DE10144039A1

DE10144039A1 - Anschlußelement für Rohre sowie Verfahren zum Anschweißen eines Anschlußelements an ein Rohrende

Info

Publication number: DE10144039A1
Application number: DE10144039A
Authority: DE
Inventors: Ernst A Wasmuth
Original assignee: AVIT HOCHDRUCK ROHRTECHNIK GMB
Current assignee: AVIT HOCHDRUCK ROHRTECHNIK GMB
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-05-28
Also published as: DE50200905D1

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anschlußelement anzugeben, das in besonders einfacher, schneller und kostengünstiger Weise an ein Rohrende mit einer im wesentlichen kreisringförmigen Stirnfläche anschweißbar ist und das dann zusammen mit weiteren Bauelementen wie z. B. einer Überwurfmutter und einem Schraubstutzen eine auch bei extremen Drücken und Temperaturschwankungen dichte Verbindung des Rohres mit anderen Bauelementen wie anderen Rohren, Ventilen und dergleichen ermöglicht. DOLLAR A Es wird ein Anschlußelement (10) zum Anschweißen an eine kreisringförmige Stirnfläche eines Rohres vorgeschlagen, wobei das Anschlußelement einen durch Reibschweißen mit der Stirnfläche verschweißbaren ringförmigen Bereich, den sogenannten Reibbereich (14), aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlußelement für Rohre und ein Verfahren zum Anschweißen eines Anschlußelements an ein Rohrende. Dabei ist das Anschlußelement zum Anschweißen an eine kreisringförmige, ggf. angefaste Stirnfläche eines Rohres vorgesehen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Anschlußelement mit einer konischen Dichtfläche, die beim Verbinden des Rohres mit anderen Bauteilen, wie z. B. anderen Rohren, Armaturen, Schläuchen und dergleichen, mit einer zu ihr zumindest partiell komplementären Dichtfläche in einem Verbindungselement, wie insbesondere einem in DIN EN ISO 8434-1 genannten Schraub- oder Schweißstutzen, zusammenwirkt.
Solche Anschlußelemente sind bekannt, z. B. aus der DE 19 60 933 U1. Sie dienen dazu, zusammen mit weiteren Bauteilen, wie insbesondere einem Schraub- bzw. Schweißstutzen, einer Überwurfmutter und einer ringförmigen Dichtung extrem beanspruchbare dichte Verbindungen (wie sie z. B. bei Hochdruckleitungen benötigt werden) von Rohren mit anderen Bauelementen wie z. B. weiteren Rohren, Armaturen, Schläuchen etc. zu ermöglichen.
Dabei hat sich das aus der genannten DE 19 60 933 U1 bekannte Anschlußelement in der Praxis seit vielen Jahren ausgesprochen bewährt. Allerdings ist das Anschweißen eines solchen Anschlußelementes mit einer kreisringförmigen Stirnfläche an eine ebensolche Stirnfläche am Ende eines Rohres nicht trivial und muß von qualifizierten Fachkräften ausgeführt werden.
Wird dabei das normale Gasschweißen angewandt, entsteht durch Abbrand von im Material des Anschlußelementes und des Rohres, die bei den hier betroffenen Rohrleitungen im Regelfall beide aus Stahl bestehen, enthaltenen Legierungselementen sowohl an der Rohraußen- als auch an der Rohrinnenseite Zunder, wobei der an der Rohrinnenseite entstehende Zunder im Regelfall durch eine aufwendige nachträgliche Beizung (üblicherweise mit einer 13%igen Salzsäurelösung) gelöst und anschließend herausgespült werden muß, da die Zunderpartikel ansonsten bei Benutzung des Rohres z. B. im Rahmen einer Hochdruck-Hydraulikölleitung zu Beschädigungen von Bauteilen wie z. B. Hydraulikzylindern führen könnten.
Um die Zunderbildung zu vermeiden, wird daher zum Anschweißen des Anschlußelementes an das Rohrende meist das sog. Wolfram-Inertgas- Schweißverfahren (WIG-Schweißverfahren) unter Schutzgasatmosphäre verwandt. Dabei muß allerdings darauf geachtet werden, daß beim Verschweißen weder Schweißgut noch Schweißperlen in das Rohrinnere gelangen. Anschließend muß im Regelfall die Schweißstelle zumindest gesäubert, oft eber auch noch beigeschliffen werden.
