DE1752649C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Befestigung eines Rohres in einem Rohrboden - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befestigen eines Rohres in einem Rohrboden. Das übliche Verfahren zur Befestigung eines Rohres im Rohrboden besteht darin, das Rohr etwa in einem Walzvorgang durch plastische Verformung aufzuweiten, so daß die Elastizitätsgrenze des Rohrmaterials überschritten wird. Derartige Verfahren sind jedoch nicht für Rohre aus Stahllegierungen geeignet, welche keine wesentlichen plastischen Verformungen aushalten.

Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befestigen eines Rohres in einem Rohrboden anzugeben, durch welche ein dichter Sitz des Rohres im Rohrboden gewährleistet ist, ohne daß die Elastizitätsgrenze des Rohres bei der Befestigung überschritten wird.

Das Verfahren gemäß Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in eine etwas größere Öffnung im Rohrboden eingesetzt wird, und daß hierauf eine Hülse mit hoher Geschwindigkeit in einen ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Rohr und dem Rohrboden mit Hilfe einer Pulverladung eingetrieben wird. Dabei kann die Hülse während des Eintreibens gedreht werden.

Die Hülse wird von der Außenseite des Rohrbodens eingetrieben und die Eintreibkraft ist so bemessen, daß die Streckgrenze des Rohrmaterials nicht oder in nur vernachlässigbarem Maße überschritten wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist Gegenstand der Ansprüche 3 bis 5.

Es scheint, daß die durch die Pulverladung erzielte hohe Geschwindigkeit der Hülse eine Oberflächenverschweißung zwischen der Oberfläche der Hülse und den Oberflächen des Rohres und das Durchlasses im Rohrboden bewirkt. Der Schweißeffekt trägt zu einem dichjien Sitz bei. Die Oberflächenverschweißung wird besonders ausgeprägt, wenn die Hülse während des Eintreibens gedreht wird. Eine Erklärung hierfür liegt vermutlich darin, daß die Hülse eine maximale kineiiische Energie erhält, d.h. sowohl eine Drehbewegung; als auch eine Axialbewegung, und daß ein Höchstmaß an Wärme erzeugt wird, wenn die Bewegung der Hülse abgebremst wird.

Es ist zwar die Verwendung von Sprengladungen beim Befestigen von Rohren in Rohrboden eines Wärmetauschers an sich bekannt (GB-PS 10 84171). Jedoch wird hierbei der Sprengdruck mittels eines entsprechenden Werkzeuges in das Innere des Rohres geführt, so daß dieses unter diesem Druck durch plastische Verformung aufgeweitet wird.

Demgegenüber werden durch die Erfindung wesentliche plastische Verformungen des zu befestigenden Rohres vermieden, so daß die Erfindung insbesondere für die Anwendung an Rohren aus Stahllegierung geeignet ist, welche keine wesentlichen plastischen Verformungen aushalten.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, welche die Befestigung von Rohren in einem Rohrboden mit Hilfe einer Pulverladung zeigt.

Dte Zeichnung zeigt einen Rohrboden 1 mit Durchlässen, in welche die Enden von drei Rohren 2 bis 4 eingeschoben sind. Die Enden der drei Rohre 2 bis 4 haben einen etwas geringeren Durchmesser als die Durchlässe, so daß ein Spalt 9 jeweils zwischen dem Rohr und der Fläche des Durchlasses freibleibt. Im in der Zeichnung oberen Teil vergrößern sich die Durchlässe jeweils zu einer konischen Erweiterung 8. Das Rohr 4 ist bereits im befestigten Zustand gezeigt, wobei es in dem Rohrboden mittels einer Hülse 5 befestigt ist, welche an ihrem oberen Ende eine konische Erweiterung besitzt, die der konischen Erweiterung des Durchlasses für das Rohr entspricht, sowie einen Flansch 7, der sich von oben an den Rohrboden anlegt.

