DE1715485U

DE1715485U - Vorrichtung zur herstellung einer loesbaren elektrischen und mechanischen verbindung von metallrohren.

Info

Publication number: DE1715485U
Application number: DEB18959U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1954-08-19
Filing date: 1954-08-19
Publication date: 1956-01-19

Description

BBO Mannheim, den 27.9.1955 / BROWN, BOVERI & CiI Pat.Fz/3ohw Aktiengesellschaft

MANNHEIM

Mp.-Nr. 588/54

"Vorrichtung zur Herstellung einer lösbaren elektrischen und mechanischen Verbindung von Metallrohren

Die !Teuerung besieht sich auf eine an die Innenwandungen von Rohrenden angreifende Vorrichtung zur Herstellung einer löäkgen elektrischen und mechanischen Verbindung von Metallrohren· Sin· derartige Verbindung wird vor allem bei der fortlaufenden Erwärmung von Bohren mittels direkten Stromdurchganges benötigt·

Bishex wurde die Verbindung der Rohre durch Sohweissen oder mittels Gewindemuffen hergestellt. Im ersteren Fall· ergeben sich unzulässige Gefügeänderungen, -nährend das Gewindeschneiden wiederum zeitraubend ist und seine Anwendung überdies bei harten Stahlsorten praktisch kaum in Frage kommt. Die genannten Verbindungsarten sLnd zudem teuer und umständlich in der Handhabung·

Es 8ind auch an die Innenwandungen von Rohrenden angreifende Vorrichtungen zur Herstellung einerlösbaren Verbindung der Rohre bekannt, bei denen zu diesem Zweck quer zur Rohrachse auseinander spreizbare metallische Verbindungsstücke an die Innenwandungen der Rohrenden angepresst werden. Diese bekannten Vorrichtungen sind jedoch für dl· elektrische Stromübertragung schlecht geeignet, da sie sich hierbei unzulässig erwärmen· Würde man, um einen geringen elektrischen Widerstand der Verbindungsstellen zu erhalten, die Verbindungsstücke aus einem elektrisch gut leitende» Material, beispielsweise aus Kupfer fertigen, so würden die Verbindungsstellen nur eine geringe mechanische Festigkeit aufweisen·

BBC-Briefbogen VIII 3472 (554. 5000/AN)

" 1

Aufgabe der Heuerung ist es, eine Vorrichtung zur Verbindung von •tallrohren zu sohaffen, die die erwähnten Mängel nicht besitat, d.h. eine Verbindung» die sowohl mechanisch fest als auch elektrisch gut leitend ist· Weiter soll die Verbindung - vor allem im Hinblick auf ihre Verwendung bei der fortlaufenden Erhitzung von Bohren durch direkten Stromdurchgang-keine Konstruktionsteil· aufweisen, die über den Russendurchmesser der Rohre hinausragen, sodass sie beim Passieren von Eontaktsteilen für die Zuführung des Stromes an das durchlaufende Gut, beispielsweise Kontakt roll en Ut dgl», einen störungsfreien Durchlauf des Gutes gestattet»

der Neuerung bestehen die an die Rohrinnenwandungen anpressbaren Verbindungsstücke zutf Teil _aue einem Material hoher mechanischer Festigkeit und zum Teil aus einem elektrisch gut leitendem Material und weiseen zweckmässig zum Teil eine aufgerauhte Oberfläche auf·

Dadurch, dass der für die Herstellung der mechanischen Verbindung bestimmte Teil fest und mit aufgerauhter Oberfläche versehen ist, wird tin gutes Haften und die meohanlscheFestlgkeit der Verbindung gewährleistet, während Bank des elektrisch gut leitenden Teiles des oder der Verbindungsstücke eine unzulässige Erwärmung der Rohr* Verbindung im Betrieb verhindert wird.

