Mechanischer Rohrexpander

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen mechanischen Rohrexpander mit einem pyramidischen Vielkant (2) und auf dessen Mantelflächen angeordneten Segmenten (3), die durch eine axiale Verschiebung des Vielkantes (2) relativ zu den Segmenten (3) radial bewegbar sind. Zwischen den Mantelflächen des Vielkantes (2) und den Segmenten (3) ist ein Verschleißbelag (5) angeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen mechanischen Rohrexpander mit einem pyramidischen Vielkant und auf dessen Mantelflächen angeordneten Segmenten, die durch eine axiale Verschiebung des Vielkantes relativ zu den Segmenten radial bewegbar sind.

[0002] Derartige Expander werden bei der Herstellung von geschweißten Großrohren aus Stahl eingesetzt. Nach dem Schweißen werden hiermit die Rohre im Durchmesser geringfügig aufgeweitet, um den Innendurchmesser zu kalibrieren, die Rohre zu runden und um die Streckgrenze durch die Kaltumformung zu erhöhen. Da es sich zum Teil um Rohrwerkstoffe höherer Festigkeit handelt und die Rohre dickwandig sein können, treten beim Expandieren außerordentlich hohe Kräfte auf. Aus diesem Grund werden die bis zu 18 m langen Rohre schrittweise aufgewertet.

[0003] Die DE-PS 22 64 207 zeigt einen dazu geeigneten Expander. Der eigentliche Expanderkopf besteht aus einem pyramidischen Vielkant, auf dessen Mantelflächen einzelne Segmente angeordnet sind. Durch Verschieben des Vielkantes relativ zu den Segmenten, können diese radial bewegt werden, so dass sich dabei der Durchmesser des Expanderkopfes vergrößert oder verkleinert.

[0004] Ein anderer Expander ist aus der DE 26 11 702 C3 bekannt, wobei es hier insbesondere um die Führung der Segmente auf dem Vielkant geht.

[0005] Infolge der sehr hohen Kräfte treten in den Führungsbahnen hohe Flächenpressungen auf. Dies führt dazu, dass nur ausgewählte und teure Werkstoffpaarungen, zum Beispiel gehärteter und geschliffener Kaltarbeitsstahl auf gehärtetem und geschliffenen legiertem Grauguß derartige Flächenpressungen aufnehmen können. Zusätzlich müssen die Laufflächen mit einem speziellen Öl geschmiert werden, um den Verschleiß einigermaßen in Grenzen zu halten. Das Öl muß leicht abwaschbar sein, da es die Rohre innen benetzt und aus diesen entfernt werden muß. Derartige Spezialöle sind teuer, so dass bedingt durch den Verschleiß der Werkzeuge und diese Ölkosten hohe Produktionskosten anfallen.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines mechanischen Rohrexpanders, bei dem der Verschleiß an den relativ zueinander beweglichen Flächen vermindert und auf den Einsatz von Schmieröl in diesen Bereichen verzichtet werden kann.

[0007] Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Rohrexpander der gattungsgemäßen Art dadurch, dass zwischen den Mantelflächen des Vielkantes und den Segmenten ein Verschleißbelag angeordnet ist.

[0008] Dieser Verschleißbelag besteht vorzugsweise aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff, dessen Matrix aus einem Polymer besteht.

[0009] Vorzugsweise ist die Matrix mit Graphitpulver versetzt, und zwar in einer solchen Menge, dass sich ein Reibungsfaktor von >0,10 <0,15 für den Verschleißbelag ergibt.

[0010] Zusätzlich kann ein derartiger Verschleißbelag auch an den Stirnseiten der Segmente angebracht sein.

[0011] Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verschleißbelages ist es nicht nur möglich das teure Spezialöl für die Schmierung der Gleitflächen einzusparen, sondern es können auch vergleichsweise preiswertere Werkstoffe sowohl für die Segmente als auch für den Vielkant verwendet werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass durch den Wegfall der Ölschmierung der Aufwand beim Nachwaschen der Rohre nach dem Expandieren geringer ist. Schließlich tritt ein Verschleiß nicht mehr an den Segmenten und dem Vielkant auf, so dass nur die Verschleißplatten selbst erneuert werden müssen.

[0012] Der Einsatz des erfindunsgemäßen Verschleißbelages hat schließlich noch einen Vorteil. Werden nämlich unterschiedlich dicke Sätze von Verschleißbelägen bereitgehalten, so kann der Durchmesserbereich, über den der mechanische Rohrexpander eingesetzt werden kann, wesentlich erweitert werden, ohne das Veränderungen an den Segmenten oder dem Vielkant selbst vorgenommen werden.

[0013] Die Erfindung soll nachfolgend an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert werden.

Dabei zeigt:

[0014] Fig. 1 einen vereinfachten Längsschnitt durch einen Rohrexpander und

[0015] Fig. 2 einen entsprechenden Querschnitt.

[0016] Der Rohrexpander 1 weist einen mittels einer Zugstange 6 axial verschiebbaren Vielkant 2 auf. Über dessen Umfang verteilt sind auf den Mantelflächen Segmente 3 angeordnet. Zwischen den einander zugewandten Gleitflächen der Segmente 3 und des Vielkantes 2 ist jeweils ein Verschleißbelag 5 vorgesehen. Ein zusätzlicher Verschleißbelag 5 ist auch an der Stirnseite jedes Segmentes 3 vorhanden. Um die Verschleißbeläge 5 in ihrer Position zu halten, können an der Unterseite der Segmente 3 entsprechende Ausnehmungen vorgesehen sein.
Wie bekannt, werden durch eine axiale Verschiebung des Vielkantes 2 relativ zu den Segmenten 3 diese radial nach außen bewegt, so dass auf diese Weise ein Aufweiten des Rohres 4 möglich ist.

Ansprüche

1. Mechanischen Rohrexpander mit einem pyramidischen Vielkant und auf dessen Mantelflächen angeordneten Segmenten, die durch eine axiale Verschiebung des Vielkant relativ zu den Segmenten radial bewegbar sind.
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den Mantelflächen des Vielkantes (2) und den Segmenten (3) ein Verschleißbelag (5) angeordnet ist.

2. Mechanischer Rohrexpander nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verschleißbelag (5) aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff besteht, mit einer Matrix aus einem Polymer.

3. Mechanischer Rohrexpander nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Matrix mit Graphitpulver versetzt, und zwar in einer solchen Menge, dass sich ein Reibungsfaktor von >0,10 <0,15 für den Verschleißbelag ergibt.

4. Mechanischer Rohrexpander nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich Verschleißbeläge (5) auch an den Stirnseiten der Segmente (3) angeordnet sind.

Zeichnung