Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfah ren und eine Einrichtung zur Verstärkung des aufgeweiteten
Endes eines thermoplastischen Rohres durch Einsetzen eines Ringes in das Innere des aufgeweiteten Rohrendes.
Die industrielle Verwendung von Rohren aus thermopla stischem Material kann dadurch gefördert werden, dass deren aufgeweitetes Rohrende verstärkt wird. Man hat her ausgefunden, dass die Belastungsfähigkeit eines solchermas sen aufgeweiteten Rohrendes beträchtlich gesteigert werden kann, wenn in das Rohrende ein metallischer Ring einge setzt wird, der gegen die Innenwand des Rohres anliegt. Auf solche Weise können Rohrleitungen verwirklicht werden, deren Verbindungsstellen zwischen einzelnen Rohrabschnit ten durch das Einsetzen von Metallringen wesentlich unemp findlicher gegen Bruch sind. Ausserdem sind solchermassen ausgestattete Rohre besser dazu geeignet, mit ihren Enden an irgendwelche Apparate angeschlossen zu werden.
Die strukturelle Charakteristik, die diese Vorteile schaffen, beste hen darin, dass ein Ring rechtwinklig zur Achse des Rohres eingebaut ist, wobei das mit dem Ring versehene Ende des
Rohres innerhalb kleiner Toleranzen standardisiert und die
Bruchfestigkeit desselben wesentlich erhöht werden kann.
Wenn nämlich die Innendurchmesser solcher Rohrstutzen nur innerhalb kleinster Grenzen variieren, kann die Arbeits geschwindigkeit beim Zusammensetzen von Rohren wesent lich erhöht werden, was sich besonders bei langen Rohrleitun gen mit einer grossen Zahl von Verbindungsstellen auswirkt.
Bei solchen langen Rohrleitungen ist auch eine hohe Bruchfe stigkeit der Verbindungsstellen sehr erwünscht, um bei klein stem Aufwand eine grosse Zuverlässigkeit der Rohrleitung während langer Zeit zu erreichen.
Wenn ein solcher Ring im Innern eines Rohrendes an geordnet ist, wird die Widerstandsfähigkeit des Rohres und in besondere einer Rohrverbindung, welche gegenüber dem
Rohr einen vergrösserten Querschnitt aufweist, wesentlich verbessert, selbst wenn der Querschnitt in radialer Richtung weiter vergrössert ist, um noch einen Dichtungsring aufneh men zu können. Wenn ein Rohr an seinem Ende in radialer
Richtung aufgeweitet wird, ist normalerweise die Tendenz zu beobachten, dass die Wandstärke des aufgeweiteten End abschnittes und damit die Widerstandsfähigkeit desselben ver mindert wird. Das Einsetzen eines Ringes in das aufgeweitete Rohrende wirkt dieser Tendenz entgegen.
Wenn zusätzlich ein ringförmiger Spalt zur Aufnahme eines Dichtungsrin- ges vorgesehen werden muss, an welcher Stelle dann die grösste Aufweitung des Rohrendes erforderlich wird, ist zu beobachten, dass gerade an dieser Stelle eine gewaltige Verminderung der Wandstärke mit drastisch erhöhter Bruchgefahr auftritt. Die Rissbildung oder der Bruch eines Rohres bzw. einer Rohrverbindung aufgrund einer konzentrierten Einwirkung äusserer Kräfte in dem Bereich des Rohres, wo dieser ringförmige Spalt liegt, kann nahezu vollständig vermieden werden, wenn an dieser Stelle ein Ring eingesetzt ist.
Es ist ein hauptsächliches Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchem billige Ringe, die auf einfachste Weise hergestellt sind, in Rohre oder Rohrstutzen, an der Innenwand derselben anliegend, einzusetzen, um auf einfache Weise die Rohre bzw. Rohrstutzen zu verstärken.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Einsetzen von Ringen in Rohre oder Rohrstutzen zu schaffen, bei welchen gleichzeitig der Durchmesser der Rohre zur Schaffung einer Verbindungsstelle vergrössert wird.
Zudem soll mit dem vorgeschlagenen Verfahren zum Einsetzen von Ringen in Rohrenden gleichzeitig ermöglicht werden, einen ringförmigen Spalt zur Aufnahme eines Dichtungsringes auszubilden, wobei an der Stelle mit maximaler Durchmesservergrösserung des Rohres der Ring zur Verstärkung des Rohres eingesetzt werden soll.