Die Aufrauhung der Oberfläche kann zweckmässig dadurch erzielt werden, dass die betr. Teile mit einem scharfgängigen Gewinde versehen werden, das sich bei entsprechendem Anpressdruck ein wenig in die innere Oberfläche der Rohrenden eindrückt, so dass genügende Sicherheit geg&n ein Verschieben in achsialer Richtung erzielt wird. Sofern bei einigen noch zu erörternden Ausfuhrungsformen ein Drehen der Verbindungsstücke in den Rohrenden in Frag· kommt, erhält zweckmässig das eine Ende der Verbindungsvorrichtung

•in rechtsgängiges, das andere ein linksgängiges Gewinde. Dl· seitlichen Kan en der mit Gewinde versehenen Teile «erden dann vorteilhaft etwas gebrochen» bzw. abegerundet, damit nicht ein Einschneiden eines Gewindes in die Rohrenden ähnlich wie bei einem Gewindebohrer zustawnde kommt.

Bei Verwendung von mindestens zwei Verbindungsstücken kann man Mittel vorsehen, um dieselben zwecks Anpressung an die Rohrwandungen quer zur Rohrlängsachse auseinanderzuspreizen· Man erhält so eine guthaftende und mechanisch feste, dabei leicht lösbar· Verbindung»

Weitere Merkmale der Neuerung sind aus den im folgenden beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen ersichtlich·

Di· Fig. 1-4 stellen ·1ηβ insbesondere für mittelschwer· Rohre geeignete Verbindung dar. 1 und 2 sind die zu verbinden·»! Rohrenden, 3 und 4 zwei Verbindungsstücke· Die Verbindungsstück· sind massiv gehalten. Dank ihres relativ grossen Wärmespeichervermögens kann die infolge des unvermeidlichen Übergangswiderstandes entstehende Wärme leicht aufgenommen werden, ohne dass es zu einer unzulässigen Temperaturerhöhung kommt·

2)1· beiden Verbindungsstücke können durch eine Spezial schraub· 5, die vorzugsweise feingängiges Gewinde besitzt, gegen die Innenwindungen der Rohre gepresst werden, wodurch die mechanisch· Verbindung der Rohre 1 und 2 hergestellt wird· Die Verbindungsstück· 3, 4 weisen ein· schwache Konzität auf, sodas β sie gegen ihr« Enden um ein geringes Hass verstärkt bzw. auseinandergespreizt sind und mit ihren mit B bezeichneten Stellen zuerst an der Rohrwand liegen· Durch die beim weiteren Anpressen eintretende elastische Deformation kommen die Stücke dann voll zur Anlage an dl· Rohr-

Innenwandung. Auch mit Rücksicht auf die nicht zu vermeidende Wärmedehnung ist das elastische Nachgeben der Verbindungsstucke von Vorteil.

Die Schraube 5 ist durch einen Stift 7 gegen Herausfallen ge_

sichert· Zu ihrer Betätigung ist ein Innenseohskant 6 vorgesehen· Das Verbindungsstück 5 besteht aus einem elektrisch gut leitenden Material, beispielsweise Bronce, während Teil 4 vorzugsweise aus Stabil hergestellt ist· Teil 3 dient somit in erster UnIe zur Stromleitung, während Seil 4 die mechanische Festigkeit der Verbindung sicherstellt· Dabei ist dl· Auflagefläche des Verbindungsstückes 4 zwecks sicheren Haftens an der Rohrinnenwandung aufgerauht, bzw· mit Gewinde versehen·

Bin· abgeänderte Aueführungsform der vorbeschriebenen Einrichtung, die insbesondere für kleinere Hohrabmessungen gedacht 1st, ist In dem FIg* 5 und 6 dargestellt·

QIe beiden Verbindungsstucke 21 und 22, die den Teilen 3 und 4 der 71g· 1-4 entsprechen, werden dhrch eine Spezialschraube 23 auseinandergedrückt. Die Betätigung der Schraube kann in diesem Fall mittels eines Schraubenziehers erfolgen· Zur Sicherung gegen Herausfallen der Schraube ist ein Stift 7 vorgesehen· Fig· 6 stellt einen Querschnitt senkrecht zur Rohrachse in Höh· der Sehraub· 23 dar·

Sin weiteres AusfUhrungsbeispiel zeigen die Fig. 7, 8 und 9. In diesem Falle werden dl« Verbindungsstücke 11 und 12 Airch Spiralfedern 13 auseinandergedrückt· Flg. β zeigt eine Stell· im Schnitt» an welcher eine der Federn 1*5 eingesetzt ist. Fig. 9 1st ein Schnitt in der Mitte der Vorrichtung senkrecht auf dl· Rohrlängsachse· In der letztgenannten Flg. erkennt man einen Ring 14» welcher die beiden Verbindungsstücke 11 und 12 zusammenhält.

