DE19730418C2 - Verfahren zum Verbinden eines Rohres mit einem Verbindungsabschnitt eines Anschlußstückes und Anschlußstück hierfür - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Rohres mit einem Verbindungsabschnitt eines Anschlußstüc­ kes, mit den Schritten:

• - den Verbindungsabschnitt mit einem hohlzylindrischen Ansatz zu versehen, auf den oder in den das Rohr steckbar ist, und
• - den Ansatz mit dem Rohr zu verschweißen,

wobei der Verbindungsabschnitt als Hohlzylinderabschnitt ausge­ bildet wird, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außen­ durchmesser des Rohrs und der eine größere Stärke als das Rohr aufweist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Anschlußstück zur Verbindung mit einem Rohr, wobei das Anschlußstück einen Verbindungsab­ schnitt aufweist, der mit einem hohlzylindrischen Ansatz verse­ hen ist, auf den oder in den das Rohr steckbar ist, wobei der Verbindungsabschnitt als Hohlzylinderabschnitt ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Rohrs und der eine größere Stärke als das Rohr aufweist.

Ein derartiges Verfahren und ein solches Anschlußstück sind aus der DE 44 33 501 C2 bekannt.

Herkömmlicherweise werden Rohre mit Anschlußstücken wie Muffen, Krümmern, Adaptern etc. durch Löten, Schweißen oder Kleben ver­ bunden.

Rohrverbindungen im Heizungs-/Sanitärbereich werden gewöhnlich durch Hartlöten hergestellt. Dabei erfolgt keine stoffliche Verbindung des Rohres und des Anschlußstückes. Die Verbindung erfolgt vielmehr mittelbar über das Lot. Es hat sich gezeigt, daß derartige Hartlöt-Verbindungen korrosionsanfällig sind, insbesondere, da das Lot in aller Regel aus einem anderen Mate­ rial besteht als das Rohr bzw. das Anschlußstück und daher auf­ grund der elektrochemischen Spannungsreihe eine Oxidierung des unedleren Metalles stattfindet. Dieser Vorgang wird noch ver­ stärkt, wenn in dem Rohr Fluide geführt werden.

Ein Verfahren zum Verbinden dünnwandiger Rohre aus Kupfer ohne Einarbeitung von fremden Metallen wie Silber in der Verbindung ist aus der DE 43 14 275 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wer­ den die stirnseitig miteinander zu verbindenden Rohre im Ver­ bindungsbereich verformt, so daß die Materialstärke im Verbindungsbereich erhöht wird. Anschließend wird die Verbindung durch Lichtbogenschweißen hergestellt. Gegebenenfalls können auch zusätzlich Fittinge verwendet werden.

Die Verformung der Rohre ist bei manchen Rohrmaterialien nur außerordentlich schwierig zu erreichen, z. B. bei Edelstahl. Weiterhin führt die Verformung häufig zu einer Schwächung des Rohrmaterials im Verformungsbereich. Schließlich ist es insbe­ sondere dann, wenn eines der Rohre aufgeweitet und das andere Rohr in das andere hineingesteckt wird, so, daß nach dem Schweißvorgang sowohl innen- als auch außenseitig ein Spalt verbleibt, in den das geführte Fluid von innen bzw. Kondenswas­ ser von außen eindringen kann, so daß auch diese Schweißverbin­ dung korrosionsanfällig ist.

Aus der DE 37 19 703 A1 ist eine geschweißte Verbindung für zy­ lindrische Rohre bekannt. Hierbei werden die zylindrischen Roh­ re an ihren aneinander zugekehrten Rohrenden mit komplementären zylindrischen Ausnehmungen versehen und mit einer Preßpassung zusammengesteckt. Der in radialer Richtung verlaufende äußere Ringspalt wird dann durchgeschweißt. Auch hierbei ist es jedoch so, daß über den inneren Ringspalt, der durch die komplementä­ ren Ausnehmungen gebildet wird, Fluid in den Spalt zwischen den Rohren eindringen kann, so daß eine Korrosion nicht ausge­ schlossen ist.