Aus der GB-PS 1124930 sind spreizbare Formkörper bekannt, um in einem Rohrende durch radiales Aufweiten desselben einen ringförmigen Spalt zu schaffen, der zur Aufnahme eines Dichtungsringes dient. Bei diesem Gerät ist es zwar möglich, den Durchmesser des Formkörpers zu vergrös- sern und zu verkleinern, doch ist es nicht dazu geeignet, einen Ring in das Innere eines Rohrendes einzusetzen.
Durch Einschweissen oder Einkleben eines Ringes in das Ende eines Rohres aus thermoplastischem Material kann keine genügende Verstärkungswirkung erzielt werden. Um eine industriell sinnvolle und nützliche Verstärkung des Endes eines Rohres zu verwirklichen, kann auch kein weiches Material Verwendung finden, welches stark aufgeweitet und in radialer Richtung deformiert wird. Es ist deshalb erforderlich, eine Einrichtung zu verwenden, welche vollständig vom Ring gelöst werden kann, nachdem dieser eingesetzt worden ist und mit welcher ein fester und präziser Sitz des Ringes im Rohr erreicht wird. Es ist nämlich wesentlich, dass ein mit einer solchen Einrichtung eingesetzter Ring, der an der Innenwand des Rohres aufliegt, genau senkrecht zur Achse des Rohres steht, auch nachdem die Einrichtung entfernt worden ist.
Um mit möglichst geringen Kosten zum Einsetzen in ein Rohr geeignete Ringe herzustellen, ist man bestrebt, spiralige Drähte in der erforderlichen Länge abzuschneiden und die Enden zur Bildung eines Ringes zusammenzuschweissen.
Die so gebildeten Ringe sind aber ziemlich deformiert, da sich die Steigung der Spirale auf die Form des Ringes auswirkt. Von einer Einrichtung zum Einsetzen von Ringen in ein Rohrende ist zu fordern, dass diese gleichzeitig den einzusetzenden Ring in bezug auf seine Planlage richtet. Es ist dabei selbstverständlich, dass diese Richtwirkung nicht nur momentan auftritt, sondern dass der Ring in exakter Planlage zu halten ist, bis er in das Rohrende eingesetzt und dort unverrückbar festgehalten wird. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, kann eine grosse Anzahl verschiedener Arten von Ringen, egal nach welcher Methode sie hergestellt worden sind, für das Einsetzen in Rohrenden Verwendung finden.
Beim Einsetzen des Ringes in ein Rohrende wird die Wan dung des Rohres unter Anwendung eines hohen Druckes gegen den Ring gepresst. Man hat nun gefunden, dass die Rohrwandung zweckmässigerweise entlang der Peripherie des Ringes um diesen herum gebogen werden sollte, so dass an der Innenseite der Rohrwandung eine ringförmige Nut zur Aufnahme des Ringes entsteht. Auf diese Weise kann eine Reduktion der Wandstärke des Rohres im Bereich des eingesetzten Ringes wirksam verhindert werden, wobei gleichzeitig ein wesentlich festerer Sitz des Ringes im Rohr gewährleistet ist. Wenn das Einsetzen eines Ringes unter Beachtung des vorher Erwähnten erfolgt, ergeben sich insbeson dere dann grosse Vorteile, wenn der Durchmesser des Rohres stark vergrössert worden ist, um Raum zur Aufnahme eines Dichtungsringes zu schaffen.
Der Verstärkungsring soll dann in diesem Abschnitt des Rohres eingesetzt werden und verstärkt somit diejenige Stelle des Rohres, welche am meisten bruchgefährdet ist, so dass eine hochbelastbare Rohrverbindung erstellt werden kann.
Wenn ein mit einem Verstärkungsring versehenes Rohrende ausserdem mit einem Dichtungsring versehen werden soll, kann gemäss einer Weiterbildung der Erfindung der Verstärkungsring zur Fixierung der Lage des Dichtungsringes herangezogen werden. Bekannterweise tritt beim teleskopartigen Zusammensetzen zweier Rohre, von denen eines mit einem Dichtungsring versehen ist, das Problem auf, dass infolge Reibung zwischen Rohraussenwand und Dichtungsring letzterer von seinem vorbestimmten Platz wegverschoben wird: Die Abdichtung zwischen den Rohren ist nicht mehr gewährleistet. Man hat deshalb schon lange nach einer Lösung dieses wichtigen Problemes gesucht. Durch die vorgeschlagene Lösung ist diese Schwierigkeit auf einfache und unerwartete Weise aus der Welt geschafft.