Zux Einführung In die Bohrenden kann die Vorrichtung mit einer gewähnlichen Brennerzange zusammengedrückt werden. Nach Loslassen 1st ein· zuverlässige Verbindung durch den verhältnlsmässlg starken Druck der Federn 13 hergestellt.

besonders feste Verbindung, die durch Zugkräfte - ohne gewaltsame Zerstörung Irgend eines Teiles - praktisch nicht ge_ löst werden kann, ist In den Fig· 10 und 11 abgebildet. Bti dieser Ausführungsform sind zwei keilförmige Verbindungsstucke 15 und 16 vorgesehen.

Der an der Rohrinnenwand des Bohrendes 19 anliegende Teil des Verbindungsstückes 15 ist aufgerauht oder mit einem vorzugsweise soharfkantigen Gewinde versehen, während das andere linde des genannten Verbindungsstückes glatt 1st. Umgekehrt 1st der an der Bohrinnenwand des Rohres 2o anliegende Teil des Verbindungsstückes 16 aufgerauht bzw· mit Gewinde versehen, während wiederum das andere finde dieses Verbindungsstückes glatt ist· Die einander augekehrten Flächen der Verbindungsstücke sind so geneigt» dass dl· Verbindungsstücke bei Übertragung von in der Rohrlängsaohse wirkenden Zugkräften Infolge der Keilwirkung gegen die Innenwandungen der Rohre gepresst werden, wodurch eine äuseeret feste Verbindung hergestellt 1st· Zwitv&en den Keilflächen liegt In einer Nut eines der Verbindungsstücke, durch einen Stift 18 gesichert, eine gewellte Blattfeder 17, die die Verbindungsstücke auseinanderdrückt·

Zum Einsetzen In die Rohrenden 19 und 2o kann die Vorrichtung ebenfalls mit einer Brennerzange zusammengedrückt werden· Wenn die Bohrenden nach dem Einsetzen der Vorrichtung auseinandergezogen werden, so klemmen die Verbindungsstücke sich gegenseitig fest*

»⁰das8 ein Lösen durch Zugwirkung nicht möglich ist. Zum Lösen der Verbindung müssen bei eventuell gleichzeitige» Zusammenschieben der Rohre die Verbindungsstücke wieder mit einer Brennerzange oder

dergleichen zusammengepresst werden· Das Lösen der Verbindung kann auch dadurch erfolgen, dass die Vorrichtung Innerhalb der Röhrt gedreht wird, sodass die rechts- und linksgängigen Gewinde die Lösung bewirken. Di· Verbindungsstücke 15 und 16 bestehen aus einem Material hoher Festigkeit! beispieslweise Stahl. Zur Erzielung einer guten elektrischen Leitfähigkeit können sie an den Teilen ihrer Oberfläche» die nicht aufgerauht bzw. nicht mit Gewinde versehen sind, mit einer Schicht aus elektrisch gut leitenden Material überzogen sein* Man kann auch statt dessen oder ausserdem mindestens eines der Verbindungsstücke! beispielsweise das Verbindungsstücke 15» mit einer Bohrung versehen und in diese einen

Bolzen 25 aus elektrisch, gut leitendem Werkstoff einsetzen.

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der mit dem Stahl z.B. Hartlotung verbunden ist eder auf den das Stahlteil aufgeschrumpft 1st.

In weiterer Ausbildung der !Teuerung kann man die einander zugekehrten Begrenzungsflächen der keilförmigen Verbindungsstücke mit einer Verzahnung versehen »wie dies das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 12 und 13 zeigt.