Ein weiteres Verfahren zum Verbinden von Rohren aus Stahl ist aus der DE 38 09 479 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird über die Verbindungsstelle eine Muffe geschoben, und die Rohrverbin­ dung wird in einem Erwärmungsvorgang durch eine Diffusionsschweißverbindung und eine kombinierte Diffusionsschweiß- /Lötverbindung hergestellt.

Bei diesem Verfahren ist von Nachteil, daß die gesamte Rohrver­ bindung erwärmt werden muß. An den Muffenrändern deponierte Lotringe werden dabei geschmolzen und der flüssige Zusatzwerk­ stoff gelangt durch Kapillarwirkung in den Spalt zwischen Muffe und Rohr. Durch den Zusatzwerkstoff ergeben sich wiederum die generell bei Lötverbindungen auftretenden, elektrochemischen Probleme.

Bei der DE 28 09 107 A1, die ein Verfahren zum festen Verbinden eines metallischen Balgkompensators mit einem sich anschließen­ den metallischen, insbesondere rohrförmigen Bauteil betrifft, wird das Anschlußende des Balges zu einer Zylinderhülse ver­ formt. Das Rohrbauteil wird auf die Zylinderhülse aufgesteckt. Die beiden Teile werden dann zu einer stofflichen Einheit mit­ einander verschweißt. Dabei schiebt man die Zylinderhülse in das Innere des Bauteilendes ein, wobei eine Schweißnaht an der Innenseite des Rohrbauteiles im Bereich des freien Zylinderhül­ senendes entsteht.

Hierbei verbleibt zwischen der Außenseite der Zylinderhülse und der Innenseite des Rohrbauteiles ein Spalt, in den bspw. Kon­ denswasser eindringen kann. Auch diese Verbindung ist daher korrosionsgefährdet.

Bei der eingangs genannten DE 44 33 501 C2 wird der Hohlzylin­ derabschnitt mit einer größeren Stärke als das Rohr versehen und das Rohr auf den oder in den aus dem Hohlzylinderabschnitt gebildeten hohlzylindrischen Ansatz gesteckt. Daher tritt am Übergangsbereich zwischen Rohr und Anschlußstück keine Materi­ alschwächung auf.

Vor diesem Hintergrund besteht das der Erfindung zugrundelie­ gende Problem darin, ein Verfahren zum Verbinden eines Rohres mit einem Verbindungsabschnitt eines Anschlußstückes sowie ein derartiges Anschlußstück anzugeben, mit denen sich eine unlös­ bare Verbindung ohne Materialschwächung im Übergangsbereich er­ zielen läßt und wobei die Verbindung korrosionsunanfällig ist.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren zum Verbinden eines Rohres mit einem Verbindungsabschnitt eines An­ schlußstückes dadurch gelöst, daß

• - der Hohlzylinderabschnitt an seinem zum Rohr weisen­ den Ende mit einer radialen Ausnehmung versehen wird, so daß der hohlzylindrische Ansatz entsteht, der über eine Schulter in den Hohlzylinderabschnitt übergeht, die als Anlage für das aufgesteckte Rohr dient, und
• - die Länge des Ansatzes, um die der Ansatz gegenüber der Schulter vorsteht, die Materialstärke des An­ satzes sowie die Tiefe der Ausnehmung so an die Rohrstärke angepaßt werden, daß durch einen Schweiß­ vorgang zum einen der Ansatz und zum anderen der Hohlzylinderabschnitt im Bereich der Schulter mit dem Rohr verschweißt werden.

