DE1158778B

DE1158778B - Befestigung eines metallischen Wellrohres in einem metallischen Anschlussstueck durch Verschweissung

Info

Publication number: DE1158778B
Application number: DEA30232A
Authority: DE
Inventors: John Humphrey Millar
Original assignee: Avica Equipment Ltd
Current assignee: Avica Equipment Ltd
Priority date: 1957-09-05
Filing date: 1958-09-05
Publication date: 1963-12-05

Description

Befestigung eines metallischen Wellrohres in einem metallischen Anschlußstück durch Verschweißung Die Erfindung betrifft die Befestigung eines metallischen Wellrohres in einem Ansehlußstück durch Verschweißung der Wellrohrstimfiäche mit einem in das Wellroh .rende hineinragenden Nippel und einer das Wellrohrende sowie eine :etwa vorhandene Wellrohrumhüllung umschließenden Hülse.
Bekannte Schweißverbindungen dieser Art haben den Nachteil, daß das Metall des Wellrohres in der Gegend der Schweißstelle derartig geschwächt wird, daß die Widerstandsfähigkeit der Rohreinheit gegenüber Vibrationen und inneren Druckschwankungen nicht nur bei hohen Temperaturen, sondern auch schon bei relativ geringen Temperaturen sehr gering ist.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und löst die Aufgabe, ein metallisches Wehrohr mit einem metallischen Anschlußstück zu verschweißen, ohne daß durch die Schweißung eine Schwächung der im Betrieb am höchsten beanspruchten Rohrstellen, die sich im Befestigungsbereich des Wellrohres im Anschlußstück befinden, erfolgt. Dies geschieht dadurch, daß die Endwellungen des Wehrohres in an sich bekannter Weise zu einem ringföhnigen Block axial zusammengepreßt sind.
Diese Maßnahme ist im Zusammenhang mit einer Wellrohrbefestigung durch Hartlötung an sich bekannt, jedoch mit dem Ziel, Hartlötmenge gegenüber der Ausführungsform ohne axiales Zusammenpressen der Endwellungen einzusparen, da das Hartlot die Zwischenräume der Endwellungen ausfüllt. Demgegenüber ist die axiale Zusammenpressung der Endwellungen beim Gegenstand der Erfindung zu dem Zwecke angewendet, Abstand zwischen der bei der Schweißung am höchsten beanspruchten Stirnfläche des Wellrohres und dem im Betrieb am höchsten beanspruchten Übergang von der Schweißstelle zu dem auch im Befestigungsbereich in gewissen Grenzen beweglichen Wehrohr zu gewinnen.
Im Hinblick auf diese gewisse Beweglichkeit des Wellrohres im Befestigungsbereich ist es für die neue Wellrohrbefestigung weiterhin von Vorteil, daß die dem Block benachbarten Rohrwellungen gegen axiale Verschiebung festgelegt sind. Dies kann in an sich bekannter Weise einmal durch radiale Pressung der Rohrwellungen zwischen Nippel und Hülse, zum anderen durch zwischen den Rohrwellungen eingreifende Greiferelemente geschehen. Diese müssen zur Erfüllung ihrer Aufgaben auf ihrer anschlußseitigen Stirnfläche festlegbar sein, was erfindungsgemäß dadurch geschieht, daß sie den Block mit einem zylindrischen Ansatz umschließen, dessen anschlußseitige Stirnfläche in die Schweißung einbezogen ist. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in an sich bekannter Weise eine ringförmige Metallscheibe an der anschlußseitigen Stirnfläche des Blockes anliegend angeordnet ist, die während des Schweißvorganges geschmolzen wird, um das für diesen Vorgang erforderliche Schweißmetall zu liefern.
Gemäß der Erfindung kann diese Metallscheibe einstöckig mit dem Nippel oder der Hülse verbunden sein.
Der Schweißvorgang, durch den die Teile des Anschlußstückes mit dem Wehrohr und seiner Umhüllung verbunden werden, wird vorzugsweise mit Hilfe einer bekannten Lichtbogen-Schutzgasschweißung bewerkstelligt.
Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine teils im Schnitt gezeigte Ansicht eines Endes eines Wellrohres, in der die Teile des Anr schlußstückes in einem Zustand gezeichnet sind, in welchem sie sich vor dem Schweißvorgang befinden; Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, welche die fertiggestellte Wellrohrbefestigung nach dem Schweißvorgang und nach dem radialen Zusammenziehen des Hülsenansatzes zeigt, Fig. 3 und 4 die nämlichen Stadien wie Fig.1 und 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels, Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform, in welcher Teile des Anschlußstückes im ersten Stadium ihres Zusammenfügens mit dem Wellrohr gezeigt sind, Fig. 6 und 7 teilweise geschnittene Ansichten eines Zwischenstadiums und des Endstadiums der Wellrohrbefestigung und Fig. ß eine vergrößerte Teilansicht eines Gre.iferelements für eine Wellrohrbefestigung gemäß der in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Ausführungsform.
