DE2057433A1

DE2057433A1 - Kompensationsrohr,Verfahren zur Herstellung desselben und Schweissverfahren zum Befestigen von rostfreiem Stahl an Stahl

Info

Publication number: DE2057433A1
Application number: DE19702057433
Authority: DE
Inventors: Beersum Henricus Antonius Van
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1970-11-23
Publication date: 1971-06-09
Also published as: NL6917979A

Description

Kompensationsrohr, Verfahren zur Herstellung desselben, und Schweissverfahren zum Befestigen von rostfreiem Stahl an Stahl.
Priorität der holländischen Patentanmeldung Nr. 69.17979 vom 28. Novemb er 1969 Die Erfindung bezieht sich auf ein Kompensationsrohr für Rohrleitungen, Heizsysteme und dergleichen, das mit einem Balg aus einem dünnen Metall und auf beiden Seiten desselben mit einem Anschweissende, das mit dem Balg verbunden ist, versehen ist. Zugleich umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kompensationsrohres und ein Schweissverfahren zur Verbindung von rostfreiem Stahl an Stahl.
Solche Kompensationsrohre werden bis jetzt derart hergestellt, daß der Balg, der im allgemeinen aus rostfreiem Stahl besteht, und versehen mit Hülsen, mittels Hartlötens an den stählernen Anschweißenden befestigt wird, oder, wenn die Anschweißenden aus rostfreiem Stahl bestehen, und einer besonderen Vorbearbeitung unterworfen worden sind, unmittelbar an den rostfrei stählernen Balg angeschweißt werden. Weil beim Anbringen von Rohrleitungen, insbesondere in Heizsystemen, normal-erweise die Verbindungen mit den Rohren durch Schweißen vorgenommen werden und das Verschweißen von rostfreiem Stahl und Stahl an der Baustelle auf ernsthafte Bedenken stößt, wurde im allgemeinen bereits in der Fabrik anschließend an das aus rostfreiem Stahl bestehende Anschweißende ein Anschweißende aus Stahl geschweißt, das ohne Schwierigkeiten mit üblichen Stahlrohren verschweißt werden kann.
Diese bekannten Kompensationsrohre fordern ein verhältnismäßig großes Gewicht an rostfreiem Stahl, was kostsfpielig ist. Außerdem wird der Balg an der Stelle der Anbringung der Verbindung mit dem Hartlot örtlich erwärmt und kann dadurch spröde werden. Ein Ausglühen von rostfreiem Stahl muß jedoch auf'Temperaturen stattfinden, die zu hoch sind für Hartlotverbindungen. Eine unmittelbare Verschweißung mit dem Balg und dem rostfreien Stahlanschweißende bedeutet eine ernsthafte Abschwächung, weil diese Schweisse Druck-, Zug- und Biegekräften unterlegen ist.
Die obengenannten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß das Anschweißende aus Stahl besteht, daß der Balg an seinem Ende in einer Hülse endet, die um das betreffende Anschweißende geschoben ist und daß auf der anderen Seite der Hülse ein Stahlring angebracht ist, wobei der Rand des Ringes, das Anschweißende und das( Ende der Hülse verschweißt worden sind. Es hat sich herausgestellt, daß der Ring und das Anschweißende eine derart gute Wärmeabführung geben, daß das dünne rostfreie Stahlmaterial nicht weggebrennt und daß eine sehr zuverlässige, vollkommen dichte Verbindung erhalten wird mit normalen Schweißtechniken, wie z. B. CO2-Schweißen. Es ist jedoch auch möglich, in anderer Weise zu schweißen, z. B. Argon-, Bogen- oder Plasmaschweißen, während sogar mit gewöhnlichem elektrischem Schweißen mit einer verkleideten Elektrode zuverässige Erfolge zu erwarten sind.
Obwohl im Augenblick für die Bälge in Kompensationsrohren ausschließlich rostfreier Stahl benutit wird, muß es als annehmbar erachtet werden, daß, wenn ein anderes hierfür geeignetes Material gefunden werden wird, dieses ebenfalls in der oben beschriebenen Weise mit einem Stahlanschweißende verschweißt werden kann, mit Rücksicht auf die shhr gute Wärmeabführung der Balghülse zur Stelle der Schweißung zwischen dem Ring und dem Anschweißende.