Bei dem eingangs genannten Anschlußstück wird die Aufgabe da­ durch gelöst, daß

• - der Hohlzylinderabschnitt an seinem zum Rohr weisen­ den Ende mit einer radialen Ausnehmung unter Ausbil­ dung des hohlzylindrischen Ansatzes versehen ist, der über eine Schulter in den Hohlzylinderabschnitt übergeht, die als Anlage für das aufgesteckte Rohr dient, und
• - die Länge des Ansatzes, um die der Ansatz gegenüber der Schulter vorsteht, die Materialstärke des Ansat­ zes sowie die Tiefe der Ausnehmung so an die Rohr­ stärke angepaßt sind, daß durch einen Schweißvorgang zum einen der Ansatz und zum anderen der Hohlzylin­ derabschnitt im Bereich der Schulter mit dem Rohr­ äußeren verschweißbar sind.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Dadurch, daß das auf den oder in den hohlzylindrischen Ansatz gesteckte Rohr an der Schulter anliegt, und dadurch, daß durch geeignete Wahl der Tiefe der Ausnehmung zwischen dem Außen- oder dem Innenumfang des Rohrs und der Schulter eine Kehle ge­ bildet wird, kann der Hohlzylinderabschnitt im Bereich der Schulter mit dem Rohr ohne Spaltbildung verschweißt werden. Das Material des Hohlzylinderabschnittes im Bereich der Schulter dient dabei zur Ausbildung einer Kehlnaht, wobei Variationen in der Spaltbreite zwischen dem Rohrende und der Schulter ausge­ glichen werden.

Durch geeignete Auswahl der Tiefe der Ausnehmung und damit des Maßes, um das die Schulter gegenüber dem Rohrumfang vorsteht, kann sich diese Kehlnaht so ausbilden, daß ein kontinuierlicher Übergang zwischen dem Umfang des Hohlzylinderabschnittes und dem Umfang des Rohres erzielt wird (jeweils Außen- oder Innen­ umfang). Bei einer zu geringen Tiefe der Ausnehmung besteht die Gefahr von Einziehungen bzw. Einbränden, so daß eine Material­ schwächung im Verbindungsbereich auftreten kann, insbesondere dann, wenn kein Zusatzmaterial zugeführt wird. Wenn anderer­ seits die Tiefe der Ausnehmung zu groß gewählt wird, nimmt der Hohlzylinderabschnitt aufgrund seiner größeren Masse zu viel Wärme auf, so daß die Schweißnaht zwischen dem Hohlzylinderab­ schnitt im Bereich der Schulter und dem Rohr ungenügend sein kann.

Ein weiterer wesentlicher Parameter ist die Länge des Ansatzes, um die der Ansatz gegenüber der Schulter vorsteht. Diese Länge wird so gewählt, daß der Ansatz während des Schweißvorganges im wesentlichen vollständig aufschmilzt und eine stoffliche Ver­ bindung mit dem zugeordneten Umfang des Rohrs eingeht. Auch hierbei wird ein quasi kontinuierlicher Übergang zwischen dem Umfang des Hohlzylinderabschnittes und dem Umfang des Rohrs ge­ bildet (jeweils Innen- oder Außenumfang).

Wenn der Ansatz zu lang gewählt wird, wird dessen freies Ende während des Schweißvorganges nicht aufgeschmolzen, so daß ein Spalt zwischen dem freien Ende des Ansatzes und dem Rohr verbleibt. Falls der Ansatz bei aufgestecktem Rohr zu kurz ist, kann keine hinreichende Wurzelbildung an der Rohrinnenseite er­ folgen, so daß eine Materialschwächung im Verbindungsbereich auftritt. Falls der Ansatz bei eingestecktem Rohr zu kurz ist, kann es zu Einbränden im Übergangsbereich zwischen Rohr und Hohlzylinderabschnitt kommen. Ein zu kurzer Ansatz kann auch dazu führen, daß das Rohr nur ungenügend bezüglich des An­ schlußstückes zentriert werden kann.

Die Materialstärke des Ansatzes ist so zu wählen, daß der An­ satz während des Schweißvorganges im wesentlichen vollständig aufgeschmolzen wird. Die Materialstärke des Ansatzes darf dem­ zufolge insbesondere bei aufgestecktem Rohr nicht zu groß ge­ wählt werden. Andererseits sollte in diesem Fall die Material­ stärke des Ansatzes so gewählt werden, daß sich bei dem Schweißvorgang eine Wurzel bildet, also keine Materialschwä­ chung auftritt.

Erfindungsgemäß kann somit durch einen einzigen Schweißvorgang, der vorzugsweise automatisch ausgeführt wird, eine unlösbare stoffliche Verbindung zwischen dem Anschlußstück und dem Rohr hergestellt werden, wobei der Verbindungsbereich in keinem Fall eine dünnere Materialstärke aufweist als das Rohr. Weder an der Außenseite der Verbindung noch an der Innenseite der Verbindung sind nach dem Schweißvorgang Spalte vorhanden, so daß die Ver­ bindung vollkommen korrosionsunanfällig ist.