Zwischen den Verbindungsstücken 32 und 33 befind -t sich ein Bit sei 34» welches von aussen» beispielsweise mittels eines Vierkantschlüssels betätigt werden kann· Durch Drehen des Ritzel? werden die Verbindungsstücke längs ihrer einander zugekehrten Flächen ▼erschoben und durch die Schräglage dieser Flächm zur Rohrachse dabei gegen die Rohrinnenwandungen gepresst» wordurch auf einfache Welse und schnell eine mechanische feste Verbindung hergestellt wird. Zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit können die gleichen Mittel angewendet werden wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungebeispiel·

Die Fig. 14 - 16 stellen eine Ausführungsform der Neuerung dar, bei der die beiden Verbindungsstücke 8 und 9 durch eigene Feder-

!traft auseinandergespeist werden. Diese Ausfuhrung ist für Rohre von kleineren lichten Burohmessern besonders geeignet. Der aus einem werkstoff hoher Festigkeit hergestellte Teil 8 kann mit einem scharf gängigen Gewinde versehen sein, welches an einem Ende rechts- am anderen linksgängig ausgeführt 1st· (S. Flg. 15)· Ein Niet 10 hält die beiden Verbindungsstücke zusammen. Teil 9 ist wiederum aus einem Material guter elektrischer Leitfähigkeit gefertigt· I_n der Mitte der Vorrichtung 1st ein« Abflachung vorgesehen (s. die Schnittdarstellung in Fig. 16 ), die das Ansetzen eines Maulschlüssels gestattet.

Die Vorrichtung wird beiderseits In die Rohrenden gesteckt, wobei dl· Enden der Verbindungsstücke unter elastischer Verformung etwas nachgeben, sodas· die Verbindungsstücke genügend stark gegen die Rohrinnenwandungen g ed rückt werden, wodvnh eine feste Verbindung hergestellt 1st* Zum Lösen wird die Vorrichtung mittels eines Maulschlüssels gedreht, sodasβ sie mit Hilfe des links- und rechtsgängigen Gewindes leicht aus den Rohrenden herauskommt.

Für die Rohre mit besonders kleinen Innendurchmessern kann mit Vorteil die im folgenden beschrieben« und In den Flg. 17 und 18 dargestellte Ausführungsform verwendet werden. Sie besteht im wesentlichen aus einem doppelt konischen Gewindestift 25» der mit Seinem Rechts- und Linksgewinde versehen It. Fig. 18 zeigt den Stift la Querschnitt, die Querschnlttsfozm weist Ähnlichkeit mit einem Gewindevorschneidbohrer auf, jedoch sind die Gewindegänge an Huren vorderen, als auch, an ihrer rückwärtigen Kante abgerundet. TJm den mechanischen Beanspruchungen standhalten «u können, ist der Gewindestift aus einem Material hoher Festigkeit (Stahlt hergestellt« tax Erzielung einer guten elektrischen Leitfähigkeit kann der Gewindestift an seiner Oberfläche ganz oder z.T. mit einem Material vom guter elektrischer Leitfähigkeit überzogen sein, oder man kann den Gewindestift auch ausbohren und die Bohrung mit gut leitendem Material

füllen, ähnlich wie dies bei der Ausführung»form nach den Fig. IO und 11 bzw. 12 und 13 mittels des Teiles 24 beschrieben ist.

Um das Einbringen und Lösen des Gewindestiftes zu erleichtern, 1st derselbe in der Mitte mit einem Ritzel 26 versehen. Beim Einführen des Stiftes in die Rohrenden drücken sich die Gewindegänge in das Material der Rohrwandungen, ebne die Rohr· anzusohneiden, jedoch so, dass eine ausreichend feste mechanische Verbindung hergestellt ist.

Das Sindrehen sowie das Lösen der Stifte 25 kann mittels eines einfachen, in den Fig. 19 und 20 dargestellten Apparates erleichtert werden. Dieser besteht aus einem Gehäuse 29» in welchen zwei Zahnstangen 27 und 28 parallel geführt sind, die an ihren Enden auf bequemen Handhabung mit Handgriffen versehen sind. Zur Verbesserung der Führung der Zahnstangen kann etwa in der Mitte der Vorrichtung ein Ritzel 30 vorgesehen werden, dass auf einer Achse 31 drehbar gelagert 1st·

Zum Fest- bzw. Losdrehen des Gewindestiftes 25 in Flg. 17 wird diese Vorrichtung so angesetzt, dass die Zahnstangen 27 und 28 das Ritzel 26 erfassen. Durch Verschieben der Zahnstangen wird das Ritzel und damit der Gewindestift 25 in Umdrehung versetzt·

Diese Lösungsart ist nicht auf eine Ausführungsform der Verbindungsstücke nach den Fig. 17 und 18 beschränkt. Sie kann vielmehr auch bei den übrigen Ausführungsformen der Verbindungsstücke angewendet werden, sofern diese zum Verdrehen eingerichtet sind und mit einem Ritzel entsprechend dem Teil 26 in Fig. 17 versehen sind·