Die genannten Ringe erfüllen ausserdem gemäß einer näheren Ausführung der Erfindung die Aufgabe, als Tragorgane für Schutzhülsen zu dienen, welche gleichzeitig als Führungshülsen dienen und die Maximalaufnahme bestimmen.
Bei in der Praxis bekannten Kompensationsrohren werden die Schutzhülsen auf um die Schweißende geklemmten Stützorganen angebracht, und zwar mittels Schrauben und Schlitzlöchern. Eine einfachere Lösung wird bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt, daß die Schutzhülsen mit ihren Enden ineinander stecken und mit miteinander registrierenden Löchern versehen sind. Diese Löcher können dazu benutzt werden, um Stoßstellebestimmungsstöpsel einzusetzen, welche nach dem Zusammenbau des Kompensationsrohres entfernt werden. Wenn das Kompensationsrohr vor seinem Zusammenbau nicht in dieser Weise gegen Eindrücken oder Dehnen geschützt wird, besteht die Gefahr, daß bei einer rohen Behandlung ein bereits beträchtlich eingedrückter Balg montiert wird, der nachträglich eine nur ungenügende Zusammendrückung durch Expansion der Rohrleitungen aufnehmen kann.
Die oben angegebene Konstruktion hat außerdem den Vorteil, daß keine Schrauben mehr entfernt oder losgedreht zu werden brauchen, was in der Praxis wichtig ist, weil ein Kompensationsrohr nach dem Zusammenbau meistens nicht mehr von allen Seiten zugänglich ist. Eine shhr einfache Entfernungsmöglichkeit der Stoßstellenbestimmungsstöpsel entsteht, wenn gemaß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung diese Stöpsel untereinander verbunden sind mittels eines Streifens, Bandes, Drahtes oder dergleichen.
Die Herstellung eines Kompensationsrohres nach der Erfindung kann durchgeführt werden unter Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hülsen des Balges zwischen die betreffenden Anschweißenden und die Ringe gebracht werden und daß sodann die vom Balg abgewandte Seite des Ringes mit dem Anschweißende verschweißt wird unter Aufnahme des Endrandes der Hülse in die Verschweißung.
Im Gegensatz zu demjenigen, was beim Schweißen von Rohren in der Heizbrahche üblich ist, kann hier mit gutem Erfolg elektrisches Schweißen angewandt werden. Es hat sich herausgestellt, daß es verhältnismäßig wenig interessant ist, ob die Hülsen des Balges bis außerhalb des Ringes ragt. Wenn dieser Vorsprung groß ist, wird beim Auftritt der Schweißhitze dieser Vorsprung wegschmelzen oder aufkräuseln und schließlich vollständig in das Material der Schweißnaht aufgenommen werden. Die Verbindung ist immer zuverlässig, weil ein Wegbrennen des dünnen Hülsenmaterials zwischen dem Ring und dem Anschweißende nicht mdglth ist. Für die Verwendung des erfindungsgem§ßn Verfahrens ist es nur notwendig, daß der Rand der Hülse bis in den Bereich der Schweißung ragt.
Es hat sich herausgestellt, daß eine gute Verschweissung erhalten werden kann dadurch, daß in an sich bekannter Weise geschweisst wird in einer Schutzatmosphäre, wie CO2-Schwe#en, Argon-Arc-Schweissen oder Plasmaschweissen. Einfachere und billigere Schweissverfahren sind jedoch auch zulässig, weil, ungeachtet der Weise, in der geschweisst wird, immer die Hülse des Balges in der unmittelbaren Nähe der Schweißstelle durch die Wärmeabführung durch Ring und Anschweissende ausreichend gekühlt wird, um nicht wegzubrennen.