Ein weiterer Vorteil ist, daß weder das Rohr noch das Anschluß­ stück vor dem Schweißvorgang erwärmt werden müssen. Die Verbin­ dung kann daher mit minimaler Energiezufuhr erfolgen.

Es versteht sich dabei, daß zur Bildung einer spaltfreien Schweißnaht, sowohl am Außenumfang als auch am Innenumfang, in der Regel der ganze Übergangsbereich zwischen Rohr und Verbin­ dungsabschnitt des Anschlußstückes einschließlich des Schulter­ bereiches des Hohlzylinderabschnittes aufgeschmolzen wird.

Aus dem Obenstehenden ergibt sich auch, daß der Hohlzylinderab­ schnitt des Anschlußstückes nicht notwendigerweise zylindrisch im strengen Sinne sein muß. Beispielsweise könnte der Hohlzy­ linderabschnitt außenumfänglich konisch auf die Schulter zulau­ fen. Gleichermaßen könnte der Ansatz innenumfänglich konisch ausgestaltet sein. Aus fertigungstechnischen Gründen ist eine zylindrische Form jedoch bevorzugt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Hohlzylinderab­ schnitt an seinem Außenumfang mit der radialen Ausnehmung ver­ sehen, so daß der Außendurchmesser des Ansatzes dem Innendurch­ messer des Rohres entspricht.

Derart läßt sich der Verbindungsabschnitt des Anschlußstückes leichter herstellen.

Vorzugsweise liegt die Länge 1a des Ansatzes, bei Rohrstärken im Bereich von 0,3 bis 5 mm, im Bereich 1 bis 3, vorzugsweise 1,5 bis 2,5, besonders bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 2,2 mal der Rohrstärke.

Es hat sich gezeigt, daß derartige Ansatzlängen dazu führen, daß der Ansatz während eines Schweißvorganges nahezu vollstän­ dig aufschmilzt und daher keine Spaltbildung im Inneren des Verbindungsbereiches auftritt. Es kann vielmehr durch einen Schweißvorgang ein kontinuierlicher Übergang zwischen dem In­ nendurchmesser des Hohlzylinderabschnittes und dem Innendurch­ messer des Rohres erzielt werden.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Tiefe der Ausnehmung im Bereich von 1,2 bis 4, vorzugsweise 1,7 bis 2,3 mal der Rohr­ stärke liegt.

Hierdurch wird erreicht, daß die Schulter hinreichend weit ge­ genüber dem Außenumfang des Rohres vorsteht, um eine Verbindung im Außenbereich ohne Materialschwächung, insbesondere eine sau­ bere Kehlnaht zu erzielen.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Materialstärke des Ansat­ zes im Bereich von 0,2 bis 1, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 mal der Rohrstärke liegt.

Hierdurch kann erreicht werden, daß der Ansatz im wesentlichen vollständig während des Schweißvorganges aufschmilzt und einen kontinuierlichen Übergang im Verbindungsbereich liefert.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Schweißvorgang ohne Zugabe eines Zusatzwerkstoffes erfolgt.

Dies ist zum einen durch die Anpassung der Länge und der Mate­ rialstärke des Ansatzes sowie der Tiefe der Ausnehmung möglich. Da kein Zusatzwerkstoff verwendet wird, ist die Verbindung we­ sentlich weniger korrosionsanfällig, da Zusatzwerkstoffe in der Regel aus einem anderen Material bestehen als das Rohr bzw. das Anschlußstück.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das Material des Rohrs und das Material des Anschlußstückes, zumindest in dessen Ver­ bindungsabschnitt, identisch sind.

Hierdurch wird die Korrosionsgefahr vollständig eliminiert. Durch die erfindungsgemäße Verbindung werden zwei Elemente aus dem gleichen Material ohne Zugabe eines Zusatzwerkstoffes stofflich miteinander verbunden. Daher können keine elektroche­ mischen Reaktionen auftreten.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Rohr und das Anschlußstück aus Edelstahl bestehen.

