DE2136113A1

DE2136113A1 - Verfahren und Werkzeug fur die Ver bindung von zwei Rohren und Verfahrens gemäß hergestellte Verbindung. Anm" Societe Anonyme Tubes de la Provi dence, Lexy, Meurthe-et Moselle (Frankreich)

Info

Publication number: DE2136113A1
Application number: DE19712136113
Authority: DE
Inventors: Lucien Fresnoy Ie-Grand Aisne Legrand (Frankreich)
Priority date: 1970-07-27
Filing date: 1971-07-20
Publication date: 1972-02-10
Also published as: ES394151A1; ES200056U; ES200056Y; SE365136B; NO126814B; CH541102A; FR2098769A5; LU63611A1; NL7110288A; BE769660A

Description

Anmelderin; SocietS Anonyme ditej TUBES DE IA PHOIfIDEICE

Verfahren und Werkzeug für die Verbindung von zwei Rohren und verfahrensgemäß hergestellte Verbindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Werkzeug, welches es gestattet, sehr schnell auf kaltem Wege eine endgültige und dichte Verbindung von zwei starren Rohren herzustellen.

Die Erfindung ist insbesondere für eine spezielle Anwendung gedacht, und zwar für die kontinuierliche Herstellung von Sauerstoff lanzen für Hochöfen. Mehrere Lanzen sind so angebracht, daß sie in das Gestell des Hochofens hineinreichen. Sie sind an eine Leitung angagehlaesen, die Sauerstoff unter einem Druck von

H da K/cm².

(14 atü)

liefert. Sie werden recht schnell

abgenützt, lj#il ifcr Sinblaeende, das sich in einer Zone hoher Semperatur befindet, schnell schmilzt.

Jede Lanze besteht aus Stahlrohren, deren Enden miteinander und mit der Saueretoffleitung verbunden eind. Sie wird in den Hochofen vorgeschoben in dem MaBe, wie ihr Einblasende durch Sohael-, »ta eohwindet. Ent ihr änderte lade in eine gefährliche Zone ge-

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langt, wird ein anderes Rohr an die Lanze angeschlossen, vorzugsweise durch Anschmelzen.

Die Verbindung der Rohre muß sehr schnell vorgenommen werden und ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen durchführbar sein, sowie trotzdem dicht sein. Im allgemeinen sind diese Verbindungsglieder Muffen mit Innengewinden in entgegengesetzten Richtunt gen, die auf die mit Gewinde versehenen konischen Enden der Rohre aufgesehraubt werden.

Diese Anordnung bietet zahlreiche Unannehmlichkeiten: Ihre Herstellung dauert in der Praxis verhältnismäßig lange; die Gewinde werden oft. beim Transport, bei der Handhabung und bei der Lagerung beschädigt, so daß die Abgänge durch Verlust 30 i° erreichen können? manchmal, wenn die Montage der Muffe unter schlechten Bedingungen vorgenommen ist, oder wenn das äußere geschnittene Gewinde des Rohres fehlerhaft ist, kann das Aufschrauben nicht vollständig geschehen und dadurch entströmen Sauerstoffgase, die immer gefährlich sind, da sie Brandwunden und auch Explosionen oder anderes verursachen können.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile zu beseitigen, und geht dabei von einem an sich bekannten Prinzip der Verbindung von Rohren aus.

Gewisse, auf anderen Gebieten bekannte Verbindungen, wo Dicht-

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heit nicht verlangt wird, d.h. bsp, bei Mänteln von elektrischen Leitungen, erlaubt es eine übergestreifte und auf den benachbarten Enden der beiden Rohre festgezogene Hülse eine ausreichende Verbindung herzustellen.

Diese Verbindungen bieten den Vorteil, sehr preiswert und" außerdem von geringem Gewicht zu sein. Auch können sie schnell hergestellt werden und können bei der Montage zu keinen unangenehmen Überraschungen führen.

Um solche Verbindungen dicht zu machen, hat der Erfinder versucht, zwischen die Hülse und die Rohre einen Mantel von weichem Material zu legen. An mehreren Orten wurden Einpressungen vorgenommen, und zwar mittels einer Zange, deren jede Backe ein Preßblech besaß, so daß beide zwischen sich eine kreisrunde Öffnung freiließen. Man stellte dann fest, daß Ausströmen auftrat, und zwar an den beiden Graten, die an den Grenzen der beiden gewölbten, eingedrückten Zonen gebildet waren. Unter diesen Bedingungen sind solche Verbindungen nicht brauchbar, um aus ihnen Säuerstofflanzen zu machen, und zwar erstens, weil sie nicht dicht sind, und zweitens, weil sie Schmelzmittel in das Gestell eines Hochofens einführen, die im Hochofen schmelzen? da sie von der Zerstörung eines Mantels aus weichem Material stammen, möchte man sie nicht haben.

