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Verfahren und Anordnung zum Festlegen eines Metallrohres in einer metallischen Stützplatte
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rial des Rohres oder der Stützplatte. Bestehen beide aus verschiedenen Materialien, so ist der Wert für die Detonationsgeschwindigkeit nach der höheren Schallgeschwindigkeit zu bemessen. Beispiele geeig- neter Explosivstoffe sind sogenannte "elektrische Detonatoren", wie Nr. 6 und 8 Detonatoren, wie sie von der Firma Imperial Chemical Industries Ltd., Nobel Division, Stevenston, Ayrshire, Schottland, vertrieben werden. Solche Detonatoren können allein oder auch mit zusätzlichen Dämpfungskappen oder Häuten aus formbarem plastischem Sprengstoff, z. B."Metabel", der gleichen Firma verwendet werden.
Die Abtrennung überschüssiger Rohrlängen wird erfindungsgemäss dadurch ermöglicht, dass um das vorstehende Rohrende und in Anlage an die Stützplatte ein Schneidring vorgesehen ist, wobei das Rohr mit Gewalt gegen diesen Ring gedrückt wird, und das überschüssige Rohrende noch während des Frei- werdens der Energie abgetrennt wird. Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist zwischen der
Schneidkante des Ringes und seiner Anlagefläche für die Stützplatte eine ringförmige Rille vorgesehen, in die das verbleibende Rohrende sich aufweitend eintreten kann.
Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung hervor. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein Rohr, das sich durch eine Ausnehmung in einer Stützplatte erstreckt und darin befestigt werden soll.
Ein Rohr --1-- ist in einer Ausnehmung der Stützplatte --2-- gelagert, wobei die Ausmasse der Ausnehmung innerhalb der üblichen Toleranzen liegen, die eine maschinelle Einführung des Rohres gestatten, also etwa unter Freilassung eines Ringspaltes in der Grössenordnung von 0, 125 bis 0,5 mm. Das in der Figur nicht gezeichnete linke Ende des Rohres erstreckt sich zu einer zweiten Stützplatte hin, während das rechte Ende etwas von der Stützplatte vorsteht, um für den späteren Einbau der ganzen Anordnung z. B. in ein Wärmeaustauschergehäuse noch eine anpassbare Länge zur Verfügung zu haben.
Um das Entfernen überschüssiger Länge zu erleichtern und um ein glattes Ende an der Schnittfläche zu gewährleisten, ist um das Rohr und in Kontakt mit der Stützplatte ein Ring --3-- aus gehärtetem Stahl od. dgl. Material vorgesehen. Im Inneren des Rohres-l-und innerhalb des Querschnittbereiches der Stützplatte ist eine Explosionsladung --4-- angeordnet. Diese Ladung ist ein üblicher Detonator und sie befindet sich innerhalb eines mit Schiebesitz im Rohr liegenden und die Explosionsenergie übertragenden Einsatzes-5--. Die Lagerung der Ladung im Einsatz erfolgt ebenfalls mit Schiebesitzt. Die Art des Materials für den Einsatz ist nicht bedeutsam, jedoch ist eines mit hoher Dichte vorzuziehen, weil es die Explosionswelle ohne wesentliche Verluste übertragen soll.
Die Anordnung der Ladung in bezug auf die Stützplatte ist zwar nicht sehr kritisch, doch soll sie sich über die innere Oberfläche derselben hinaus erstrecken. Zweckmässig ist die Anordnung der Ladung innerhalb der äusseren zwei Drittel der Plattenstärke, also innerhalb der rechten zwei Drittel der Platte gemäss der Figur.
Nachdem die Ladung in der aus der Zeichnung ersichtlichen Lage eingebaut worden ist, wird sie in üblicherweise, beispielsweise durch einen elektrisch erhitzten Widerstandsdraht wie er in der Zeichnung dargestellt ist, entzündet. Diese Zündeinrichtung wird zweckmässig ausserhalb der Ladung - wie gezeichnet-angebracht, so dass die Explosionswelle nach innen fortschreitet. Sind mehrere Rohre zu befestigen, so können diese in der angegebenen Weise gleichzeitig montiert werden.
Die bei der Explosion frei werdende Energie dehnt das Rohr aus und bewirkt eine metallurgische Verbindung des Rohres mit der Stützplatte innerhalb des gegenseitigen Berührungsbereiches. Zur Herbeiführung einer einwandfreien Verbindung ist eine gewisse Reinheit der Rohroberfläche unerlässlich, und aus diesem Grunde müssen Oxydationen u. dgl. Unreinigkeiten vorher durch mechanische oder chemische Bearbeitung des Rohres entfernt werden.
Eine zweite Wirkung der frei werdenden Explosionsenergie besteht darin, dass das Rohr gegen den Ring --3-- gedrückt wird. Die an diesem Ring vorgesehene Schneidkante trennt das überstehende Rohrende ab, während das verbleibende Rohrende ausgeweitet wird und mit der Aussenfläche der Stützplatte fluchtet. Der Schneidwinkel des Schneidringes ist nicht kritisch, jedoch ist er je nach dem Material verschieden.
Mit Erfolg wurden verschiedene Materialkombinationen miteinander verbunden, und ein typisches Beispiel wird nachfolgend beschrieben :
Einzöllige Aluminium-Messingrohr wurden in Bohrungen von 1.015 Zoll Durchmesser und 1. 1/2 Zoll Mittenabstand eingebaut. Die Ladung war ein Detonator Nr. 8 und der Einsatz bestand aus einer Mischung aus Wachs und Sägespänen. Der Schneidring war mit einem Profil wie aus der Zeichnung ersichtlich ausgeführt. Ausser dem Entfernen von Oxydhaut und Staub wurden an den Materialien keine Bearbeitungen vorgenommen. Nach Vollendung des Verbindungsprozesses wurde die Festigkeit der Verbindung durch versuchtes Herausziehen des Rohres aus der Platte mit Hilfe eines kalibrierten Zugspan-
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nungsgerätes gemessen.
Es war eine Belastung von mehr als zwei Tonnen notwendig um das Rohr aus der Platte herauszuziehen, wobei vorher sogar das aufgeweitete Rohrende abgearbeitet wurde, um eine Verfälschung der Messung durch den mechanischen Widerstand desselben zu beseitigen.
Vergleichsweise wurde ein Rohr in der Platte befestigt, bei dem aber vorher die Oberfläche mit einem Antihaftmittel behandelt wurde, das eine metallurgische Verbindung behinderte. Die dann erforderliche Auszugskraft betrug nur mehr eine Tonne, also ein Wert, der auch mit bisher üblichen Befestigungsverfahren zu erreichen war.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Festlegen eines Metallrohres in einer metallischen Stützplatte und zum gleich-
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in eine Ausnehmung konstanten Durchmessers in der Stützplatte eingeführt wird, so dass ein Teil des Rohres aus der Ausnehmung hervortritt, dass innerhalb des Rohres und unter Zwischenlage eines inerten Energieübertragungsmediums eine Quelle für eine plötzliche hohe Energieabgabe eingebracht wird, derart dass wenigstens das Übertragungsmedium über dasjenige Ende der Ausnehmung hinausragt, aus dem das Rohr hervortritt, und dass schliesslich die Energie ausgelöst wird, wobei das Rohr in der Platte festgeschweisst und gleichzeitig das überstehende Ende des Rohres abgetrennt wird.