Edelstahl ist von Haus aus korrosionsbeständig. Durch die er­ findungsgemäße Schweißverbindung wird somit ein neues Teil aus dem Rohr und dem Anschlußstück geschaffen, das an der Verbin­ dungsstelle keine korrosionsanfälligen Spalte aufweist und das durchgehend aus einem einzigen Material besteht. Insofern ist das derart hergestellte neue Element genauso korrosionsbestän­ dig, als wäre es in einem Arbeitsgang hergestellt worden.

Als Schweißverfahren eignet sich vorzugsweise das Wolfram- Inertgas-Schweißen (WIG).

Mit diesem Schweißverfahren lassen sich hochlegierte Edelstähle besonders gut verschweißen. Durch das inerte Schutzgas wird die Schweißstelle vor Oxidation geschützt. Zudem ist WIG-Schweißen besonders kostengünstig. Alternativ sind aber auch andere Schweißverfahren, insbesondere Plasma-Schweißen möglich.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste­ hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils an­ gegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher be­ schrieben und erläutert, in der:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines auf einen Ansatz eines An­ schlußstückes aufgestecktes Rohr ist;

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht ist, wobei das Rohr mit dem Anschlußstück verschweißt ist;

Fig. 3 eine Detailansicht von Fig. 1 ist;

Fig. 4 eine Detailansicht der gebildeten Schweißnaht zwi­ schen Rohr und Anschlußstück ist; und

Fig. 5 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht mit einem alterna­ tiven Anschlußstück.

In Fig. 1 ist ein dünnwandiges Rohr 10 aus Edelstahl gezeigt, mit einem Innendurchmesser d_ri und einem Außendurchmesser d_ra. Die Rohrachse ist bei 11 dargestellt.

Ein Anschlußstück 12, das im vorliegenden Fall durchgängig ro­ tationssymmetrisch ausgebildet ist, weist einen Verbindungsabschnitt 14 auf, an dem das Anschlußstück 12 mit dem Rohr 10 zu verbinden ist. Der Verbindungsabschnitt 14 weist einen Hohlzy­ linderabschnitt 16 mit einem Innendurchmesser d_hi und einem Au­ ßendurchmesser d_ha auf.

Der Hohlzylinderabschnitt 16 ist endseitig zum Rohr 10 hin mit einer Radialausnehmung 18 versehen, derart, daß von dem Hohlzy­ linderabschnitt 16 ausgehend ein Ansatz 20 in Richtung zum Rohr 10 hin vorsteht, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser d_ri des Rohrs 10 entspricht.

Durch die Radialausnehmung 18 wird weiterhin eine Schulter 22 gebildet, die etwa senkrecht zur Rohrachse 11 ausgerichtet ist und von der der Ansatz 20 in den Hohlzylinderabschnitt 16 über­ geht.

Wie es in der Detailansicht von Fig. 3 gezeigt ist, ist die Tiefe der Ausnehmung 18, also die Höhe der Schulter 22 bei 24 angegeben. Die Länge des Ansatzes 20, um die der Ansatz 20 ge­ genüber dem Hohlzylinderabschnitt 16 vorsteht, ist bei 26 ge­ zeigt. Die Materialstärke des Ansatzes 20 ist bei 28 gezeigt und die Materialstärke des Rohrs 10 ist bei 30 gezeigt.

Der verbleibende Teil 32 des Anschlußstückes 12 kann beliebig ausgestaltet sein. Im vorliegenden Fall ist ein nicht näher be­ zeichneter Ringkranz vorgesehen, mit einem sich daran an­ schließenden Rohrabschnitt, auf den bspw. ein Kunststoffrohr aufgeschoben und mittels einer Ringklemme befestigt werden kann. Es versteht sich jedoch, daß der verbleibende Teil 32 des Anschlußstückes beliebig ausgestaltet sein kann, bspw. als Krümmer, als Verschlußstopfen etc.