Die Erfindung hat also zum Ziel, auf kaltem Wege schnell eine Verbindung herzustellen, welche dauerhaft und dicht ist, auch

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von nichtqualifiziertem Personal leicht frei von jeder Montageschwierigkeit hergestellt werden kann und billig ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht davon aus, eine Hülse in an sich "bekannter Weise über die beiden Enden der Rohre zu schiebenj so daß sie die Enden dieser Rohre teilweise überdeckt, und diese Hülse stark aufzupressen, und zwar auf jedes Rohr mindestens mit einer ringförmigen Zone.

Die Erfindung besteht darin, daß man zur Herstellung jeder ringförmigen Zone folgendermaßen vorgeht.

Es wird ein erster ringförmiger Abschnitt gepreßt, indem auf den ganzen Umfang von mindestens zwei bogenförmigen Teilen genau parallele Kräfte auf die mittleren Radien der genannten Teile (Hülse und Rohr) ausgeübt werden, soweit, daß wenigstens die Hülse eingepreßt und der Metallüberschuß zu den Mittel- W partien derart hingepreßt wird, daß zwischen den bogenförmigen Einpressungen ein G-rat entsteht? und es wird ferner in gleicher Veise ein anderer ringförmiger Abschnitt gepreßt, und zwar scharf neben dem ersten Abschnitt, aber so, daß seine bogenförmigen, eingepreßten Teile gegenüber dem ersten Teil versetzt sind und somit der entstehende Grat gegenüber dem Grat des ersten Abschnittes versetzt ist.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine verfahrensgemäß hergestellte Verbindung von starren Rohren mit einer üblichen

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auf die benachbarten beiden Rohrenden aufgepreßten Hülse. Erfindungsgemäß besitzt jede eingepreßte Ringzone der Hülse bogenförmig eingepreßte Teile, die wenigstens auf zwei ringförmige aneinandergrenzende Reihen verteilt sind? dabei sind die bogenförmigen Teile jeder Reihe durch einen Grat getrennt? und schließlich sind die Grate winkelversetzt zu denen der angrenzenden Reihe, und gehen die bogenförmigen Teile zweier aneinandergrenzenden Abschnitte zwischen den Graten glatt ineinander über.

Eine solche Verbindung ist vollständig dicht, Metall auf Metall, denn eine Unterbrechung der Kontinuität ist zwischen den Graten durch die eingepreßten Teile geschaffen, die sich etwaigen Gasaustrittswegen entgegenstellen, die möglich gewesen sein könnten durch das schwache Spiel, welches sieh unvermeidlieherweise zwischen der Hülse und dem Rohr an der Stelle der erwähnten Grate bilden könnte.

Diese Verbindung bleibt aus demselben Grunde wirksam, wenn andere Elemente, wie bsp. ein weicher Mantel, zwischen die Hülse und die Rohre gelegt sind.

Das Gebiet der Anwendung der Erfindung ist, wie leicht ersichtlich, nicht auf die Anwendung bei Sauerstofflanzen für Hochöfen beschränkt. Im Gegenteil erstreckt es sich auf alle Fälle, wo man eine dichte, feste und wirtschaftliche Verbindung von zwei Rohren anstrebt.

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Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Werkzeug mit zwei gegeneinander geführten Zangenbacken, die mit einer Betätigungsvorrichtung verbunden sind und Preßbleche tragen. Sie besteht darin, daß jede Backe mit zwei Sätzen von Blechen versehen ist, wobei die Bleche jeder Backe Kante gegen Kante an-r geordnet und zusammen auf der Backe starr befestigt sind, und darin, daß die Ecken der halbkreisförmigen Preßöffnung eines Bleches winkelversetzt zu den Ecken des anderen von der gleichen Backe getragenen Bleches sind.

Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert, insbesondere anhand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, das die Erfindung nicht begrenzen soll.

Auf der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Verbindung * vor dem Einpressen?

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, die jedoch die Verbindung nach dem Einpressen zeigt}

Fig. 3 eine teilweise abgebrochene perspektivische Ansicht, welche das Einpressen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert?

Fig. 4 eine Preßzange, welche eine Anwendung der erfinderi-

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sehen Verfahrens erlaubt, und

Mg. 5 eine Darstellung gemäß fig. 4 in größerem Maßstab, die insbesondere den technischen Fortschritt durch die Anwendung der Preßbleche zeigt.

Die Preßzange besitzt in an sich bekannter Weise zwei Backen 1 und 2, die drehbar um Achsen 5 und 4 eines starren Stückes 5 gelagert sind. An einer Seite dieses Stückes bilden die Backen Zungen 6 und 7, die zur Befestigung irgendwelcher abnehmbarer Bleche bestimmt sind, die zur Ausführung der beabsichtigten Arbeit geeignet sind.