Im allgemeinen genügt es, wenn der Verstärkungsring eine Höhe hat, die ungefähr der doppelten Tiefe der ringförmigen Nut entspricht, um den Dichtungsring zuverlässig zu fixieren. Es ist klar, dass der Dichtungsring eine entsprechend angepasste Form besitzen muss, das heisst, er muss eine ringförmige Nut an sei ner Peripherie besitzen, in welche der Verstärkungsring eingreifen kann. Durch das Einschieben des benachbarten Rohres in das mit dem Verstärkungsring und dem Dichtungsring versehene Rohrende, wird der aus elastischem Material beste.
hende Dichtungsring radial auseinandergepresst, verhärtet sich dabei und legt sich um so fester um den Verstärkungsring herum an, je grösser die Reibungskraft beim Einschieben des Rohres ist. Es ist daher ausgeschlosssen, dass der Dichtungsring sich von seinem vorgesehenen Platz zwischen Verstärkungsring und äusserer Oberfläche des einzusetzenden Rohres wegverschiebt. Während des Einschiebens wird ein innerer Ringteil des Dichtungsringes gedehnt, während auf ihn gleichzeitig eine axial wirkende Reibungskraft wirkt.
Aufgrund der Tatsache, dass die radial wirkende Anpresskraft mit zunehmender in axialer Richtung wirkender Reibungskraft ebenfalls zunimmt, stets aber grösser als letztere bleibt, ist ausgeschlossen, dass die beiden seitlichen, den Verstärkungsring umfassenden Teile des Dichtungsringes, über den Verstärkungsring hinweggleiten, so dass der Dichtungsring stets korrekt an seiner vorbestimmten Position bleiben wird. Aus den vorstehenden Überlegungen ersieht man, dass mit dem vorgeschlagenen Verfahren auf einfachste Weise zwei Probleme zugleich gelöst werden: das Verstärken eines Rohrendes durch Einsetzen eines Ringes und das Festhalten eines Dichtungsringes durch den eingesetzten Verstärkungsring.
Während des Einsetzens des Ringes, welcher besonders einen Endbereich eines Rohres, wo die Wandstärke vermindert ist, wirkungsvoll verstärkt, und welcher gleichzeitig ein Verschieben eines in das Rohrende eingesetzten Dichtungsringes ve#rhindert, kann gleichzeitig der Durchmesser des Rohrendes auf einen vorgeschriebenen Standartwert gebracht werden. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung gelangt ein Verstärkungsring zur Verwendung, dessen Aussendurchmesser grösser ist als der Innendurchmesser des Rohres, in das er eingesetzt werden soll. Vor dem Einsetzen des Ringes wird das Ende des Rohres aufgeweitet und der Ring in das Rohr eingeschoben, bis er seine vorbestimmte Position erreicht hat. Im Anschluss daran wird der ausgeweitete, erweichte Rohrabschnitt mit Hilfe einer äusseren Matrize um den Ring herum zusammengepresst, um diesen fest in der Rohrinnenwand zu verankern.
Es ergibt sich dabei die Möglichkeit, latente Spannungen, die im erweichten radial ausgeweiteten und danach zusammengepressten Rohrbereich vorhanden waren, abzubauen, währenddem der Endbereich des Rohres gekühlt wird. Das so behandelte Rohrende weicht hinsichtlich Form und Grösse nur um sehr geringe Werte von einem Sollwert ab, so dass nach dem vorgeschlagenen Verfahren praktisch ohne Ausschuss Rohre präzis behandelt werden können.
Im folgenden wird das Verfahren nach der Erfindung sowie einige Ausführungsbeispiele einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Einrichtung unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen beispielsweise beschrieben.
In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt durch das Ende eines Rohres, welches mit einem eingesetzten Ringelement versehen wurde und in welchem so ein kreisringförmiger Raum geschaffen wurde, der einen Dichtungsring aufnimmt,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Einrichtung zur Ausbildung des Rohrendes wie in Fig. 1 dargestellt,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2, der einen ringförmigen Teil zum Festhalten des Verstärkungsringes in axialer Richtung zeigt,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2, der ein Tragstück zeigt, welches innerhalb des ringförmigen Teiles gemäss Fig. 3 verschiebbar ist,
Fig. 5 eine Variante des in Fig. 3 gezeigten ringförmigen Teils,
Fig. 6 die entsprechende Variante des in Fig. 4 gezeigten Tragstückes,
Fig. 7 eine Ansicht eines verzogenen Ringes von oben,
Fig. 8 eine Seitenansicht eines verzogenen Ringes,
Fig.
