VORRICHTUNG ZUM AUFWEITEN EINES ROHRES

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohres mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

[0002] In der EP 0 468 076 A1 ist eine Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohres offenbart, die eine in das Rohr einführbare Sonde mit einer radial aufweitbaren Aufweithülse aus einem elastisch verformbaren Material enthält. Die Aufweithülse stützt sich mit ihren Enden jeweils auf einer Schulter einer Aufnahmehülse ab. Diese Aufnahmehülsen sind durch eine Zugstange miteinander verbunden und in einander entgegengesetzten Richtungen axial fixiert. Die Zugstange ist durch die Aufweithülse hindurchgeführt und bildet mit Ausnehmungen in den Aufnahmehülsen ringförmige Aussparungen, die jeweils ein Ende der Aufweithülse aufnehmen. Die Aufweithülse wird an einem Teilbereich ihrer Innenfläche über Bohrungen in der Zugstange mit einem Druckmedium beaufschlagt. Die Aufweithülse ist jeweils am Außenumfang im Bereich der sie ringförmig umgebenden Stirnfläche der Aufnahmehülsen mit einer ringförmig umlaufenden Nut zur Aufnahme eines O-Ringes versehen. Diese O-Ringe sollen die Aufweithülse vor Beschädigung schützen, wenn sie bei Druckbeaufschlagung in die zwischen den Aufnahmehülsen und dem aufzuweitenden Rohr befindlichen Hohlräume gequetscht wird.

[0003] Der in der bekannten Ausführungsform verwendete O-Ring muß einerseits über ausreichende elastische Eigenschaften verfügen, um nach der Druckbeaufschlagung erneut in seine ursprüngliche Gestalt zurückzufedern. Andererseits muß er auch über eine genügende mechanische Festigkeit verfügen, um die bei Druckbeaufschlagung auf ihn wirkenden axialen Kräfte aufzunehmen.

[0004] O-Ringe aus einem Material, das innerhalb des Verformungsweges bis zum Anliegen an der Innenwand des Rohres elastisch verformbar ist, beispielsweise O-Ringe aus einem polymeren Werkstoff, können jedoch diese hohen axialen Kräfte nicht aufnehmen, so daß sich die Aufweithülse bei Verwendung solcher O-Ringe in den ringförmigen Zwischenraum zwischen Rohr und Aufnahmehülse quetscht und dabei irreversibel verformt werden kann. Dies hat nicht nur eine Beschädigung der Aufweithülse zur Folge, sondern bewirkt überdies, daß ein Bergen der Sonde nach erfolgtem Aufweiten erschwert wird.

[0005] Andererseits besteht bei der Verwendung eines O-Ringes aus einem unelastischen Material oder einem Material mit einem kleinen Elastizitätsbereich die Gefahr einer dauerhaften plastischen Verformung, die ebenfalls dazu führt, daß die Sonde nicht oder nur noch sehr schwer aus dem Rohr geborgen werden kann.

[0006] Es hat sich herausgestellt, daß die sich widersprechenden Anforderungen an die Elastizität und an die Festigkeit eines solchen Stützringes von allen in Frage kommenden Werkstoffen nicht oder nur ungenügend befriedigt werden.

[0007] In der EP 0 314 267 A2 wird zum Vermeiden der vorstehend genannten Probleme vorgeschlagen, zwei aus einer Vielzahl zueinander verschiebbarer Segmente bestehende metallische Stützringe zu verwenden, die jeweils durch einen elastischen O-Ring zusammengeshalten werden und nebeneinander angeordnet sind. Diese Segmente können gegeneinander an ihren zueinander gewandten bisherigen Stirnflächen gleiten, so daß einer der Stützringe bei aufgeweiteter Aufweithülse am Rohr und der andere Stützring an einer als Begrenzung dienenden Schulter anliegen. Durch die beiden nebeneinander angeordneten und sich in axialer Draufsicht teilweise überdeckenden Stützringe wird weitgehend verhindert, daß sich die Aufweithülse in axialer Richtung in den Zwischenraum zwischen Rohr und Aufweitvorrichtung oder zwischen die Segmente einquetscht.

[0008] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohres anzugeben, die nach erfolgtem Aufweiten reversibel ihre ursprüngliche Gestalt möglichst weitgehend wieder annimmt, so daß ein Bergen der Vorrichtung nach dem Aufweitvorgang leicht möglich ist, und die außerdem einfach aufgebaut ist.

