kolbenflächen 2a und 4a sowie Gegenflächen Id und 2c vermeiden das Entstehen von Kerbspannungen und schaffen eine zuverlässige Anlage des Kolbens in der jeweiligen Endstellung. Um die Füh- run^g des Niederdruckkolbens 2 auf dem feststehenden Hochdruckkolben 4 zu verbessern, ist der Niederdruckkolben 2 nit einer dickwandigen Verlängerung 2e seines Kolbenmantels versehen. Diese Verlängerung 2e ist mit konischen Anschlagflächen 2f für entsprechende Anlageflächen le ausgebildet,die am Gehfusevorderteil 1b in denjenigen Bereich ausgebildet sind,der den Hochdruckkolben 4 umgibt. Durch diese konischen Anschlagflächen 2f und entsprechenden Anlageflächen le wird eine sichere Anlage des Niederdruckkolbens 2 auch in der anderen Endstellung am Gehäusevorderteil 1b erreicht,beispielsweise wenn durch einen plötzlichen Druckabfall im Hochdruckraum 8 der Niederdruckkolben 2 schlagartig in seine vordere Endstellung gelangt.

[0022] Bezugsziffernliste:

1 Gehäuse

la Gehäusehauptteil

1b Gehäusevorderteil

lc Führunosfläche

1d Gegenfläche

le Anlagefläche

2 Niederdruckkolben

2a Kolbenfläche

2b Bohrung

2c Gegenfläche

2e Verlängerung

2f Anschlagfläche

3 Dichtring

4 Hochdruckkolben

4a Kolbenfläche

5 Dichtring

6 Sonde

7 Dichtung

8 Hochdruckraum

9 Hochdruckleitung

10 Handgriff

11 Haltegriff

12 Vorratsbehälten

13 Ansaugleitung

14 Pumpe

15 Druckleitung

16 Unschaltventil

17 Verbindungsleitung

18 Zweiwegeventil

19 Rückfußleitung

Ansprüche

1. Vorrichtung zum druckdichten Befestigen von Rohren in Rohrböden durch Aufweiten des innerhalb des Rohrbodens liegenden Rohrendes mittels einer in das jeweilige Rohrende einführbaren Sonde, welche durch mindestens zwei im Abstand voneinander befindliche Dichtungen mit den aufzuweitenden Rohrstück einen Ringraum bildet, der zum Aufweiten mit Druckmittel gefüllt wird, das durch einen an der Sonde angeordneten-Druckübersetzer auf den für den jeweiligen Aufweitvorgang erforderlichen Druck gebracht wird, wobei der Druckübersetzer einen mit Arbeitsmittel beaufschlagbaren Niederdruckkolben und einen auf das Druckmittel im Ringraum einwirkenden Hochdruckkolben geringerer Kolbenfläche umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der in einem Gehäuse (1) verschiebbar geführte Niederdruckkolben (2) mit einer zentralen Bohrung (2b) versehen ist, in die der feststehend mit dem Gehäuse (1) verbundene Hochdruckkolben (4) hineinragt und die über eine den Hochdruckkolben (4) durchdringende Hochdruckleitung (9) mit der Mantelfläche der Sonde (6) zwischen den Dichtungen (7) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenfläche (2a, 4a) des Niederdruckkolbens(2) und/oder des Hochdruckkolbens (4) nach außen gewölbt und die Gegenfläche (ld, 2c) des Gehäuses (1) bzw. der Bohrung (2b) in Niederdruckkolben (2) entsprechend konkav ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckkolben (2) mit einer dickwandingen Verlängerung (2e) seines Kolbenmantels versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (2e) des Niederdruckkolbens (2) mit konischen Anschlaglänchen (2f) für entsprechende Anlageflächen (le) ausgebildet ist,die an demjenigen Teil des Gehäuses (1) ausgebildet sind, das den Hochdruckkolben (4) umgibt.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) durch ein büchsenförmiges Gehäusehauptteil (la) mit der zylindrischen Führungsfläche (1c) für den Niederdruckkolben (2) und durch ein den Hochdruckkolben (4) tragendes Gehäusevorderteil (1b) gebildet ist, an dem zugleich die Sonde (6) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß im Gehäusevorderteil (lb) ein Zweiwegeventil (18) angeordnet ist, durch das die Hochdruckleitung (9) wahlweise mit einem drucklosen Vorratsbehälter (12) oder mit der Druckleitung (15) einer Pumpe (14) für das Druckmittel verbindbar ist.

Zeichnung