9 die Einrichtung gemäss Fig. 2 in gespanntem Zustand,
Fig. 10 einen Schnitt durch ein Rohrstück mit der Einrichtung gemäss Fig. 9 eingesetzt,
Fig. 11 die Einrichtung gemäss Fig. 9, in das Rohr eingesetzt, kurz vor dem Herausziehen,
Fig. 12 einen Teilschnitt durch eine Variante der Einrichtung gemäss Fig. 2,
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung gemäss Fig. 2, 3 und 4,
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung gemäss Fig. 2, 5 und 6,
Fig. 15 einen Teilschnitt durch eine weitere Variante der Einrichtung in Fig. 2 in ungespanntem Zustand, und
Fig. 16 die Einrichtung nach Fig. 15 in gespanntem Zustand.
Bei dem Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung können die einzlenen Verfahrensschritte, nämlich - das Ausbilden einer Verbindungsmuffe an einem Rohr durch Aufweiten des Rohrendes; - das Ausbilden eines ringförmigen Raumes zur Aufnahme des Verstärkungsringes; - das Einsetzen des Verstärkungsringes in das Rohrende; -entweder nacheinander oder gleichzeitig durchgeführt werden. Mit anderen Worten heisst das, dass nicht unbedingt zwischen diesen drei einzelnen Verfahrensschritten unterschieden werden muss, sondern dass das ganze Verfahren kontinuierlich in einem Arbeitsgang durchgeführt werden kann.
Es wird nun zunächst die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens in ihren verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten näher erläutert.
Die Einrichtung gemäss Fig. 2 besitzt ein Tragstück 10 zur Aufnahme eines Ringelementes, welches durch das Trag stück 10 entlang seines Umfanges abgestützt ist. Dieses Trag.
stück 10 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Block. Ein spreizbares Sperrelement 9 schliesst sich an diesen zylindrischen Block an und ist koaxial mit diesem angeordnet. Es besteht aus einzelnen radial unterteilten Stükken, die zusammen scheibenartige Gestalt aufweisen und mittels einer ringförmigen Feder 12 zusammengehalten werden.
Das Sperrelement 9 besitzt bewegliche Teile 9a, die zusammen scheibenförmige Gestalt haben und die an ihrem Ende gegen das Zentrum abgeschrägt sind. Die Ausdehnung bzw.
das Zusammenziehen des Sperrelementes 9 in radialer Richtung erfolgt durch Hin- und Herbewegung eines konischen Ringes 8, der mit der konischen Innenfläche der Teile 9a zusammenwirkt. Am Umfang des Tragstückes 10 ist ein verschiebbarer ringförmiger Teil 11 angeordnet, der in axialer Richtung gegen das Sperrelement 9 hin verschiebbar ist. Ein Ring 5, der über das Tragstück 10 gelegt worden ist, wird dadurch auf der Einrichtung gemäss Fig. 2 festgehalten, dass das Sperrelement 9 in radialer Richtung auseinander bewegt wird. Gleichzeitig wird der ringförmige Teil 11 in axialer Richtung gegen den Ring 5 verschoben, so dass dieser zwischen dem ringförmigen Teil 11 und dem Sperrelement 9 festgehalten wird.
Das Ende einer Röhre 1, wie in Fig. 1 dargestellt, besitzt einen ersten Abschnitt 2 mit vergrössertem Durchmesser, welcher zur Aufnahme des Endes einer anderen Röhre 1' bestimmt ist.
An den im Durchmesser vergrösserten Abschnitt 2 schliesst sich ein weiterer Abschnitt 3 an, der zur Aufnahme eines Ringes 5 bestimmt ist und dessen Durchmesser gegen über dem Durchmesser des Abschnittes 2 nochmals vergrössert ist. Ferner ist der Abschnitt 3 dazu bestimmt, einen Dichtungsring 6 aufzunehmen. Die Einrichtung gemäss Fig. 2 dient nun dazu, das rechts in Fig. 1 dargestellte, mit 1 bezeichnete noch unbearbeitete Rohrstückende 1, in die Form gemäss Fig. 1 zu bringen. Mit anderen Worten heisst das, dass die periphere Formgebung des Sperrelementes 9 und des ringförmigen Teils 11 so gewählt ist, dass die beiden im Durchmesser vergrösserten Abschnitte 2 und 3 an einem Rohrstückende 1 ausgebildet werden, wenn die Einrichtung gemäss Fig. 2 betätigt wird.