Zum Verbinden des Rohrs 10 mit dem Anschlußstück 12 wird das Rohr 10 auf den Ansatz 20 aufgesteckt, bis die Stirnseite des Rohrs 10 an der Schulter 22 zur Anlage kommt. Anschließend wird der sich überlappende Bereich zwischen dem Rohr 10 und dem An­ satz 20 verschweißt, vorzugsweise in einem Arbeitsgang. Beson­ ders bevorzugt ist ein automatisiertes Schweiß-Verfahren, bei dem das Rohr 10 und das Anschlußstück 12 gemeinsam bezüglich eines feststehenden Schweißbrenners gedreht werden. Alternativ ist auch ein automatisiertes Orbitalverfahren denkbar, bei dem der Schweißbrenner um den Übergangsbereich zwischen Rohr 10 und Anschlußstück 12 herumgeführt wird.

Hierdurch entsteht am Übergangsbereich zwischen Rohr 10 und An­ schlußstück 12 eine Schweißnaht 42, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Schweißnaht 42 ist in Fig. 4 im Detail dargestellt.

Ein Schweißbrenner wird bei dem automatischen Schweiß-Verfahren auf den Übergangsbereich zwischen Rohr 10 und Verbindungsab­ schnitt 14 gehalten, wie es in Fig. 3 bei 50 gezeigt ist. Vor­ zugsweise wird der Schweißkopf dabei unter einem Winkel 52 von kleiner 90° zur Rohrachse 11 gehalten, um eine optimale Auf­ schmelzung zu erzielen.

Durch geeignete Anpassung der Ansatzlänge 26, der Ansatzstärke 28, sowie der Schulterhöhe 24 an die Materialstärke 30 des Rohrs 10 kann eine Schweißnaht 42 erhalten werden, die außenum­ fänglich nach der Art einer Kehlnaht 44 ausgebildet ist und in­ nenumfänglich eine Wurzel 46 aufweist, so daß sowohl außenum­ fänglich als auch innenumfänglich ein kontinuierlicher Übergang von dem Hohlzylinderabschnitt 16 zu dem Rohr 10 erreicht wird.

Um dies zu erreichen, sind folgende Abmessungen bevorzugt, wo­ bei von einer Materialstärke 30 des Rohrs von 0,3 bis 5 mm aus­ gegangen wird.

Die Ansatzlänge 1a 26 liegt im Bereich von 1 bis 3, vor­ zugsweise im Bereich von 1,5 bis 2,5, und besonders bevor­ zugt im Bereich von 1,8 bis 2,2 mal der Rohrstärke 30.

Die Tiefe 24 der Ausnehmung 18 liegt vorzugsweise im Be­ reich von 1,2 bis 4, vorzugsweise im Bereich von 1,7 bis 2,3 mal der Rohrstärke 30.

Die Materialstärke des Hohlzylinderabschnittes 16 ist so gewählt, daß die Materialstärke 28 des Ansatzes 20 im Be­ reich von 0,2 bis 1, vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 0,7 mal der Rohrstärke 30 liegt.

Besonders bevorzugte Abmessungen sind bei einem Rohr mit d_ri = 1,15 cm, d_ra = 1,35 cm:
Ansatzlänge l_a 26: 2 mm
Tiefe (24) der Ausnehmung 18: 2 mm
Materialstärke 28 des Ansatzes 20: 0,5 mm.

Daraus ergibt sich eine Materialstärke des Hohlzylinderab­ schnittes 16 von 2,5 mm. Die Materialstärke 30 des Rohrs be­ trägt 1 mm.

Es versteht sich, daß bei größeren Materialstärken 30 des Rohrs 10 die Ansatzlänge 26, die Ansatzmaterialstärke 28 und die Aus­ nehmungstiefe 24 eher unterproportional denn proportional mit der Stärke 30 des Rohrs 10 anwachsen.

Während des Schweißvorganges erfolgt im wesentlichen eine voll­ ständige Durchschmelzung des Rohres 10 und des Ansatzes 20 im Überlappungsbereich und eine Teilanschmelzung des Hohlzylinder­ abschnittes 16 im Bereich der Schulter 22. Aufgrund der geeig­ neten Dimensionsauswahl bildet sich im Bereich der Schulter ei­ ne Kehlnaht 44, die den Außenumfang des Hohlzylinderabschnittes 16 ansatzlos mit dem Außenumfang des Rohrs 10 verbindet. Am In­ nenumfang wird, im wesentlichen durch das Material des Ansatzes 20, eine Wurzel 46 gebildet, die im Regelfall ebenfalls nach der Art eines kontinuierlichen Überganges vom Innenumfang des Hohlzylinderabschnittes 16 zum Innenumfang des Rohrs 10 ver­ läuft. In Fig. 4 ist im Übergangsbereich eine Eiziehung 48 ge­ zeigt, die zulässigerweise auftreten darf, sofern die Tiefe der Einziehung 48 die Materialstärke 28 des Ansatzes 20 nicht über­ steigt.