An der anderen Seite sind die Zungen mit Verlängerungen 8 und 9 versehen, die unter Vermittlung von Lenkern 10 und 11 an zwei Betätigungshebel 12 und 13 angeschlossen sind, die um eine Achse 14 gegeneinander drehbar sind.

Soweit die Erfindung das Werkzeug betrifft, besteht sie in den Preßblechen und ihrer Montage.

Die Preßbleche 15 und 16 eines ersten Satzes sind auf den Zungen 6 und 7 der Backen mit Hilfe von Organen befestigt, bsp. durch Zapfen, die durch Löcher 17 und 18 hindurehgeführt sind und die Lage der Bleche zu den Zungen vollständig festlegen. Jede von ihnen besitzt einen halbkreisförmig offenen Rand 19 bzw. 20. Wenn die Zange geschlossen ist, begrenzen die Rän-

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der 19 und 20 eine öffnung 21, deren Durchmesser gleich dem ist, den die tiefste Eindruckstelle der herzustellenden Einpressungen besitzt.

Die Bleche 22 und 23 eines zweiten Satzes sind in gleicher Weise wie die vorher genannten, auf den Zungen 6 und 7 der Backen befestigt.

Die Bleche I5 und 22 liegen ohne Spiel Fläche an Fläche aneinander und sind gegenüber der Zunge 6 der Backe 1 festge·^ legt, so daß ihre halbkreisförmigen Ränder 19 sich genau überlagern, soweit ihr Krümmungsradius und ihre Zentrierung infrage kommt, während ihre einander diametral gegenüberliegenden Ecken 24, 25 bzw. 26, 27 winkelversetzt zueinander sind.

In ähnlicher Weise sind die Bleche 16 und 23 ohne Spiel Flä- w ehe an Fläche gegeneinandergelegt und liegen auch gegenüber der Zunge der Backe 7 fest; die halbkreisförmigen Ränder 20 überlagern sich genau im Bereich des Krümmungsradius und ihrer Zentrierung; aber ihre einander diametral gegenüberliegenden Ecken 24, 25 bzw. 26, 27 sind zueinander winkelversetzt.

Wenn die Zange - oder irgendein anderes Werkzeug, welches einander gegenüberstehende bewegliche Backen hat - geschlossen ist, begrenzen die Bleche 15 und 16, 22 und 23, zwischen

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sich eine zylindrische Öffnung 21, in welcher sich auf halber Breite zwei diametrale und um einen Winkel gegeneinander versetzte Verbindungsflachen befinden.

Um die Verbindung der beiden Rohre 28 und 29 dicht zu machen, schiebt man über sie eine Hülse 30 (s. Pig. 1), die ihre Enden überdeckt; damit die Überdeckung an beiden Enden gleichgroß ist, kann die Hülse mindestens einen inneren Anschlag haben, der die Position der Hülse gegenüber den Rohrenden festlegt.

Dann bildet man mittels der eben beschriebenen Zange auf der Hülse 30 und mindestens eine ringförmige Einpressung, die sich möglichst auch in jedem Rohr fortsetzt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 2 sind vier Einpressungen 32.1 bis 32.4 vorgesehen, die in die Hülse eingedrückt sind und nach Möglichkeit auch einen Vorsprung an der Innenwand der Rohre hervorrufen.

Aber wie Pig. 3 zeigt, unterscheiden, sich die erfindungsgemäßen Einpressungen von bekannten Einpressungen dadurch, daß jede Einpressungszone, bsp. 32.1, einen Teil, dessen zwei bogenförmige Einpressungen 33 und 34, die mittels der Zange an den halbkreisförmigen Rändern 19 und 20 der Bleche 15 und 16 erzeugt sind, durch Grate 35 miteinander verbunden sind, die von der Stauchung des Metalls durch die Ecken 24 und 25 dieser Ränder erzeugt sind, und einen zweiten Teil besitzt,

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mit zwei bogenförmig gepreßten Eindrücken 36 und 37, die mittels der Zange zwischen den halbkreisförmigen Rändern 19 und 20 der Bleche 22 und 23 hergestellt worden sind und durch Grate 38 miteinander verbunden sind, die durch Stauchung des Metalls durch die Ecken 26 und 27 dieser Ränder hervorgerufen wurden. Es ist schließlich daraufhinzuweisen, daß die Grate und 38 winkelversetzt zueinander sind, weil die Ecken 24, 25 und 26, 27 selbst winkelversetzt sind, und daß die bogenförmigen eingedrückten Teile 33, 34 und 36, 37 sich genau gegenseitig fortsetzen und zwar zwischen den genannten Graten, weil die Bleche 15, 16 und 22, 23 ohne Spiel und glatt gegeneinander liegen.