Die bekannten Schweißverfahren benötigen nicht nur qualifiziertes Fachpersonal, sie sind auch zeitaufwendig und damit besonders kostenintensiv.
Daneben sind schweißlose Rohrverbindungen in Form sogenannter Bördel- Verschraubungen bekannt. Bei diesen wird ein Rohrleitungsende mit einer Maschine umgeformt (gebördelt) und eine Wulst aufgestaucht, welche eine Schulter für eine zuvor aufgesteckte Überwurfmutter bildet. Da zum Aufstauchen der Wulst sehr hohe Kräfte notwendig sind und das Rohr gegen die Stauchrichtung eingespannt werden muß, entstehen beim Aufstauchen tiefe Spannriefen am äußeren Rohr. Diese Spannriefen können die Fasern im Rohr verletzen, was dann insbesondere bei Hochdruck-Hydrauliksystemen, bei denen die Rohrleitungen oft erheblichen dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, zum Bruch der Rohrleitung führen kann.
Zudem entsteht durch das Aufstauchen im Rohrinneren eine Hohlkehle, in der sich Schmutz ansammeln kann, was zu einer verstärkten Korrosion im Rohrinneren führen kann.
Problematisch ist schließlich auch die Tatsache, daß beim Bördeln das Rohr kalt verformt und der Faserverlauf nicht angeschnitten wird, was ebenfalls zu einem Reißen der Fasern im Werkstoff und damit einem leichteren Rohrbruch führen kann.
Bördel-Verschraubungen sind daher insbesondere bei sehr hohen Betriebsdrücken und bei Rohrleitungssystemen, an denen starke Vibrationen auftreten können, wie bei bestimmten Hydrauliksystemen, nur bedingt geeignet.
Davon ausgehend liegt der Erfindung zum einen die Aufgabe zugrunde, ein Anschlußelement anzugeben, das in besonders einfacher, schneller und kostengünstiger Weise an einem Rohrende mit einer im wesentlichen kreisringförmigen Stirnfläche anschweißbar ist und das zusammen mit weiteren Bauelementen wie z. B. einer Überwurfmutter und einem Schraubstutzen eine auch bei extremen Drücken und Temperaturschwankungen dichte Verbindung des Rohres mit anderen Bauelementen ermöglicht.
Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anschweißen eines Anschlußelementes an eine kreisringförmige Stirnfläche eines Rohres anzugeben, das in besonders einfacher, schneller und kostengünstiger auch von Personal ohne Schweißerfahrung ausgeführt werden kann.
Hinsichtlich eines Anschlußelementes wird die Aufgabe gelöst von einem Anschlußelement der eingangs genannten Art, das einen durch Reibschweißen mit der Stirnfläche eines Rohres verschweißbaren ringförmigen, nachfolgend "Reibbereich" genannten Bereich aufweist.
Ein solches Anschlußelement hat den großen Vorteil, daß es durch Reibschweißen an ein Ende eines Rohres angeschweißt werden kann. Beim Reibschweißen werden die zu verbindenden Bauteile an ihren Verbindungsflächen durch Gegeneinanderreiben lokal bis in den plastischen Bereich erhitzt und anschließend durch einen kurzen Druckstoß miteinander verbunden. Die zur Ausführung des Reibschweißens benötigte Maschine ist sehr einfach in der Bedienung und erfordert kein hochqualifiziertes Personal wie das WIG-Schweißen. Zudem ist das Reibschweißverfahren deutlich schneller als das WIG-Schweißverfahren.
Ein weiterer Vorteil ist, daß die zum Anschweißen eines erfindungsgemäßen Anschlußelementes an ein Rohr benötigte Zeit bei Stahlrohren mit üblichen Außendurchmessern von bis zu etwa 50 mm im Regelfall so kurz ist, daß es nicht zur Bildung von Zunder kommen kann, wodurch vorteilhaft Nacharbeiten wie z. B. Beizen entfallen können.