Durch das erfindungsgemäße Schweißverfahren lassen sich in ei­ nem Schweißvorgang ein Rohr 10 aus Edelstahl und ein Ansatz­ stück 12 aus Edelstahl stofflich ohne Zugabe eines Zusatzwerk­ stoffes miteinander verbinden, wobei weder am Außenumfang noch am Innenumfang des Verbindungsbereiches ein Spalt entsteht. Weiterhin weist die Schweißnaht 42 durchgängig deine Material­ stärke auf, die wenigstens so groß ist wie die Materialstärke des Rohrs 10. In der Regel ist die Materialstärke deutlich grö­ ßer als die Materialstärke 30 des Rohrs 10. Daher wird eine außerordentlich feste und korrosionsunanfällige Verbindung zwi­ schen dem Rohr 10 und dem Anschlußstück 12 geschaffen.

In Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsform eines Anschluß­ stückes 12' gezeigt, das mit einem Rohr 10' zu verbinden ist.

Das Anschlußstück 12' ist ebenfalls rotationssymmetrisch um ei­ ne Achse 11' ausgebildet, die mit der Achse des Rohrs 10' zu­ sammenfällt. Das Anschlußstück 12' weist einen Verbindungsab­ schnitt 14' auf, der als Hohlzylinderabschnitt 16' ausgebildet ist.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 1 bis 4 ist der Hohlzylinderabschnitt 16' an seinem zum Rohr 10' weisenden Ende innenumfänglich mit einer radialen Ausnehmung 18' versehen, de­ ren Innendurchmesser dem Außendurchmesser d_ra des Rohrs 10' entspricht.

Die Tiefe der Ausnehmung 18' ist so gewählt, daß die Höhe 24 einer entstehenden Schulter 22' am Übergang vom Ansatz 20' zum Innendurchmesser d_hi' des Hohlzylinderabschnittes 16' größer ist als die Materialstärke des Rohrs 10'.

Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform am Außenumfang des hohlzylindrischen Abschnittes 16' eine weitere Ausnehmung vor­ gesehen, die nicht näher bezeichnet ist, so daß der Ansatz 20' eine Materialstärke 28' und einen Außendurchmesser d_ha' erhält, die an die Stärke des Rohrs 10' angepaßt ist. Auch die Länge l_a des Ansatzes 20' ist an die Materialstärke des Rohrs 10' ange­ paßt.

Die Dimensionen entsprechen bei dieser Ausführungsform den oben für die Ausführungsform der Fig. 1 bis 4 angegebenen Dimensio­ nen.

Auch bei dieser Ausführungsform kann durch einen Schweißvorgang eine Verbindung zwischen einem Rohr 10' aus Edelstahl und einem Ansatzstück 12' aus Edelstahl ohne Zugabe eines Zusatzwerkstof­ fes erfolgen, wobei weder am Außenumfang noch am Innenumfang des Verbindungsbereiches ein Spalt entsteht. Weiterhin weist die dabei entstehende Schweißnaht durchgängig eine Material­ stärke auf, die wenigstens so groß ist wie die Materialstärke des Rohrs 10'. Die Ausführungsform der Fig. 1 bis 4 ist jedoch generell gegenüber der Ausführungsform der Fig. 5 bevorzugt, da sich das Anschlußstück 12 leichter herstellen läßt als das An­ schlußstück 12'.