In dem ersten Ausführungsbeispiel einer Wellrohrb.efestigung gemäß den Fig. 1 und 2 besteht das biegsame Wollrohr aus einem schraubenlinienförmig gewellten nichtrostenden Stahlrohr 1 mit einer Wandstärke von beispielsweise 0,125 bis 0,15 mm und einer lichten Weite von etwa 15 mm, das von einer Hülle aus geflochtenem Draht von beispielsweise 0,3 mm Dicke umgeben ist. An jedem Ende dieses Rohres sind zwei Anschlußstücke angeordnet, die einen glatten Nippel 3 haben und mit einer Hülse 4 versehen sind.
Beim Herstellen der Wellrohrbefestigung werden an den Enden einige Wollungen, beispielsweise sechs Wallungen an jedem Ende, zu je einem ringförmigen Block 5 mit einer flachen äußeren Stirnwand zusammengedrückt. Danach wird die Hülse 4 auf jedes Rohrende aufgesetzt. Die Hülse hat in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine lichte Weite, die ungefähr dem Gesamtdurchmesser des von der Umhüllung 2 umgebenen Wollrohres entspricht. Sie weist einen im Querschnitt größeren Hauptteil 4 a auf, der ungefähr ebenso lang wie der Block 5 ist, ferner einen nach innen gerichteten Flansch 6 an einem Ende des Hauptteiles 4a, dessen radiale Erstreckung der radialen Erstreckung des Blockes 5 einschließlich der Dicke der Umhüllung 2 entspricht, und einen am anderen Ende des Hauptteiles 4 a anschließenden Ansatz 4 b, der sich axial etwa über vier nicht mehr axial zusammengepreßte Wollungen erstreckt. Diese Hülse wird so weit über das Rohrende aufgeschoben, bis ihr Flansch 6 am Block 5 und am Ende der Umhüllung 2 anliegt.
Anschließend wird der glatte Nippel 3 des An, sehlußstückes in jedes Ende des Wollrohres 1 eingeführt. Jeder Nippel 3 hat einen der lichten Weite des. Wollrohres 1 entsprechenden Außendurchmesser und ist mit einer Schulter 7 versehen, die als Widerlager für den Flansch 6 der Hülse 4 dient, wenn der glatte Nippel 3 so weit eingeschoben ist, daß er sich etwa entlang von vier der sich am Block 5 anschließenden Wollungen erstreckt. Dieser Vorgang ist in Fig. 1 gezeigt. , Die zweite Form der Wellrohrbefestigung ist in der folgenden Weise aufgebaut: Die Hülse 4 hat einen im wesentlichen zylindrischen Hauptteil 4 a und einen Ansatz 4 b, dessen Durchmesser nach außen zu abnimmt, wobei sein i kleinster Durchmesser dem Gesamtdurchmesser des mit der Umhüllung versehenen Wollrohres entspricht. Die axiale Länge des Ansatzes 4 b ist etwa gleich der axialen Erstreckung von vier nicht zusammengedrückten Wellengen. c Ein Greiferelement 8 ist an jedem Ende des Wollrohres innerhalb der Umhüllung 2 eingesetzt. Es hesteht aus einem außen kegelstumpfförmigen Abschnitt 8 a, der außen entsprechend der Innenfläche des Hülsenansatzes 4 b und innen entsprechend der Außenfläche zweier Wellengen ausgebildet ist, und ferner aus einem zylindrischen Teil 8 b, dessen Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Wellrohres ist. Dieses Greiferelement wird auf das Ende des Rohres so weit aufgeschraubt, bis etwa sechs Endwellungen von ihm umfaßt sind, die dann aus der Bohrung des zylindrischen Teils 8 b herausragen.
Die Umhüllung 2 wird dann über jeden der zylindrischen Teile 8 b gelegt und die Hülse 4 über die Umhüllung an jedem Ende des Rohres gezogen, so daß jede Umhüllung zwischen den sich entsprechen-; den Flächen der Greiferelemente 8 und der Hülsen 4 liegt, wobei die Enden der Umhüllung und der Hülse mit der Stirnfläche des Blocks 5 ausgerichtet sind.
Die aus der Bohrung des zylindrischen Teils 8 b herausragenden Wollungen werden axial zu einem ringförmigen Block 5 zusammengepreßt, der denn vom Teil 8 b umgebenden Raum ausfüllt und dessen Stirnfläche mit dem Ende dieses Abschnittes fluchtet.
Der Nippel 3 wird in das Ende des Rohres so weit eingeführt, daß sein Flansch 9 an der Stirnfläche des Blocks 5 sowie an den. Stirnenden des Teils 8 b, der Umhüllung 2 und der Hülse 4 anliegt. Fig. 2 zeigt dieses Stadium des Zusammenbaues..
Der Flansch 9 wird auf SchmeIztemperatur gebracht, um den Nippel 3 mit der Stirnfläche des Blocks 5 des zylindrischen Teils 8 b, der Umhüllung 2 und der Hülse 4 zu verschweißen, was in an sich bekannter Weise mittels eines Lichtbogens geschehen kann. Fig. 4 zeigt die endgültige Form der fertigen Wellrohrbefestigung.
Falls gewünscht, kann die Hülse 4 radial zusammengeschnürt werden, damit die Umhüllung zwischen dieser Hülse und dem Greiferelement fest verankert wird.