Erste Versuche haben gezeigt, daß das Anschweißen eines erfindungsgemäßen Anschlußelementes an ein Rohrende mittels des dank der Erfindung einsetzbaren Reibschweißverfahrens einschließlich aller erforderlichen Vorarbeiten etwa fünf bis sieben Minuten schneller ausgeführt werden kann als das vergleichbare Anschweißen des bekannten Anschlußelementes an ein Rohr.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß sich der Reibbereich bei bestimmungsgemäßer Ausrichtung zur Stirnfläche des Rohres, an dem das Anschlußelement angeschweißt werden soll, zu der Stirnfläche hin verjüngt. Dies hat verschiedene Vorteile. So liegt zum Beginn des Reibschweißens nur eine verhältnismäßig geringe Fläche des Reibbereichs an der Stirnfläche des Rohres an, so daß die Maschine ohne großen Kraftaufwand Anlaufen kann, gleichwohl aber durch den auf die geringe Fläche konzentrierten Druck im Kontaktbereich eine erhebliche Reibung und damit Erwärmung entsteht, die zu einer gewünschten gleichmäßigen Erhitzung der miteinander zu verbindenden Teile führt.
Daneben stellt die sich verjüngende Form sicher, daß die beim Gegeneinanderpressen der Teile nach dem Erhitzen rohrinnen- und rohraußenseitig ggf. entstehenden Schweißwülste nur wenig vorstehen und insbesondere eine ggf. rohrinnenseitig entstehende Schweißwulst den freien Durchmesser der Rohrleitung nicht übermäßig verringert und somit kein Strömungshindernis bildet.
Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der sich verjüngende Reibbereich zwei ringförmige Seitenwangen aufweist, die in einem Winkel von etwa 90° bis 160°, vorzugsweise von etwa 120° zueinander verlaufen. Dabei kann der Winkel in Abhängigkeit von der Wandstärke des anzuschweißenden Rohres gewählt werden und bei besonders dickwandigen Rohren auch stumpfer, bei dünnwandigen Rohren auch spitzer sein, wobei die übliche Wandstärke der hier in Frage stehenden Rohre zwischen etwa 1,0 und 5,0 mm liegt.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Reibbereich eine abgeflachte oder abgerundete Spitze besitzt. Ist die Spitze abgerundet, so haben sich Radien der Rundung der Spitze besonders bewährt, die etwa 1 bis 10%, vorzugsweise etwa 2,5% des Außendurchmessers des anzuschweißenden Rohres betragen. Bei anzuschweißenden Rohren mit einem typischen Außendurchmesser von 16 mm kann der Radius der Rundung des Reibbereichs bei etwa 0,4 mm liegen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Reibbereich im Inneren des Anschlußelementes ausgebildet, was eine ganze Reihe von Vorteilen hat, von denen die "saubere" Optik nur der unbedeutendste ist. Ein Beischleifen der Schweißstelle erübrigt sich bei dieser Ausführungsform.
Ist der Reibbereich im Inneren des Anschlußelementes ausgebildet, so kann vorteilhaft ebenfalls im Inneren des Anschlußelementes neben dem Reibbereich eine ringförmig umlaufende Aufnahme für eine beim Reibverschweißen des Anschlußelementes mit einem Rohr auf der Rohraußenseite entstehende Schweißwulst vorgesehen sein. Diese Aufnahme verhindert, daß das verflüssigte und beim Drücken des Anschlußelementes gegen das Rohr quer zur Druckrichtung gedrückte Material mangels anderweitigen Raumes in das Rohrinnere gedrückt wird und so den Innnendurchmesser verkleinert.
Zweckmäßigerweise ist die Aufnahme für die Schweißwulst so ausgebildet, daß ihr maximaler Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser einer in dem Anschlußelement gebildeten kreisförmigen Aufnahmeöffnung für ein anzuschweißendes Rohr. Nach dem Erkalten der Schweißwulst wird auf diese Weise dann eine zusätzliche formschlüssige Verbindung von Anschlußelement und Rohr gebildet, die die Schweißnaht zusätzlich entlastet.