Zur Ausbildung des ersten Abschnittes 2 mit vergrössertem Durchmesser ist eine Matrize 7 vorhanden, welche mit dem Sperrelement 9 zusammenwirkt, und welche koaxial zu diesem angeordnet ist. Wenn das Sperrelement sich in seiner volleingezogenen Stellung befindet, ist sein Aussendurchmesser kleiner als der Aussendurchmesser der Matrize 7. Wenn das Sperrelement hingegen voll gespreizt ist, ist sein Aussendurchmesser grösser als der Aussendurchmesser der Matrize 7. Durch das Zusammenwirken der Matrize 7, des Sperrelementes 9 und des ringförmigen Teiles in der vorstehend beschriebenen Weise, ist es möglich, das Ende eines Rohres in einem Arbeitsgang in eine Form gemäss Fig. 1 zu bringen.
Die Einrichtung, die zum Aufweiten und Formen eines Rohrendes verwendet wird, und die in Fig. 2 dargestellt ist, besitzt einen Aufbau wie nachstehend beschrieben.
Im Fall, dass die zur Verwendung gelangenden Ringe 5 auf billige Art und Weise hergestellt wurden und demnach von der idealen Formgebung abweichen, ist es erforderlich, dies zu korrigieren, in bezug auf exakte kreisringförmige Gestalt und Planlage. Dies ist mit der Einrichtung gemäss Fig. 2 auf einfache Weise möglich. Der zylindrische Block des Tragstückes 10 besitzt an seinem dem Sperrelement 9 benachbarten Teil eine ganz besondere Form, welche im Querschnitt in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Bei der Ausführung gemäss Fig 4 sind vier vorstehende Teile 20 vorgesehen, die gleichmässig um das Tragstück 10 herum angeordnet sind.
Ein verzogener Ring 5 wird auf diese vorstehenden Teile 20 aufgeschoben. Ausserdem besitzt der ringförmige Teil 11 am gegen das Sperrelement 9 gerichtete Ende Abschnitte 17 mit geringerem Durchmesser, welche das Aufschieben eines verzogenen Ringes 5 auf den Teil 11 erleichtern (Fig. 3).
Jeder dieser Abschnitte 17 besitzt an seiner Stirnfläche eine gegenüber der Achsrichtung abgeschrägte Kante 26. Es sei in diesem Zusammenhang auf Fig. 13 verwiesen, auf welcher der Teil 11 perspektivisch dargestellt ist.
Wenn das Tragstück 10 axial in Richtung des ringförmigen Teiles 11 verschoben wird, greifen die Abschnitte 17 zwischen die vorstehenden Teile 20 ein. Die abgeschrägten Flächen 26 gelangen gegen die zugekehrte Oberfläche des Ringes zur Auflage, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, und die Innenbohrung des Ringes 5 gleitet über die Oberfläche der Flächen 26 und wird dabei auf den erforderlichen Durchmesser aufgeweitet. Gleichzeitig mit dem Aufschieben des Ringes 5 auf die Abschnitte 17, bewegen sich letztere gegen die vorstehenden Teile 20 hin und bilden mit diesen zusammen eine vollständige zylindrische Fläche. Auf diese Weise wird der Innendurchmesser der Ringe 5 korrigiert, indem er auf genau den gleichen Wert gebracht wird, wie der Durchmesser der durch die vorstehenden Teile 20 und die Abschnitte 17 gebildeten zylindrischen Fläche.
Der ringförmige Teil 11 besitzt eine ringförmige stirnseitig zurückversetzte Wand 28, welche bei der Bewegung dieses Teiles gegen den Ring aufliegt und welche diesen gegen das Sperrelement 9 presst. Auf diese Weise wird eine Abweichung der Form des Ringes in bezug auf Ebenheit korrigiert und der Ring 5 wird in einer zur Achse der gesamten Einrichtung exakt senkrecht liegenden Ebene festgehalten.
Bei der Ausführung gemäss Fig. 5 besitzt der ringförmige Teil 11 an seinem dem Sperrelement zugekehrten Ende einen Abschnitt 17 mit geringerem Durchmesser, dessen Oberfläche durchgehend zylindrisch ausgebildet ist. Der Übergang dieses Abschnittes 17 zum restlichen Teil 11 mit normalem Durchmesser bildet eine senkrechte Ringfläche 28. Die dem Sperrelement 9 zugewandte Kante des Abschnittes 17 ist abgeschrägt, so dass eine konische Fläche 26 gebildet wird.
Gemäss Fig. 6 besitzt das Tragstück 10 einen ringförmigen vorstehenden Teil 20. Der Innendurchmesser des Abschnittes 17 entspricht dabei dem Aussendurchmesser des vorstehenden Teiles 20, so dass letzterer in den Abschnitt 17 des ringförmigen Teiles 11 hineingeschoben werden kann. In der Fig. 14 ist die vorstehend beschriebene, modifizierte Ausführung perspektivisch dargestellt Ein verzogener Ring 5 wird auf die periphere Fläche 21 des vorstehenden Teiles 20 aufgeschoben, welcher einen kleineren Aussendurchmesser besitzt als der Innendurchmesser des Ringes 5. Nun wird der ringförmige Teil 11 gegen das Tragstück 10 hin verbogen, so dass sich die konische Fläche 26 dem Ring 5 nähert, bis dieser gegen das Sperrelement 9 aufliegt.