Claims (10)

1. Verfahren zum Verbinden eines Rohres (10; 10') mit einem Verbindungsabschnitt (14; 14') eines Anschlußstückes (12; 12'), mit den Schritten:

• - den Verbindungsabschnitt (14; 14') mit einem hohlzy­ lindrischen Ansatz (20; 20') zu versehen, auf den oder in den das Rohr (10, 10') steckbar ist, und
• - den Ansatz (20; 20') mit dem Rohr (10; 10') zu ver­ schweißen,

wobei der Verbindungsabschnitt (14; 14') als Hohlzylinder­ abschnitt (16; 16') ausgebildet wird, dessen Außendurch­ messer größer ist als der Außendurchmesser des Rohrs (10; 10') und der eine größere Stärke als das Rohr (10; 10') aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Hohlzylinderabschnitt (16; 16') an seinem zum Rohr (10; 10') weisenden Ende mit einer radialen Ausnehmung (18; 18') versehen wird, so daß der hohlzylindrische Ansatz (20; 20') entsteht, der über eine Schulter (22; 22') in den Hohlzylinderabschnitt (16; 16') übergeht, die als Anlage für das aufge­ steckte Rohr (10; 10') dient, und
• - die Länge des Ansatzes (20; 20'), um die der Ansatz (20; 20') gegenüber der Schulter (22; 22') vorsteht, die Materialstärke (28; 28') des Ansatzes (20; 20') sowie die Tiefe (24; 24') der Ausnehmung (18; 18') so an die Rohrstärke (30) angepaßt werden, daß durch einen Schweißvorgang zum einen der Ansatz (20; 20') und zum andere n der Hohlzylinderabschnitt (16; 16') im Bereich der Schulter (22; 22') mit dem Rohr ver­ schweißt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinderabschnitt (16; 16') an seinem Außenumfang mit der radialen Ausnehmung (18) versehen wird, so daß der Außenumfang des Ansatzes (20) dem Innendurchmesser des Rohrs (10) entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für Rohrstärken (30) im Bereich von 0,3-5 mm die Län­ ge l_a (26) des Ansatzes (20; 20') im Bereich von 1-3, vorzugsweise 1,5-2,5, besonders bevorzugt im Bereich von 1,8-2,2 mal der Rohrstärke (30) liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tiefe (24; 24') der Ausnehmung (18; 18') im Bereich von 1,2-4, vorzugsweise 1,7-2,3 mal der Rohrstärke (30) liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Materialstärke (28; 28') des Ansatzes (20; 20') im Bereich von 0,2-1, vorzugsweise 0,3-0,7 mal der Rohrstärke (30) liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schweißvorgang ohne Zugabe eines Zusatz­ werkstoffes erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Material des Rohrs (10; 10') und das Ma­ terial des Anschlußstückes (12; 12'), zumindest in dessen Verbindungsabschnitt (14; 14'), identisch sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rohr (10; 10') und das Anschlußelement (12; 12') aus Edelstahl bestehen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rohr (10; 10') und das Anschlußstück (12; 12') mittels Wolfram-Inertgas-Schweißen miteinander verbun­ den werden.

10. Anschlußstück (12; 12') zur Verbindung mit einem Rohr (10; 10'), wobei das Anschlußstück (12; 12') einen Verbindungs­ abschnitt (14; 14') aufweist, der mit einem hohlzylindri­ schen Ansatz (20; 20') versehen ist, auf den oder in den das Rohr (10) steckbar ist, wobei der Verbindungsabschnitt (14; 14') als Hohlzylinderabschnitt (16; 16') ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurch­ messer des Rohrs (10; 10') und der eine größere Stärke als das Rohr (10; 10') aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Hohlzylinderabschnitt (16; 16') an seinem zum Rohr (10) weisenden Ende mit einer radialen Ausneh­ mung (18; 18') unter Ausbildung des hohlzylindri­ schen Ansatzes (20; 20') versehen ist, der über eine Schulter (22; 22') in den Hohlzylinderabschnitt (16; 16') übergeht, die als Anlage für das aufgesteckte Rohr (10; 10') dient, und
die Länge des Ansatzes (20; 20'), um die der Ansatz (20; 20') gegenüber der Schulter (22; 22') vorsteht, die Materialstärke (28; 28') des Ansatzes (20; 20') sowie die Tiefe (24; 24') der Ausnehmung (18; 18') so an die Rohrstärke (30) angepaßt sind, daß durch einen Schweißvorgang zum einen der Ansatz (20; 20') und zum anderen der Hohlzylinderabschnitt (16; 16') im Bereich der Schulter (22; 22') mit dem Rohr ver­ schweißbar sind.