[0009] Die genannte Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

[0010] Die Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohres umfaßt eine in das Rohr einführbare Sonde, die eine elastische Aufweithülse enthält, die wenigstens an einem Teilbereich ihrer Innenoberfläche mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist. Die Aufweithülse ist gemäß der Erfindung an ihrem Außenumfang mit einem Stützring versehen, der sich auf einer die Aufweithülse umgebende Schulter der Sonde abstützt und aus wenigstens zwei relativ zueinander beweglichen Teilsegmenten gebildet wird, die sich an ihren einander zugewandten Enden überlappen. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß der Stützring reversibel der beim Aufweiten der Aufweithülse stattfindenden Durchmesseränderung folgen kann, so daß ein Einquetschen der Aufweithülse in einen zwischen dem Rohr und der Sonde vorhandenen Spalt verhindert wird. Da die sich überlappenden Teilsegmente ineinandergreifen wird außerdem das Entstehen von Zwischenräumen zwischen den Teilsegmenten bei ihrer radial nach außen gerichteten Verschiebung verhindert. Auf diese Weise kann sich die Aufweithülse auch nicht zwischen die Teilsegmente einquetschen.

[0011] Vorzugsweise weisen die Teilsegmente an ihrem Außenumfang eine Nut zur Aufnahme eines elastischen O-Ringes auf. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß sich die Teilsegmente nach erfolgter Aufweitung, d. h. nach Druckentlastung der Aufweithülse, wieder auf den ursprünglichen Radius zurückgestellt werden.

[0012] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens ein Teilsegment an seinem Ende am Nutgrund einen Fortsatz auf, der in eine entsprechende am Innenumfang liegende Ausnehmung des angrenzenden Teilsegmentes einschiebbar ist. Insbesondere ist wenigstens ein Teilsegment vorgesehen, das an seinem Ende an den Seiten der Nut jeweils einen Fortsatz aufweist, der in Ausnehmungen in der Seitenwand des angrenzenden Teilsegmentes einschiebbar ist. Durch diese Maßnahme bilden die Teilsegmente auch nach dem Aufweiten einen geschlossenen Ring, der sowohl radial als auch axial ein Ausquetschen der Aufweithülse verhindert.

[0013] Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausführungsbeispiel der Zeichnung verwiesen, in deren

FIG 1

eine Vorrichtung gemäß der Erfindung schematisch in einem Längsschnitt veranschaulicht ist.

FIG 2

zeigt eine besonders bevorzugte Ausgestaltung eines Stützringes gemäß der Erfindung in einem Querschnitt. In

FIG 3 und 4

ist dieser Stützring aus einander gegenüberliegenden Richtungen jeweils in einer Seitenansicht in einer senkrecht zur Schnittfläche der Figur 2 orientierten Ebene dargestellt.

[0014] Gemäß FIG 1 enthält eine Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohres eine Sonde 2, die eine Aufweithülse 4 aus einem Werkstoff mit hoher elastischer Verformbarkeit, vorzugsweise ein Elastomer mit einer Härte zwischen 90 Shore und 100 Shore, beispielsweise Fibroflex (Warenzeichen der Fa. Fibro) trägt. Die Aufweithülse 4 stützt sich mit ihren Enden 6a und 6b jeweils in einer anschlußseitigen Aufnahmehülse 8a bzw. einer stirnseitigen Aufnahmehülse 8b ab.

[0015] In die Aufnahmehülse 8a ist eine Zugstange 10 eingeschraubt, über die die Aufnahmehülse 8b und die Aufweithülse 4 geschoben ist. An ihrem der Aufnahmehülse 8a abgewandten freien Ende ist die Zugstange 10 in einem Kopfteil 12 fixiert, das mit einer Schulter 14 versehen ist, an dem sich die stirnseitige Aufnahmehülse 8b abstützt.

[0016] Die anschlußseitige Aufnahmehülse 8a ist an einem Führungsrohr 16 fixiert und mit einem Anschluß 18 für ein Druckmedium versehen, das über einen Hochdruckschlauch 20 dem Hohlraum 22 im Innern der Aufnahmehülse 8a zugeführt wird.

[0017] Die Zugstange 10 ist mit einer zentralen Bohrung 24 versehen, in die im Bereich der Aufweithülse 4 zur Außenoberfläche der Zugstange 10 führende Kanäle 26 münden.

[0018] Die Aufnahmehülsen 8a und 8b sind mit ringförmigen Ausnehmungen versehen, die gemeinsam mit der Zugstange 10 jeweils einen zylindrischen Ringraum 30a bzw. 30b bilden. In diesen Ringraum 30a bzw. 30b ist die Aufweithülse 4 jeweils mit ihren Enden 6a und 6b eingeführt und stützt sich mit ihren Stirnflächen 28a und 28b axial am Grund dieses Ringraumes 30a bzw. 30b ab.