In einer in den Fig. 5 bis 7 dargestellten abgewandelten Bauart der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist ein Flansch 9 vorgesehen, dessen radiale Erstreckung lediglich so groß ist, daß er nur an den Stirnseiten des Blocks 5 und des Greiferelements 8 b anliegt, während das Ende der Umhüllung und das Ende der Hülse über den Flansch 9 hinausragen und an dessen äußerem Umfang mit ihm verschweißt werden.
Aus Fig. 5 isst ersichtlich, daß in diesem Falle die Hülse 4 und das Greiferelement 8 zuerst am Ende des Wollrohres angebracht werden. Darauf werden die aus dem Ende des zylindrischen Teils 8 b des Greiferelements herausragenden Wollungen des Rohres 1 axial zusammengepreßt, um den Block 5 mit einer flachen Stirnfläche zu bilden, welche im wesentlichen mit dem Ende des Teils 8 b fluchtet. Darauf wird die Hülse radial eingeschnürt, um die Umhüllung 2 fest zu erfassen.
Anschließend wird der Nippel 3 in. das Ende des Wellrahres 1 eingeführt, bis der Flansch 9 an den Stirnflächen des Blocks 5 und des Teils 8 b des Greiferelements anliegt (s. Fig.6) Darauf werden durch Schmelzen des Flansches 9 der Nippel 3, der Block 5, der Teil 8 b des Greiferelementes, die Umhüllung 2 und die Hülse 4 zusammengeschweißt.
Es versteht sich, daß bei einem Wehrohr mit schraubenlinienförmigen Wellengen das Greiferelement an seiner Innenseite in entsprechender Weise ausgebildet ist, so daß ein aus einem Stück her stehendes Greiferstück über das äußere Ende des Rohres vor dem Zusammendrücken der Endwellungen geschraubt werden kann. Wird ein ringgewelltes Rohr verwendet, dann muß das Greiferstück aus zwei oder mehr teilringförmigen Teilen bestehen, damit es um die Wellungen herumgelegt werden kann, die es später abstützen soll. Mehrteilige Greiferstücke müssen natürlich auch dann verwendet werden, wenn das Greiferstück nach dem Zusammenpressen der Endwellungen auf das Rohr aufgesetzt wird.
Wenn das Rohr mit einer Umhüllung versehen ist, kann die Außenseite des Greiferelements mit einer Verzahnung oder andersartigen Aufrauhung versehen sein (s.. Fig. 5 bis 8), damit eine solche Umhüllung fest zwischen dem Greiferelement und der Hülse gehalten werden kann, um die axialen Beanspruchungen der Umhüllung über eine größtmögliche Fläche des Anschlußstückes zu verteilen und hohe Belastungen des verschweißten Endes der Hülle zu vermeiden.
Soweit die Zeichnungsbeschreibung Einzelheiten enthält, die nicht Gegenstand der Patentansprüche sind, gehören sie nicht zur Erfindung, sondern sind lediglich zum besseren Verständnis der Gesamtanordnung näher erläutert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Befestigung eines metallischen Wellrohres in einem metallischen Anschlußstück durch Verschweißung der Wellrohr-Simfl'äche mit einem in das Wellrohrende hineinragenden Nippel und einer das Wellrahrende sowie eine etwa vorhandene Wellrohrumhüllung umschließende Hülse, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwellungen des Wellrohres (1) in an sich bekannter Weise zu einem ringförmigen Block (5) axial zusammengepreßt sind.
2. Wellrohrbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere dem Block (5) benachbarte Rohrwellungen in an sich bekannter Weise durch radiale Pressung zwischen Nippel (3) und Hülse (4) gegen axiale Verschiebung festgelegt sind.
3. Wellrohrbefestigung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise innerhalb der etwa vorhandenen Umhüllung (Z) in die dem Block (5) benachbarten Rohrwellungen Greiferelemente (8) mit einer der Außenfläche der Wellungen entsprechend ausgebildeten Innenwand eingreifen und daß die Greiferelemente (8) den Block (5) mit einem zylindrischen Ansatz (8b) umschließen, dessen anschlußseitige Stirnfläche in die Schweißung einbezogen ist.
4. Wellrohrbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine ringförmige Metallscheibe an der anschlußseiti:gen Stirnfläche des Blocks (5) anliegend angeordnet ist, die während des Schweißvorganges geschmolzen wird, um das für diesen Vorgang erforderliche Schweißmetall zu liefern.
5. Wellrohrbefestigung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Metallscheibe .einstückig mit dem Nippel (3) oder der Hülse (4) verbunden ist.
6. Wellrohrbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (5) aus mindestens zwei und vorzugsweise aus fünf oder mehr axial zusammengepreßten Rohrwellungen besteht.
7. Schweißvorfahren zur Herstellung einer Wellrohrbefestigung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine bekannte Lichtbogen-Schutzgasschweißung vorgenommen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 591635, 734 265, 768 437; USA.-Patentschriften Nr. 2 309 719, 2 363 586, 2 516 631, 2 678 836.