Claims

Schutzansprüchet

1.) An die Innenwandungen von Rohrenden angreifende Vorrichtung zur Herstellung einer lösbaren Verbindung mon Metallrohren mit einem •der mehreren an die Innenwandungen der Rohenden anpresäaren metallischen Verbindungsstücken, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstücke zum Seil aus einem Material hoher mechanischer Festigkeit und zum Teil aus einem elektrisch gut leitenden Material bestehen und zweckmässig zum Teil eine aufgerauhte Oberfläche aufweisen·

2·) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ihre sämtlichen Konstruktionsteile sich innerhalb des Bereiches des Aussendurchmessers der zu verbindenön Rohre befinden·

3·) Vorrichtung nach Anspruch 1 o. 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die die mechanische Verbindung mit den Rohrinnenwandungen herstellenden Flächen des oder der Verbindungsstücke mit vorzugsweise scharfgängigem Gewinde versehen sind, wobei der an dem einen Bohrende angreifende Gewindeteil rechtsgängig ist, und der an dem anderen Bohrende angreifend« Gewindeteil linksgängiges Gewinde besitzt·

4.) Vorrichtung nach einem dar Ansprüche 1-3, mit wenigstens zwei metallischen Verbindungsstücken, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verbindungsstück an der Oberfläche aufgerauht bzw. mit Gewinde versehen 1st, und aus Material hoher Festigkeit besteht und wenigstens ein Verbindungsstück mindestens teilweise aus elektrisch gut leitendem Material besteht, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Verbindungsstück« quer zur Rohrachse auseinanderzuspreizen.

5·) Vorrichtung nach Anspruch 4_f dadurch gekannzeichnet, dass die Verbindungsstücke durch ein« oder mehrere Schrauben auseinandergespreizt werden (Fig. 1-6).

6.) Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daea das Auseinanderspreizen der Verbindungsstücke durch eine oder mehrere zwischen denselben angeordneten Federn erfolgt (Fig· 7 - 9)·

?·) Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstücke keilförmig ausgebildet sind, wobei die an der Innenwand des einen Rohres anliegende Fläche des einen Verbindungsstückes und die an der Innenwand des anderen Rohres anliegende Fläche des anderen Verbindungsstückes aufgerauht bzw. mit Ge. winde versehen ist, während die Übrigen an den Rohrwandungen anliegenden JPläohen der Verbindungsstücke glatt sind und die einander zugekehrten Begrenzungsfläohen der auseinander spreizbaren Verbindungs-stücke so geneigt sind, dass die Verbindungsstück· bei der Übertragung von Zugkräften in der Rohrelängsachse durch Keilwirkung gegen die Innenwandungen der Rohre gepresst werden (Flg. und 11).

9·) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einander zugekehrten mit einer Verzahnung versehenen Begrenzung sfläehen der Verbindungsstücke ein Ritzel angeordnet ist, das von aussen mittels eines Schlüssels oder dergleichen gedreht werden kann (Fig· 12 und 1?)·

I·) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die sich gegeneinander abstützenden. Verbindungsstücke selbstfedernd ausgebildet sind, 30dass sie sich beim Einführen in die Rohre m deren Znnenwandungen anpassen (Fig· 14 - 16)·

10.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsstück mit konischem Hechts- und Linksgewinde vorgesehen ist, das im wesentlichen a us Material hoher Festigkeit besteht und ganz oder teilweise von Material guter elektrisch erLeitfähigkeit überzogen oder durchsetzt ist (Fig.17 und 18)·

11·) Vorrichtung zur Betätigung der Vorrichtungen nach einem 4er vorhergehenden Ansprüche , gekennzeichnet durch zwei in einem Gehäuse parallel geführte und gegeneinander verschiebbare Zahn· stangen (27,28), die in ein mit dem Verbindungsstück bzw. den Verbindungsstücken festverbundenes Ritzel (26) zum Singriff gebracht werden können, derart, dass durch eine Verschiebung der Zahnstangen gegeneinander eine Drehung des Verbindungsstückes bzw. der Verbindungsstücke um die Rohrachse bewirkt wird (Fig. 19 und 20).