Dabei sollte der kleinste Durchmesser der in dem Anschlußelement gebildeten kreisförmigen Aufnahmeöffnung für ein anzuschweißendes Rohr etwas größer sein als der Außendurchmesser des anzuschweißenden Rohres, so daß beim Reibverschweißen von Anschlußelement und Rohr tatsächlich nur der Reibbereich des Anschlußelementes mit dem Rohr in Kontakt tritt. Um wieviel der kleinste Durchmesser der Aufnahmeöffnung größer sein sollte als der Außendurchmesser des Rohres hängt von der Laufruhe der verwendeten Reibschweißmaschine ab. Bei den Maschinen der Anmelderin reichen bereits sehr geringe Toleranzen aus. So genügt eine Aufnahmeöffnung mit einem Durchmesser von 16,5 mm völlig für Rohre mit 16 mm Außendurchmesser.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die dem anzuschweißenden Rohr zugewandte Außenseite des Anschlußelementes als Auflagefläche zum Halten einer Überwurfmutter ausgebildet. Längere Stutzen wie sie bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Anschlußelement notwendig sind, können entfallen. Zudem kann der Abschnitt des Anschlußelementes, dessen Außenseite als Auflagefläche zum Halten einer Überwurfmutter ausgebildet ist und der damit notwendigerweise einen größeren Außendurchmesser aufweisen muß als z. B. das Rohr vorteilhaft einen Doppelnutzen dadurch erfüllen, daß in diesem Abschnitt des Anschlußelementes die ggf. im Anschlußelement vorgesehen Aufnahme für die entstehende Schweißwulst ausgebildet wird.
Wenngleich das Anschlußelement je nach Anwendungsfall beliebig geformt sein kann, soll ein typisches hier in Frage stehendes Anschlußelemente zum Bilden von Schraubverbindungen nach DIN EN ISO 8434-1 dienen, so daß die dem anzuschweißenden Rohr abgewandte Außenseite des Anschlußelementes als konische Dichtfläche ausgebildet ist. In dieser Dichtfläche kann dann eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines Dichtringes vorgesehen werden.
In verfahrensmäßiger Hinsicht wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem ein erfindungsgemäß ausgebildetes Anschlußelement an eine kreisringförmige Stirnfläche eines Rohres dadurch angeschweißt wird, daß das Anschlußelement und das Rohr derart in relative Rotation um die Mittelachse der kreisringförmigen Stirnfläche des Rohres zueinander versetzt werden, daß der Reibbereich des Anschlußelementes und die Stirnfläche des Rohres aneinander reiben, bis sie sich auf die für eine Schweißverbindung notwendige Temperatur erhitzt haben, worauf die relative Rotation von Anschlußelement und Rohr zueinander gestoppt und Stirnfläche und Reibbereich gegeneinander gepreßt werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Anschlußelementes,
Fig. 2 verschiedene Bauelemente zum Herstellen einer Rohrverschraubung im unmontierten Zustand und
Fig. 3 eine teilweise geschittene Seitenansicht der Bauelemente gemäß Fig. 2 im montierten Zustand.
In der Fig. 1 ist ein in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnetes Anschlußelement zum Anschweißen an eine kreisringförmige Stirnfläche eines Rohres in teilweise geschnittener Seitenansicht, gesehen senkrecht zur Mittelachse 12 des bei diesem Ausführungsbeispiel rotationssymetrischen Anschlußelementes 10 gezeigt. Dabei sei bemerkt, daß unter dem Begriff "kreisringförmig" hier nicht etwa nur plane Stirnflächen verstanden werden. Die Stirnflächen können vielmehr beliebig konturiert, insbesondere auch nach außen oder innen gewölbt sein. Wichtig ist nur, daß sie in der Projektion entlang der Achse, um die beim Reibschweißen Anschlußelement und Rohr relativ zueinander rotieren, wie ein planer Kreisring eben kreisrund und nicht etwa oval sind.
Das Anschlußelement 10 weist in seinem Inneren einen Bereich auf, der durch Reiben an einer Stirnfläche eines entsprechend dimensionierten Rohres derart bis in den plastischen Bereich hinein erhitzt werden kann, daß das Anschlußelement 10 mit einem entsprechenden Rohr im sog. Reibschweißverfahren verschweißt werden kann. Dieser speziell ausgeformte Bereich wird daher in dieser Anmeldung als "Reibbereich 14" bezeichnet.