Beim Weiterbewegen des ringförmigen Teiles 11 tritt die konische Fläche 26 in den Ring 5 ein, so dass dieser aufgeweitet und in bezug auf exakt kreisringförmige Gestalt gerichtet wird. Wenn dieser Punkt erreicht ist, tritt die abgeschrägte Fläche 26 in einen am Sperrelement 9 ausgebildeten ringförmigen Hohlraum ein, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist. Auf diese Weise kann der Ring 5 auch in bezug auf exakte Planlage gerichtet werden, da er nun zwischen der senkrechten Fläche 28 an der Übergangsstelle vom Abschnitt 17 zum restlichen ringförmigen Teil 11 und der Stirnoberfläche des Sperrelementes 9 eingeklemmt wird.
Im Innern des ringförmigen Teiles 11 ist ein zylindrischer Hohlraum 22 ausgebildet, der aus Fig. 3 und 5 ersichtlich ist und der zur Aufnahme des zylindrischen Tragstückes 10 bestimmt ist. Ein weiterer zylindrischer Hohlraum 23, der aus Fig. 4 und 6 ersichtlich ist, ist im Innern des Tragstückes 10 ausgebildet, um den konischen Ring aufzunehmen, Letzterer dient ja zum Auseinanderspreizen des Sperrelementes 9 und wird durch ein Wellenstück 8: das durch den Ring 8 hindurchgesteckt ist, exakt geführt. Ausserdem verbindet dieses Wellenstück 8' die Matrize 7 mit dem Tragstück 10.
Ferner sind Betätigungsstangen 15a vorgesehen, die sich in achsenparalleler Richtung das Tragstück 10 durchdringen und die am konischen Ring 8 befestigt sind. Dadurch ist ermöglicht, dass der Ring 8 durch Verschiebung der Stangen 15a betätigt werden kann. Eine weitere Betätigungsstange ist am Tragstück 10 befestigt, währenddem zur Verschiebung des ringförmigen Teiles 11 dieser mit Betätigungsstangen 14a versehen ist. Die Betätigungsstangen 14a, 15a und 16 können hydraulisch oder mit Hilfe eines Elektromagnetes verschoben werden und dienen dazu, die Teile 8, 10 und 11 unabhängig voneinander in axialer Richtung zu bewegen.
Zur Bearbeitung des Endes eines Rohres 1 wird die vorgehend beschriebene Einrichtung, wie aus Fig. 9 ersichtlich, vorbereitet, so dass der in das Rohrende einzusetzende Ring 5 zwischen der Fläche 28 und dem Sperrelement 9 eingespannt ist. Das Ende des Rohres 1 wird entlang eines Endbereiches erwärmt, um das Material zu erweichen und ein Aufweiten zu erleichtern. Das erwärmte Rohrende wird anschliessend auf die Matrize 7 aufgeschoben und diese in das Rohr hineingepresst, wodurch sich zuerst der erste im Durchmesser vergrösserte Abschnitt 2 und anschliessend unter Wirkung des Sperrelementes 9 der zweite im Durchmesser vergrösserte Abschnitt 3 ausbildet.
Ein weiteres Hineinpressen der gesamten Einrichtung gemäss Fig. 9 bewirkt, dass sich der erwärmte Teil des Rohres 1 über den Ring 5 schiebt und mit seiner Stirnfläche schliesslich an einer vorbestimmten Endposition auf der Oberfläche des ringförmigen Teiles 11 befindet. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass das Rohr 1 festgehalten wird und die gesamte Einrichtung gemäss Fig. 9 und 10 durch Betätigung der Stange 16 in das erwärmte Rohr ende hineingeschoben wird.
Das Ende des Rohres, welches über den Ring 5 geschoben worden ist, wurde dabei auf einen Durchmesser ausgeweitet, der dem Aussendurchmesser des Ringes 5 entspricht.
Nun wird eine Ringmatrize 29 von aussen im Bereich des Ringes 5 um das Rohr herum aufgepresst, so dass die Rohrwand um den Ring 5 herum gegen die Oberfläche des Sperrelementes 9, des Ringes 5 und des ringförmigen Teils 11 angepresst wird. Auf diese Weise wird an der Innenseite der Rohrwandung eine Nut ausgebildet, welche den Ring 5 aufnimmt. Dieser Zustand ist in Fig. 10 dargestellt.