Das Einbringen der Hülse ist anhand der Rohres 3 erläutert. In das Rohr 3 ist von oben ein Kern eingeschoben, welcher aus einem unteren schlanken Teil 10, einem mittleren Teil 12 mit etwas größerem Durchmesser und einem oberen Teil 13 mit noch größerem Durchmesser besteht. Zwischen den Abschnitten 10 und 12 befindet sich ein konischer Teil 11, welcher als Zentrierung in dem Rohr wirkt. Der Kern ruht auf dem Rohr mit der Schulter zwischen seinem mittleren Teil 12 und dem konischen Teil 11 auf. Der Durchmesser des mittleren Teiles 12 ist gleich dem Außendurchmesser des Rohres oder etwas größer als dieser.

Eine Hülse 5 wird auf den mittleren Teil 12 des Kernes aufgeschoben. Eine ringförmige Pulverladung 16 wird oberhalb der Hülse über den obersten Teil 13 des Kernes gestreift. Dann wird der Kern mit der Hülse und der Pulverladung in ein Treibrohr 14 eingeschoben, welches an seinem unteren Ende einen zylindrischen Kragen 5 aufweist, dessen unterer Rand auf die oberen Enden der Rohre aufgesetzt wird. Die Bohrung des Treibrohres ist mit Spiralnuten oder Zügen 20 versehen, welche mit dem Flansch 7 der Hülse zusammenwirken. Auf den oberen Teil des Kernes wird ein relativ schwerer Massenverschlußkörper 17 aufgesetzt. Ein schlanker zylindrischer Abschnitt 18 des Massenverschlußkörpers ragt nach unten in die Bohrung des

Treibrohres 14 und berührt die Pulverladung. Am unteren Ende des zylindrischen Teiles 18 ist ein Zündmechanismus 19 für die Pulverladtrng vorgesehen. Wird die Pulverladung gezündet, so treiben die Explosionsgase die Hülse 5 mit hoher Geschwindigkeit nach unten. Gleichzeitig wird die Hülse durch Gleiten entlang der Rillen 20 in Drehung versetzt Das Gewicht der Pulverladung ist so bemessen, daß die Hülse in die öffnung 9 mit ihrer ganzen Länge eingetrieben wird, d. h. so tief, daß der Flansch 7 sich an den Rohrboden >o anlegt. Der oben sich erweiternde Teil 8 des Rohrdurchlasses erleichtert das Eintreiben der Hülse in den Durchlaß, da er es erlaubt, auch ohne genaue Zentrierung des Rohres im Durchlaß auszukommen. Das Explosionsgas übt gleichzeitig einen nach oben gerichteten Druck auf die schmale Schuller zwischen den Abschnitten 12 und 13 des Kernes aus, wodurch das Herausziehen des Kernes aus dem Rohr erleichtert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Befestigen eines Rohres in einem Rohrboden, dadurch gekennzeich-

n e t; daß das Rohr in eine etwas größere öffnung im Rohrboden eingesetzt wird, und daß hierauf eine Hülse mit hoher Geschwindigkeit in einen ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Rohr und dem Rohrboden mit Hilfe einer Pulverladung eingetrieben wird. ■ .. .

2. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse während des Eintreiben gedreht wird. ■ _;

3. Vorrichtung zum Befestigen eines Rohres jn einem Rohrboden gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Kern (10 bis 13), dessen vorderes Ende in das Rohr (3) einschiebbar ist, ein Treibrohr (14) mit einer Bohrung, welche um so viel größer ist als der Kern, daß eine Hülse (5) und eine Pulverladung (16) in den Zwischenraum zwischen dem Treibrohr und dem Kern eingesetzt werden können und einen Verschlußkörper (17) zum Verschließen der rückwärtigen Öffnung der Bohrung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper den rückwärtigen Teil (13) des Kernes umfaßt und einen zylindrischen Teil (1I8) besitzt, welcher in das Treibrohr hineinragt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Treibrohres mit Spiralnuten oder Rillen (20) versehen ist.