Ein Vorteil des Schweissverfahrens nach der Erfindung ist, daß die erzielte Verbindung beständig ist gegen sehr hohe Temperaturen. Dies gibt die Möglichkeit, das Kompensationsrohr nach dem Schweissen auf hohe Temperatur in einer reduzierenden Umgebung auszuglühen. Diese Ausglühungswirkung, welche bis jetzt der Befestigung der Hülse vorangehen musste und in der Nähe dieser Befestigung zunichte wurde durch die örtlich auftretende Wärme des Hartlötens, hat zugleich den Vorteil, daß das vollständige Kompensationsrohr in dieser Beziehung vollkommen blank gemacht wird. Dieses Blankmachen wird demzufolge ohne irgendeine ergänzende Behandlung erzielt.
Es wird darauf hingewiesen, daß das Schweissverfahren der Hülse des Balges mit dem Anschweissende nicht von der Kreissymmetrie des Rohres, Ringes und der Hülse abhängig ist, sondern daß auch Ränder aus dünnem Material aus rostfreiem Stahl in dieser Weise zuverlässig mit gewöhnlichem Stahl verschweisst werden können.
Dementsprechend schafft die Erfindung ein Verfahren zum Verschweißen dünnen Materials aus rostfreiem Stahl mit dickerem Stahlmaterial, welches dadurch gekennzeichnet wird, daß das Material aus rostfreiem Stahl mit einem Rand auf ein dickeres Stahlmaterial gelegt wird, und daß auf diesen Rand ein weiteres Stahlmaterial gelegt'wird, das dicker ist als das Material aus rostfreiem Stahl, welches weitere Material annähernd des Randes des dünnen Materials aus rostfreiem Stahl eine Seitenfläche hat, und daß anschließend eine Winkelverschweissung zustande gebracht wird zwischen dieser Seitenfläche und dem erstgenannten dickere Material. Es ist klar, daß die Seitenfläche dabei nicht senkrecht zur Fläche des erstgenannten Stahlmaterials zu stehen braucht, mit dem die Winkelverschweissung erzielt wird.
Die Erfindung wird jetzt näher erläutert anhand der Zeichnung, in der: Figur 1 - einen Längsschnitt durch ein Kompensationsrohr nach der Erfindung zeigt, und Figur 2 - einen Querschnitt in einem größeren Maßstab durch die Schweißstelle.
In Figur 1 ist mit 1 ein Balg aus rostfreiem Stahl bezeichnet, mit einer Materialdic)te von z.B. o#3 mm. An seinem Ende geht dieser Balg in eine Hülse 2 über. Diese Hülse ist auf ein Anschweissende 3 aus üblichem Stahl geschoben. Auf der Hülse 2 liegt ein konischer Ring 4, ebenfalls aus üblichem Stahl, mit dem an der Aussenseite eine Schutzhülse 5 verschweisst ist. An der anderen Seite des Balges ist die sich dort befindende Hülse 2 ebenfalls auf ein Anschweissende 3 geschoben. Auch hier liegt um das Anschweissende 2 ein konischer Ring, der mit 4' bezeichnet ist, weil seine Radialabmessung kleiner ist als diejenige der Ringflansche 4. An der Aussenseite des Ringflansches 4' ist eine Schutzhülse 5' angeschweisst, die einen etwas kleineren Durchmesser als die Schutzhülse 5 hat, so daß die Hülse 5' in die Hülse 5 geschoben werden kann. Die Hülsen sind mit miteinander fluchtenden Löchern 6 bzw. 6' versehen, in denen ein Stoßstelle-Bestimmungsstöpsel 7 eingesteckt ist. Um den Umfang der Schutzhülsen 5 und 5' herum befinden sich drei solcher Stöpsel in Löchern, unter gegenseitigen Winkelabständen von 1200 angeordnet. Zur Entfernung der Stöpsel können diese an einem Streifen oder Draht befestigt sein, so daß sie zusammen entfernt werden können dadurch, daß der Streifen oder der Draht entfernt wird.
In Figur 2 ist in grösserem Maßstab und unter Übertreibung der BalgdKicke ein Übergang zwischen einem Stahlanschweißende 3 und der Hülse 2 des Balges 1 dargestellt. Zwischen der Seitenfläche 8 der Ringflansehea und der Zylinderfläche 9 des Anschweißendes 3, das bei lo eine Schulter haben kann, wird eine Kehlschweißnaht angebracht, wobei, wie in punktierten Linien dargestellt ist, eine homogene Schweißung entsteht, die, wie es sich herausgestellt hat, nicht nur an den Teilen 3 und 4, sondern auch an der Hülse 2 in vollkommen abdichtender Weise anhaftet.