Durch die Ausbildung der Vertiefung in der Ringmatrize 29 kann die Form der in der Rohrinnenwand ausgebildeten Nut beeinflusst werden. Beim in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Form der Vertiefung in der Ringmatrize 29 so gewählt, dass der Ring 5, von der Nut dreiseitig umschlossen vnd so äusserst festgehalten wird. Manchmal ist es nicht erforderlich, den Ring 5 so fest in der Wand des Rohres 1 zu verankern. In diesem Fall genügt es, eine Ringmatrize 29 mit einer ebenen Druckfläche ohne Vertiefung zu verwenden, so dass der Ring 5 einfach etwas in die Rohrwand hineingepresst wird.
Dadurch, dass der Ring 5 während des Überschiebens des erwärmten Rohrstückendes durch die Teile 9 und 11 festgehalten ist, besteht keine Gefahr, dass er durch das Überschieben deformiert wird. Der Ring 5 kann somit in genau definierter, vorgeschriebener Position in das Rohrstückende eingesetzt werden. Nun wird die aufgeweichte Zone des Rohrstückendes gekühlt, die Ringmatrize 29 zurückgezogen und das Sperrelement 9 zusammengezogen. Letzteres geschieht dadurch, dass der konische Ring 8 durch Betätigung der Stangen 15a nach links verschoben wird. Dieser Zustand ist in Fig. 11 dargestellt. Es ist daraus auch zu ersehen, dass das Sperrelement 9 soweit zusammengezogen wird, bis dessen Aussendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des Ringes 5. So kann die gesamte Einrichtung aus dem Rohr herausgezogen werden, ohne dass eine Behinderung durch den Ring 5 erfolgen könnte.
In der vorstehend beschriebenen Weise wird der Ring 5 in denjenigen Bereich des Rohres 1 eingesetzt, der am meisten ausgeweitet worden und damit am stärksten geschwächt ist. Durch den eingesetzten Ring 5 erfolgt auf einfache Weise eine Verstärkung dieses geschwächten Rohrteiles. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass ein Dichtungselement 6 verwendet werden kann, das eine an seiner Aussenfläche angebrachte, umlaufende Nut aufweist, die die Innenfläche des Ringes 5 umgreift. Auf diese Weise ist wirkungsvoll verhindert, dass sich der Dichtungsring 6 beim Einführen eines Rohres in das aufgeweitete Rohrstückende verschiebt.
Wie aus der obigen Beschreibung klar hervorgeht, können mit der vorgeschlagenen Einrichtung ohne Schwierigkeiten verzogene Ringe 5 verwendet werden, die dann durch das Zusammenwirken des Teiles 11 und des Sperrelementes 9 gerichtet werden. Ringe, die eine noch stärkere Verformung aufweisen, als diejenigen, die in Fig. 7 und 8 dargestellt sind, das heisst zum Beispiel Ringe mit ovaler oder herzartiger Form, können mit wesentlich geringeren Kosten hergestellt werden. Die Verwendung solcher Ringe wäre natürlich sehr vorteilhaft, sofern diese mit Hilfe der vorgeschlagenen Einrichtung zuverlässig und präzise gerichtet werden könnten. Auch wäre es von Vorteil, wenn nicht nur in bezug auf die Form, sondern auch in bezug auf das Material der Ringe Variationsmöglichkeiten bestehen würden.
In manchen Fällen wäre es besser, anstelle von vollen Metallringen hohle Metallringe oder gar Ringe aus Kunststoff einzusetzen. Um nicht nur kreisförmige, sondern auch ovale, halbkreisförmige, polygonal oder trapezoidale Ringe verwenden zu können, kann die vorstehend beschriebene Einrichtung modifiziert werden, so dass das Aufschieben des Ringes auf die Einrichtung erleichtert und das Richten desselben in eine vorgeschriebene Form ermöglicht wird.
In Fig. 12 ist ein Teilschnitt durch eine modifizierte Ausführung der Einrichtung dargestellt. Die abgeschrägte Fläche 26 am Abschnitt 17 erstreckt sich vom Tragstück 10 aus in einen Hohlraum hinein, der im benachbarten Sperrelement 9 ausgebildet ist, und zwar soweit, dass die zylindrische Oberfläche am Abschnitt 17 zur Aufnahme des Ringes direkt der Innenfläche des Ringes 5 gegenübersteht. Der konische Ring 8 besitzt dabei eine zylinderische Fläche 32, die eine Verschiebung des Sperrelementes 9 in axialer Richtung erlaubt, wobei die Distanz der äusseren Oberfläche des Sperrelementes 9 von der Achse der gesamten Einrichtung konstant bleibt, währenddem diese Aussenfläche die Rohrwand verformt.