Der Reibbereich 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel beim bestimmungsgemäßen Einsetzen eines in Fig. 1 nicht gezeigten Rohres in das Anschlußelement 10 bzw. beim Aufsetzen des Anschlußelementes 10 auf ein Ende eines solchen Rohres zu der Stirnfläche des Rohres, mit der das Anschlußelement verschweißt werden soll, hin gewölbt und weist zwei Seitenwangen 16 und 18 auf, die bei diesem Ausführungsbeispiel in einem Winkel von etwa 120° zueinander verlaufen und im Bereich einer abgerundeten Spitze 20 ineinander übergehen.
Der freie Innenradius R des Anschlußelementes entspricht bei diesem Ausführungsbeispiel dem freien Innenradius eines anzuschließenden Rohres, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, daß das Anschlußstück natürlich auch beliebige andere Innenkonturen aufweisen und z. B. als Reduzierstück ausgebildet sein kann.
Durch die Wölbung des Reibbereichs 14 ist nicht nur ein besonders vorteilhafter Ablauf des Reibschweißens gewährleistet, sondern auch eine Minimierung der beim Reibverschweißen des Anschlußstücks 10 mit einem Rohr an der Innenseite entstehenden Schweißwulst, so daß die Strömungen durch ein angeschweißtes Rohr und durch das Anschlußstück von der Schweißwulst praktisch nicht behindert werden, sofern überhaupt eine Schweißwulst entsteht.
Zur weiteren Minimierung einer rohrinnenseitig entstehenden Schweißwulst ist bei diesem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel neben dem Reibbereich 14 eine ringförmig umlaufende Aufnahme 22 ausgebildet, in welche das beim Reibverschweißen verflüssigte und zunächst durch Fliehkräfte, dann durch Druckkräfte nach außen gepreßte Material von Anschlußstück und anzuschweißendem Rohr, das dann eine Schweißwulst bildet, hineintreten kann.
Das Anschlußelement weist an seinem bei bestimmungsgemäßer Ausrichtung von Anschlußelement und anzuschweißendem Rohr dem Rohr zugewandten Ende einen Schulterabschnitt 24 mit einer ringförmigen Außenflanke und einer ringförmigen Innenflanke auf.
Die Innenflanke des Schulterabschnitts 24 begrenzt eine kreisförmige Aufnahmeöffnung für ein anzuschweißendes Rohr. Wie in Fig. 1 zu erkennen, ist der Durchmesser dieser Aufnahmeöffnung für ein anzuschweißendes Rohr deutlich kleiner als der maximale Außendurchmesser der ringförmig umlaufenden Aufnahme 22 für die Schweißwulst. Entlang der Mittelachse 12 gesehen kann man also sagen, daß die Aufnahmeöffnung hinterschnitten ist, wobei sich ein Hinterschneidungswinkel zwischen 10° und 30°, vorzugsweise von etwa 20° zur Mittelachse 12 des Anschlußelementes bewährt hat.
Diese Ausführungsform hat nicht nur den Vorteil, daß auch bei größten Fliehkräften beim Reibverschweißen kein verflüssigtes Material von dem Rohr bzw. dem Anschlußstück abreißen und weggeschleudert werden kann, da sich solches Material in der Aufnahme 22 sammelt, sondern auch den Vorteil, daß das in der Aufnahme 22 erkaltete Material eine zusätzliche formflüssige Verbindung mit der Innenflanke des hinterschnittenen Schulterabschnitts 24 eingeht, was die sich durch das Schweißen ergebende Schweißnaht zusätzlich entlastet.
Die Außenflanke des Schulterabschnitts 24 bildet eine Auflagefläche zum Halten einer Überwurfmutter. Die einem anzuschweißenden Rohr abgewandte Außenseite 26 des Anschlußelementes 10 ist als konische Dichtfläche ausgebildet und verfügt über eine umlaufende Nut 28 zum Aufnehmen eines hier nicht gezeigten Dichtringes.
Das Anschlußelement kann aus beliebigen, dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßten Materialien vorzugsweise einstückig ausgebildet sein. Da das Anschlußelement 10 jedoch im Regelfall bei Hochdruck-Hydraulikölleitungen eingesetzt werden wird, wird es im Regelfall ebenso wie ein anzuschweißendes Rohr aus normalem Stahl bestehen. Als Materialien kommen jedoch auch Edelstähle und austenitische Werkstoffe sowie Materialien wie z. B. Messing, Titan, warmfeste Stähle und CuNiFer-Legierungen in Betracht.