[0019] Die Aufweithülse 4 umfaßt einen zentralen Bereich 42 mit annähernd konstanter geringer Wandstärke, an dem sich jeweils ein Bereich 44a bzw 44b mit zunehmender Wandstärke und Außendurchmesser anschließt. An die Bereiche 44a und 44b schließt sich jeweils das in die Ausnehmung 30a bzw. 30b mündende Ende 6a bzw. 6b mit annähernd konstantem Außendurchmesser an. In Höhe der einander zugewandten Stirnflächen der Aufnahmehülsen 8a und 8b ist die Auweithülse 4 an ihrem Außenumfang jeweils mit einer ringförmigen Nut 46a bzw. 46b versehen, in die jeweils ein Stützring 50 eingelegt ist. Der Stützring 50 ist gemäß der Erfindung aus zwei oder mehreren Teilsegmenten (Figuren 2 bis 4) zusammengesetzt, die gegeneinander beweglich sind. Der den Aufnahmehülsen 8a und 8b jeweils zugewandte Rand der Nuten 46a bzw. 46b ist bündig zur Stirnfläche der Aufnahmehülsen 8a bzw. 8b angeordnet, so daß der Stützring 50 mit seiner den Aufnahmehülsen 8a und 8b jeweils zugewandten Seitenfläche an einer Schulter 51a bzw. 51b anliegt, die durch die Stirnfläche der Aufnahmehülsen 8a bzw. 8b gebildet wird.

[0020] Der Stützring 50 ist außerdem mit einer Ringnut 52 versehen, die einen O-Ring 54 zum Fixieren des Stützrings 50 in der Nut 46a und 46b enthält. Dieser O-Ring 54 dient als Federelement, das ein Verschieben der Teilsegmente des Stützringes 50 beim Druckbeaufschlagen nicht behindert und bewirkt, daß die Teilsegmente nach Wegnahme des Druckes ihre ursprüngliche Lage wieder annehmen.

[0021] Entlüftungsbohrungen 60a und 60b am Grund der Ausnehmungen 30a bzw. 30b der Aufnahmehülsen 8a bzw. 8b ermöglichen ein spielfreies Einlegen der Auweithülse 4. Ein in einer Innennut der Aufnahmehülse 10a angelegter Dichtring 61 verhindert das Austreten des Druckmediums in den zwischen der Aufweithülse 4 und der Aufnahmehülse 10a liegenden Bereich.

[0022] Der mit Druck beaufschlagte Bereich zwischen der Zugstange 10 und der Aufweithülse 4 wird durch in innenliegenden Nuten der Aufweithülse 4 eingelegte Dichtringe 62 begrenzt.

[0023] Am stirnseitigen Ende 12 ist die Zentralbohrung 24 des Zugstabes 10 mit einem als Dichtkegel gestalteten Gewindestift 64 verschlossen.

[0024] Zwischen den Aufnahmehülsen 8a und 8b und einem aufzuweitenden Rohr 70 befindet sich ein Spalt s, der notwendig ist, um ein Einführen der Sonde 2 in das Rohr 70 zu ermöglichen. Beim Aufweiten der Aufweithülse 4 besteht die Gefahr, daß sich die Aufweithülse 4 in ihrem Randbereich in den durch diesen Spalt s gebildeten Zwischenraum zwischen den aufnahmehülsen 8a und 8b und dem Rohr 70 einquetscht.

[0025] Dies wird dadurch verhindert, daß der Stützring 50 sich beim Ausdehnen der Aufweithülse 4 an die Innenwand des Rohrs 70 anlegt und den Spalt s schließt.

[0026] Gemaß FIG 2 ist der Stutzring 50 aus zwei halbringförmigen Teilsegmenten 80 zusammengesetzt, die sich an ihren einander zugewandten Enden 82 und 84 überlappen und ineinandergreifen. Die Teilsegmente 80 sind zueinander beweglich und können zueinander in Umfangsrichtung verschoben werden. Jedes Teilsegment 80 ist hierzu an einem Ende 82 mit einer am Innenumfang angeordneten Aussparung 86 versehen, in die beim Zusammenfügen der beiden Teilsegmente 80 ein am Nutgrund angeordneter Fortsatz 88 eingreift. Durch die relativ dünnwandige Gestaltung des Fortsatzes 88 ist ein weitgehend spaltfreies Gleiten entlang der Aussparung 86 gewährleistet.