Claims

Patentansprüche

1.

Kompensationsrohr für Rohrleitungen, Heizsysteme und dergleichen, versehen mit einem elastischen Balg aus dünnen Metall und auf beiden Seiten desselben einem Anschweißende, das mit dem Balg verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschweißende aus Stahl besteht, daß der Balg an seinen Enden in einer Hülse endet, die um das betreffende Anschweißende geschoben ist und daß an der anderen Seite der Hülse ein Stahlring angebracht ist, wobei der Rand des Ringes, das Anschweißende und das Ende der Hülse miteinander verschweißt sind.

2.) Kompensationsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg aus rostfreiem Stahl besteht.

3.) Kompensationsrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ringen Schutzhülsen angeordnet sind.

4.) Kompensationsrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülsen zu gleicher Zeit Führungshülsen sind.

5.) Kompensationsrohr nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülsen um einem vorbestimmten Abstand ineinanderschiebbar sind, welcher die Maximalaufnahme bestimmt.

6.) Kompensationsrohr nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülsen mit ihren Enden ineinanderstecken und mit miteinander registrierenden Löchern versehen sind.

7.) Kompensationsrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Löcher der Schutzhülsen Stoßstelle-Bestimmungsstöpsel gesteckt sind.

8.) Kompensationsrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstelle-Bestimmungsstöpsel mittels eines Streifens, Bandes, Drahtes der dergleichen untereinander verbunden sind.

9.) Verfahren zur Herstellung eines Kompensationsrohres nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen des Balges zwischen die betre#-fenden Anschweißenden und Ringe gebracht werden mit dem Rand der Hülse an der vom Balg abgewandten Seite aus dem Ring ragend, und daß sodann die vom Balg abgewandte Seite des Ringes gleichzeitig mit der Hülse und mit dem Anschweissende verschweisst wird.

lo.) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung durch Elektroschweißen erfolgt.

11.) Verfahren nach Anspruch 9 oder lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung an dem Hülsenende des Balges, in dem dieses Hülsenende eingeschlossen wird zwischen dem Schweissende und dem Ring, nur auf Druck- und Zugkräfte belastet werden kann.

12.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schutzatmosphäre geschweißt wird, wie C02-Schweißen, Argon-Arc-Schweißen, oder Plasmaschweißen.

13.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsrohr nach dem Schweißen auf hoher Temperatur in einer reduzierenden Umgebung ausgeglüht wird.

14.) Verfahren zum Verschweißen eines dünnen Materials aus rostfreiem Stahl mit dickerem Stahlmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus rostfreiem Stahl mit einem Rand auf dem dickeren Stahlmaterial gelegt wird und daß auf diesen Rand ein weiteres Stahlmaterial gelegt wird, das dicker ist als das Material aus rostfreiem Stahl, welches weitere Material gerade vor dem Rand des Materials aus rostfreiem Stahl eine Seitenfläche hat, und daß sodann eine Kehlschweißnaht zwischen dieser Seitenfläche und dem erstgenannten dickerem Material erzeugt wird.