Eine weitere zylindrische Fläche 34, die der zylinde- rischen Fläche 32 entspricht, ist an der Innenwand der Gesamtheit der beweglichen Teile 9a des Sperrelementes 9 ausgebildet. Sobald die abgeschrägte Fläche 31 am konischen Ring 8 und die abgeschrägte Fläche 33 am Sperrelement 9 aneinander vorbeigeglitten sind - wobei sich der Aussendurchmesser des Sperrelementes 9 kontinuierlich vergrössert hat -, gelangen die beiden zylindrischen Flächen 32 und 34 aufeinander, so dass eine weitere Verschiebung des Sperrelementes 9 keine weitere Durchmesservergrösserung desselben nach sich zieht. Um das Aufschieben eines sehr stark deformierten Ringes 5 auf das Tragstück 10 zu erleichtern, sollte dieses einen Aussendurchmesser aufweisen, der geringer ist als der Innendurchmesser des am stärksten deformierten Ringes.
In entsprechender Weise muss aber das Mass der Aufweitung des Ringes 5 in radialer Richtung mittels des Teiles 11 vergrössert werden, was durch eine Verlängerung der abgeschrägten Fläche 26 am Rand des Abschnittes 17 mit verringertem Durchmesser geschehen kann. Wenn der Ring 5 in axialer Richtung zusammengepresst wird und dabei gegen die senkrechte Wand 28 des ringförmigen Teiles 11 aufliegt, sollte die Innenfläche des Ringes 5 zweckmässigerweise nicht mehr auf der abgeschrägten Fläche 26 aufliegen. Zur Aufnahme der verlängerten Fläche 26 ist am Sperrelement 9 ein Hohlraum 35 mit kreisringförmiger Gestalt vorgesehen, welcher zur Aufnahme des vorstehenden Teils der abgeschrägten Fläche 26 dient, wenn das Sperrelement 9 maximal auseinandergespreizt ist.
Dadurch ist gesichert, dass bei der axialen Zusammenpressung des Ringes 5 die innere Fläche desselben auf den zylindrischen Abschnitt 18 der Oberfläche des Abschnittes 17 aufliegt, so dass die Lage des Ringes 5 genau definiert ist. Wenn der Ring 5 in eine tief in der Rohrwandung auszubildende Nut einzusetzen ist, kann nicht vermieden werden, dass der eingespannte Ring über die Oberfläche des maximal auseinandergespreizten Sperrelementes 9 hervorsteht. Es ist daher eine geneigte Führungsflä- che 30 am Ende der Oberfläche des Sperrelementes 9 an deren dem Ring 5 benachbart liegenden Ende ausgebildet, so dass beim Hereinpressen der Einrichtung in ein erwärmtes aufzuweitendes Rohrende ein müheloses Überschieben des Ringes 5 gewährleistet ist.
In Fig. 15 und 16 ist eine modifizierte Ausführungsform der Einrichtung im Teilschnitt dargestellt, bei welcher die Möglichkeit zum Richten eines verzogenen Ringes in bezug auf exakte Kreisform und Planlage weiter verbessert sind.
Bei dieser Ausführung besitzt das Sperrelement 9 an seinem dem Tragstück 10 zugekehrten Ende eine abgeschrägte Fläche 26' zum Erfassen eines deformierten Ringes 5, einem Abschnitt 17' mit zylindrischer Oberfläche, sowie eine senkrechte Wand 28' für das Zusammendrücken des Ringes 5, um diesen festzuhalten und in eine plane Lage zu bringen.
Das ringförmige Element 11 besitzt eine senkrechte Stirnfläche 11' an seinem dem Sperrelement 9 zugekehrten Ende, um die andere Seite des Ringes 5 zu erfassen und gegen die erwähnte Wand 28' zu pressen. Bei dieser Ausführung wird also ein deformierter Ring mit Hilfe des Sperrelementes 9 gerichtet, wobei zum Aufsetzen des deformierten Ringes 5 das Sperrelement 9 zusammengezogen wird, um dann durch Verschieben des konischen Ringes 8 und dadurch bewirkter radialer Bewegung der beweglichen Teile 9a gespreizt zu werden. In Fig. 16 sind die beweglichen Teile 9a vollständig nach aussen bewegt. Der Ring 5 hat seine endgültige Form erreicht und ist zwischen Teil 11 und Sperrelement 9 eingeklemmt.