[0027] In FIG 3 und 4 ist zu erkennen, daß die Seitenwände 90 der Nut 52 an einem Ende 82 ebenfalls mit einem Fortsatz 92 versehen sind, die in eine entsprechende Ausnehmung 94 am gegenüberliegenden Ende 84 des anderen Teilsegmentes 80 eingreifen. Durch diese Maßnahmen wird bewirkt, daß die Teilsegmente 80 des Stützringes 50 auch beim Aufweiten der Aufweithülse 4 stets einen ausreichenden Überlapp haben, um ein Einquetschen des elastischen Materials der Auweithülse 4 zwischen die Teilsegmente 80 zu verhindern. Durch die in die Nut 52 eingelegten, in den Figuren 3 und 4 nicht dargestellten elastischen O-Ring, verschieben sich die Teilsegmente 80 nach dem Aufweiten in die ursprüngliche Position zurück und ermöglichen ein einfaches Bergen der Sonde.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Aufweiten eines Rohres (70), mit einer in das Rohr (70) einführbaren Sonde (2), die eine elastische Aufweithülse (4) enthält, die wenigstens an einem Teilbereich ihrer Innenoberfläche mit einem Druckmedium beaufschlagbar und an ihrem Außenumfang mit einem Stützring (50) versehen ist, der sich auf einer die Aufweithülse (4) umgebende Schul
ter (51a, b) der Sonde (2)axial abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (50) aus wenigstens zwei relativ zueinander beweglichen Teilsegmenten (80) gebildet ist, die sich an ihren einander in umfangsrichtung zugewandten Enden (82, 84) überlappen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Teilsegmente (80) an ihrem Außenumfang eine Nut (52) zur Aufnahme eines elastischen O-Ringes (54) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit wenigstens einem Teilsegment (80), das an seinem Ende am Nutgrund einen Fortsatz (88) aufweist, der in eine entsprechende am Innenumfang liegende Ausnehmung (86) des angrenzenden Teilsegmentes (80) einschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit wenigstens einem Teilsegment (80), das an seinem Ende an den Seiten (90) der Nut (52) jeweils einen Fortsatz (92) aufweist, der in Ausnehmungen (94) in der Seitenwand (90) des angrenzenden Teilsegmentes (80) einschiebbar ist.

Claims

1. Device for expanding a tube (70), having a probe (2) which can be inserted into the tube (70) and contains an elastic expanding sleeve (4) to which, at least in a partial region of its internal surface, a pressure medium can be applied, and which expanding sleeve is provided, on its external periphery, with a supporting ring (50), which is axially supported on a shoulder (51a, b) of the probe (2) that encircles the expanding sleeve (4), characterised in that the supporting ring (50) is formed from at least two partial segments (80) which are movable relative to each other and overlap at their ends (82, 84) which face each other in the circumferential direction.

2. Device according to claim 1, in which the partial segments (80) have, on their external periphery, a groove (52) for receiving an elastic O-ring (54).

3. Device according to claim 1 or 2, having at least one partial segment (80) which has at its end, at the groove base, an extension (88), which can be pushed into a corresponding recess (86) of the adjacent partial segment (80), which recess lies on the internal periphery.

4. Device according to one of the claims 1 to 3, having at least one partial segment (80) which has at its end, at the sides (90) of the groove (52), in each case an extension (92) which can be pushed into recesses (94) in the side wall (90) of the adjacent partial segment (80).

Revendications

1. Dispositif pour élargir un tube (70), comportant une sonde (2) qui peut être introduite dans le tuyau (70) et qui comporte un manchon (4) d'élargissement élastique qui peut être soumis, au moins sur une zone partielle de sa surface intérieure, à un fluide sous pression et qui est muni sur son pourtour extérieur d'une bague (50) de soutien, qui prend appui sur un épaulement (51a, 51b) de la sonde (2) entourant le manchon (4) d'élargissement, caractérisé en ce que la bague (50) de soutien est formée d'au moins deux segments (80) partiels qui sont mobiles l'un par rapport à l'autre et qui se chevauchent à leurs extrémités (82, 84) tournées l'une vers l'autre dans la direction périphérique.

2. Dispositif suivant la revendication 1, dans lequel les segments (80) partiels comportent sur leur pourtour extérieur une gorge (52) pour la réception d'un joint (54) d'étanchéité torique élastique.

3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, comportant au moins un segment (80) partiel qui comporte à son extrémité, au fond de la gorge, un prolongement (88) qui peut être enfilé dans un évidement (86) correspondant, se trouvant sur le pourtour intérieur, du segment (80) partiel adjacent.

4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, comportant au moins un segment (80) partiel qui comporte à son extrémité, sur les côtés (90) de la gorge (52), chaque fois un prolongement (92) qui peut être enfilé dans des évidements (94) ménagés dans la paroi (90) latérale du segment (80) partiel adjacent.

Zeichnung