In der Fig. 2 sind die verschiedenen Bauteile zum Herstellen einer Rohrverschraubung unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Anschlußstücks 40 gezeigt, wobei das Anschlußstück 40 im wesentlichen dem Anschlußstück 10 gemäß Fig. 1 entspricht, jedoch bei dieser mehr prinzipiellen Skizze die genaue Ausbildung des Reibbereichs des Anschlußstücks 40 nicht dargestellt ist. Die weiteren gezeigten Bauteile sind: ein nur teilweise gezeigtes Rohr 42, eine Überwurfmutter 44, eine O-Ring-Dichtung 46 und ein sog. Einschraubstutzen 48 gemäß DIN EN ISO 8434-1.
Die Fig. 3 zeigt die Bauteile gemäß Fig. 2 im montierten Zustand.
Bei der Montage der gezeigten Verschraubung wird im ersten Verfahrensschritt das Anschlußstück 40 an dem Rohr 42 angeschweißt, und zwar mittels einer Reibschweißmaschine, die das Rohr und das Anschlußelement in schnelle Rotation relativ zueinander versetzt.
Dabei kann die Überwurfmutter 44 bereits zur Fixierung des Anschlußelementes 40 am sogenannten Reibschweißkopf der Maschine verwendet werden. Üblicherweise besitzt die Reibschweißmaschine eine Aufnahme mit einer Innenkontur, die zur Außenkontur des Anschlußstücks 40 zumindest partiell komplementär ist und deren Außenkontur mit einem Gewinde versehen ist, das zum Innengewinde der Überwurfmutter 44 komplementär ist. Dadurch kann mit der Überwurfmutter 44 das Anschlußstück 40 auf dem Reibschweißkopf fixiert werden.
Sodann wird das Rohr 42 in eine Spannvorrichtung eingelegt und fixiert. In Abhängigkeit vom Rohraußendurchmesser und der Wandstärke des Rohres werden der Reibschweißmaschine bestimmte Parameter für Reibzeit und Stauchdruck vorgegeben. Typische Drehzahlen liegen zwischen etwa 10.000 und 25.000 U/min. Bei den üblichen hier in Frage stehenden Materialien reichen Stauchkräfte zwischen etwa 1 und 12 kN.
Beim Reibschweißen wird das rotierende Anschlußstück 40 für eine vorbestimmte Zeit gegen das starre Rohrende gepreßt. Nach der Reibzeit wird der Stauchdruck kurzzeitig erhöht.
Nach dem Anschweißen des Anschlußstücks 40 an das Rohr 42 kann eine Rohrverschraubung wie in Fig. 3 gezeigt dadurch hergestellt werden, daß das Rohr mit dem Anschlußstück 40 und aufgesetztem Dichtring 46 in einen Schraubstutzen 48 eingesetzt und dort mittels der Überwurfmutter 44 festgespannt wird.
Wie in Fig. 3 angedeutet liegt die zwischen Anschlußstück 40 und Rohr 42 gebildete Schweißnaht bei Verwendung eines Anschlußstücks gemäß Fig. 1 nicht nur innerhalb des Anschlußstücks, sondern auch innerhalb des von der Überwurfmutter 44 umschlossenen Bereichs, so daß die Schweißnaht doppelt gegen Aufplatzen gesichert ist.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich z. B. auf die Ausbildung der Kontur des Reibbereichs beziehen. So ist es z. B. möglich und insbesondere bei sehr großen Wandstärken auch zweckmäßig, statt des gezeigten einfach gewölbten Reibbereichs einen Reibbereich mit mehreren Wölbungen bzw. Rillen vorzusehen.
Erfindungswesentlich ist jedenfalls, daß das Anschlußstück derart ausgebildet ist, daß es durch Reibschweißen an einer Stirnfläche eines Rohres angeschweißt werden kann. Dabei sei an dieser Stelle betont, daß es natürlich auch möglich ist, die Stirnfläche des anzuschweißenden Rohres entsprechend auszuformen und z. B. zu wölben. Da oftmals jedoch Rohrleitungen vor Ort abgelängt werden, wird es üblicherweise zweckmäßiger sein, die entsprechende Kontur im Anschlußstück vorzusehen, als das abgelängte Rohr zu verformen. Ein Anfasen der Stirnfläche des abgelängten Rohres ist jedoch auch vor Ort problemlos möglich und im Regelfall auch zweckmäßig.