Auf diese Weise ist die Dichtheit der Verbindung vollständig sichergestellt, da eine Unterbrechung der Kontinuität zwischen den Graten 35 und 38 geschaffen ist und die Entstehung eines Fluchtweges verhindert ist, der zwischen der Hülse 30 und den Rohren 28, 29 auftreten könnte.

Die Erfahrung bestätigt übrigens diese Eigenschaft. Eine Verbindung gemäß Pig. 2 ist aus Stahlrohren vom Durchmesser 9,7/ 13,5 und einer geglühten Hülse vom Durchmesser 14/16 gemacht worden. Sie wurde unter einem hydraulischen Druck von 15 da N/cm (14 atü) geprüft. Es wurde keinerlei Gasaustritt festgestellt.

Übrigens kann man die je Abschnitt angewendeten Blechsätze

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vervielfachen und man kann außerdem oder stattdessen die Zahl der Blechsätze, die die Hülse an derselben Stelle umgeben, vervielfältigen, ohne aus dem Rahmen der Erfindung herauszukommen .

Man kann natürlich auch andere Werkzeugtypen zur Einwirkung auf die Bleche verwenden, und zwar können diese gleichzeitig oder nacheinander zur Wirkung gebracht werden.

Die Erfindung kann in allen Fällen verwendet werden, wo es sich darum handelt, fest und dicht, schnell und wirtschaftlich die Enden zweier Rohre miteinander zu verbinden, die gegeneinander gestoßen sind.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar, wenn kein anderes Material als dasjenige verwendet werden soll, aus dem die Rohre und die Hülse bestehen, und insbesondere ist die Erfindung zur Herstellung von Sauerstofflanzen für Hochöfen geeignet.

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Claims

5.10.1971/GO-4

Patent ans pr üclie

P ₂₁ 5^TT5.7--

1. Verfahren zur kalten, dauernden und dichten Verbindung von zwei starren Rohren, bei dem eine Hülse über die beiden zu verbindenden Enden der Rohre gezogen w^Lrd und bei dem die Hülse auf jedem Rohr in mindestens einer Ringzone für jedes Rohr gedruckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster ringförmiger Abschnitt (33* 3²O gepreßt wird, indem auf den ganzen Umfang von mindestens zwei bogenförmigen Teilen (19* 20) genau parallele Kräfte auf die mittleren Radien der genannten Teile (z.B. Hülse und Rohr) ausgeübt werden, soweit, daß wenigstens die Hülse (30) eingepreßt und der Metallübersehuß zu den Mittelpartien hin derart" gepreßt wird, daß zwischen den bogenförmigen Einpressungen (33* Z>^) Grat (35) entsteht, und daß ferner in gleicher ''eise ein anderer ringförmiger Abschnitt (36* 37) gepreßt wird, und zwar scharf neben dem ersten Abschnitt (33* 3>^) aber so, daß seine bogenförmigen, eingepreßten Teile gegenüber dein er-

ψ sten Teil (I9* 20) versetzt sind und somit der entstehende Grat (38) gegenüber dem Grat (35) des ersten Abschnittes (33* 3²O versetzt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekeiin 1, eichnat, daß die ring 1¹OrIi".igen Abschnitte jeder Zone gleichseitig gepreßt werden.

,'. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeiohnet, ' daß jede eingepreßte Ringzone (z.B. 32.1) der Hülse (30) aus

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ein?egannen am.Jid.£.'i.£

bogenförmig eingepreßten Teilen hergestellt wird, die "wenigstens auf zwei ringförmige, anexnandergrenzende Reihen verteilt !■/erdenj ferner darin, daß die bogenförmigen Teile (ij u,yh) jeder Reihe durch Grat (z.B. 35) getrennt v/erden, wobei die Grate zu denen der angrenzenden Reihe winkelversetzt v/erden, und schließlich darin, daß die Oberflächen der bogenförmigen Teile zweier aneinandergrenzenden Abschnitte zwischen den Graton mit einem glatten Übergang von einer zur anderen ausgebildet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre im Bereich der bogenförmigen Einpressungen der Hülse deformiert werden.

5. Verkzeug mit zwei gegeneinander geführten Zangenbacken, die mit einer Betätigungsvorrichtung verbunden sind und Preßbleche tragen, zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Backe mit zv/ei Sätzen von Blechen (15, 22 und 16,23) versehen ist; daß die Bleche jeder Backe Kante gegen Kante angeordnet und zusammen auf der Backe starr befestigt sind, und darin, daß die Ecken (z.B. 26, 27) der halbkreisförmigen Preßöffnung eines Bleches (23) winkelversetzt zu den Ecken {2h, 25) des anderen von der gleichen Backe getragenen Bleches (16) sind.

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