Claims

1. Anschlußelement zum Anschweißen an eine kreisringförmige Stirnfläche eines Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß es einen durch Reibschweißen mit der Stirnfläche verschweißbaren ringförmigen, nachfolgend Reibbereich genannten Bereich aufweist.

2. Anschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Reibbereich bei bestimmungsgemäßer Ausrichtung zur Stirnfläche des Rohres, an dem das Anschlußelement angeschweißt werden soll, zu der Stirnfläche hin verjüngt.

3. Anschlußelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbereich zwei ringförmige Seitenwangen aufweist, die in einem Winkel von etwa 90 bis 160°, vorzugsweise etwa 120° zueinander verlaufen.

4. Anschlußelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbereich eine abgeflachte oder vorzugsweise abgerundete Spitze aufweist.

5. Anschlußelement nach Anspruch 4, wobei die Spitze abgerundet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Rundung der Spitze etwa 1 bis 10%, vorzugsweise etwa 2,5% des Außendurchmessers des anzuschweißenden Rohres beträgt.

6. Anschlußelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbereich im Inneren des Anschlußelementes ausgebildet ist.

7. Anschlußelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Anschlußelementes neben dem Reibbereich eine ringförmig umlaufende Aufnahme für eine beim Reibverschweißen des Anschlußelementes mit einem Rohr auf der Rohraußenseite entstehenden Wulst vorgesehen ist.

8. Anschlußelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Außendurchmesser der ringförmig umlaufenden Aufnahme für die Wulst größer ist als der Durchmesser einer in dem Aufnahmelement gebildeten kreisförmigen Aufnahmeöffnung für ein anzuschweißendes Rohr.

9. Anschlußelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Durchmesser der in dem Aufnahmelement gebildeten kreisförmigen Aufnahmeöffnung für ein anzuschweißendes Rohr etwas größer ist als der Außendurchmesser des anzuschweißenden Rohres.

10. Anschlußelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dem anzuschweißenden Rohr zugewandte Außenseite des Anschlußelementes als Auflagefläche zum Halten einer Überwurfmutter ausgebildet ist.

11. Anschlußelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dem anzuschweißenden Rohr abgewandte Außenseite des Anschlußelementes als konische Dichtfläche ausgebildet ist.

12. Anschlußelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dichtfläche eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines Dichtringes vorgesehen ist.

13. Rohr mit einem angeschweißten Anschlußelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr und das Anschlußelement durch Reibschweißen miteinander verbunden wurden.

14. Rohrverbindung umfassend wenigstens ein Rohr mit einem durch Reibschweißen angeschweißten Anschlußelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, eine das Anschlußelement partiell umgreifende Überwurfmutter mit einem Gewinde und einen Schraubstutzen mit einem zum Gewinde der Überwurfmutter komplementären Gewinde.

15. Rohrverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei bestimmungsgemäßer Montage von Überwurfmutter und Schraubstutzen die zwischen Rohr und angeschweißtem Anschlußelement gebildete Schweißnaht in dem von der Überwurfmutter umgrenzten Bereich liegt.

16. Hochdruckrohleitung umfassend eine Anzahl von Rohren, von denen zumindest eines mit einem Anschlußelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durch Reibschweißen verbunden ist.

17. Mehrteiliges Verbindungssystem für Rohre, umfassend ein Anschlußelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, eine Überwurfmutter, einen Schraubstutzen und einen Dichtring.

18. Mehrteiliges Verbindungssystem nach Anspruch 17, zusätzlich umfassend eine vorzugsweise mobil einsetzbare Reibschweißmaschine zum Anschweißen von Anschlußelementen an Rohre.

19. Verfahren zum Anschweißen eines Anschlußelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 12 an eine kreisringförmige Stirnfläche eines Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement und das Rohr derart in relative Rotation um die Mittelachse der kreisringförmigen Stirnfläche zueinander versetzt werden, daß Reibbereich und Stirnfläche aneinander reiben, bis sie sich auf die für eine Schweißverbindung notwendige Temperatur erhitzt haben, worauf die relative Rotation von Anschlußelement und Rohr zueinander gestoppt und Stirnfläche und Reibbereich gegeneinander gepreßt werden.

20. Verwendung des Reibschweißverfahrens zum Anschweißen eines Anschlußelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 12 an ein Rohr.