DE2252164C2

DE2252164C2 - Verfahren zum Herstellen eines Verbundrohres mit einem äußeren Metallrohr und einem inneren Glasrohr

Info

Publication number: DE2252164C2
Application number: DE19722252164
Authority: DE
Inventors: Ernest Frederick Melbourne Victoria Dawes
Original assignee: SCIENTIFIC GLASS ENGINEERING PTY Ltd NORTH MELBOURNE VICTORIA AU
Current assignee: SCIENTIFIC GLASS ENGINEERING PTY Ltd NORTH MELBOURNE VICTORIA AU
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1972-10-25
Publication date: 1983-09-15
Also published as: DE2252164A1; IT970033B; GB1411818A; JPS4875676A; NL7214131A; CH557497A; FR2158980A5

Description

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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen eines Verbundrohres mit einem äußeren Metallrohr und einem In das Metallrohr eingesetzten Glasrohr, das im plastischen Zustand unter Gasdruck gesetzt wird, wodurch es sich aufweitet und gegen die Innenwandung des Metallrohres gepreßt wird.

Ein Verfahren dieser Art ist bekannt aus der DE-PS 94 658. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Glasrohr so in ein Metallrohr gesteckt und die beiden Rohre dadurch miteinander verbunden, daß man das Glasrohr unter Gasdruck setzt, wodurch es sich aufbläht und gegen die Wandung des Metallrohres angepreßt wird. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß eine glelchmäßlgc sichere Verbindung der beiden Rohre nicht möglich Ist und dieses Verfahren durch die Benutzung spezieller Vorrichtungen umständlich, teuer und dadurch unwirtschaftlich ist.

In der DE-PS 6 94 658 wird ein Verfahren zum Verbin- «> den eines in ein Metallrohr eingesteckten Glasrohres vorgeschlagen, das darin besteht, daß die Ineinandergesteckten Rohre durch eine Ziehmatrize gezogen werden. Beim Hindurchziehen der beiden Rohre durch die Ziehmatrize soll der Durchmesser des äußeren Metallrohres sich verringern, so daß sich dieses an das Glasrohr anschmiegt. Die Rohre sind bei diesem Verfahren Im wesentlichen kalt. Auch bei diesem Verfahren läßt sich eine zuverlässige Verbindung des äußeren Metallrohres mit dem inneren Glasrohr nicht erreichen. Ferner haben derart hergestellte Verbundrohre den Nachteil, daß sie nur eine geringe mechanische Festigkeit aufweisen.

Aus der DE-PS 10 26 140 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres bekann?, bei welchem auf der Innenfläche des äußeren Metallrohres eine Emailleschicht aufgebracht wird und soweit erhitzt wird, daß die Emailleschicht viskos ist. Es wird dann das 'jlasrohr in das Metallrohr eingepreßt, solange die aufgebrachte Emailleschicht noch viskos ist.

Aus der DE-GM 18 28 001 ist ein Verbundrohr bekannt, bei welchem das innere Glasrohr über eine Zwischenschicht aus Gießharz mit dem äußeren Metallrohr verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren derart weiterzuentwickeln, daß es mit geringem Vorrichtungsaufwand durchgeführt werden kann und eine sehr zuverlässige Verbindung des inneren Glasrohres mit dem äußeren Metallrohr erreicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Metallrohr mit dem darin befindlichen Glasrohr an einem Ende beginnend fortschreitend bis zum anderen Ende ringsum erhitzt und dadurch ein ebenso fortschreitendes Erweichen und Ausweiten des Glasrohres bewirkt wird.

Das erfindungsf jmäße Verfahren hat den Vorteil, daß stets nur ein relativ kleiner Bereich des Metallrohres und des Glasrohres auf eine Temperatur gebracht wird, bei der das Glasrohr soweit erweicht ist, daß es durch den im Glasrohr befindlichen Gasdruck aufgeweitet wird und gegen die Innenwand des Metallrohres gepreßt wird. Da diese Erweichungstemperatur sehr zuverlässig über die gesamte Länge der beiden zu verbindenden Rohre erreicht wird, ist auch eine zuverlässige Verbindung des inneren Glasrohres mit dem äußeren Metallrohr gewährleistet. Das fortschreitende Aufheizen der zu verbindenden Rohre geschieht zweckmäßigerweise bei vertikal stehenden Rohren, so daß ein Verbiegen der Rohre an der jeweils erhitzten Stelle vermieden wird.

Insbesondere bei der Herstellung eines Verbundrohres mit einem feinkalibrigen inneren Glasrohr ist es zweckmäßig, das Glasrohr an einem Ende zuzuschmelzen, weil auf diese Weise eine zuverlässige Abdichtung des Glasrohres erreicht wird.

Das Verfahren nach der Erfindung Ist speziell anwendbar für Verbundrohre mit einem inneren Glasrohr, dessen Innendurchmesser zwischen 0,25 mm und 2 mm liegt.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das äußere Metallrohr lokal auf eine höhere Temperatur gebracht wird als das Innere Glasrohr, zieht sich beim Abkühlen das Metallrohr etwas stärker zusammen als das Glasrohr, so daß im Glasrohr eine Druckspannung erzeugt wird. Diese Druckspannung vergrößert die Festigkeit des Glasrohres und seine Widerstandsfähigkeit gegen Zerstörung durch Hitzeschocks und Vlbrationen und andere mechanische Beanspruchungen.

Die Druckspannung Im Glasrohr kann dadurch vergrößert werden, daß für das Metallrohr ein Metall gewählt wird, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient gleich oder größer Ist als der des Glases, aus welchem das Glasrohr besteht.

Vor dem Einschieben des Glasrohres in das Metallrohr müssen die beiden Rohre sorgfältig gereinigt und getrocknet werden sowie alle Oxidationsspuren entfernt werden. Das Metallrohr mit dem darin eingeführten Glasrohr wird mittels einer ringförmigen Heizvorrichtung

ringsum von einem Ende zum anderen Knde fortschreitend erhitzt. Dabei werden Lufteinschlüsse zwischen Glasrohr und Metallrohr mit dem Fortschreiten der Heizvorrichtung ausgetrieben, so daß das fertige Verbundrohr im wesentlichen frei von Lufteinschlüssen ist. Während des Aufheizungsvorganges kann Im Inneren des Glasrohres ein Gasüberdruck entstehen, welcher ausreicht, die Wand des Glasrohres gegen die Innenwand des Metallrohres zu drücken. Das Glasrohr kann aber auch an eine Druckgasquelle angeschlossen werden. Die Aufheiztemperatur wird so eingestellt, daß sich das Glas unter dem Gasdruck aufweitet und sich gerade mit dem Metallrohr verbindet und danach wieder abkühlt.

An mindestens einem Ende des Metallrohires wird zweckmäßigerweise eine Vorrichtung vorgesehen, die ein axiales Ausdehnen des Glasrohres aus dem Metallrohr verhindert. Auf diese Weise wird auch am Ende des Verbundrohr.» ein zuverlässiges Andrücken des inneren Glasrohres an das äußere Metallrohr gewährleistet.

Im folgenden wird das Verfahren nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Metallrohres und eines darin eingeschobenen Glasrohres während dei Herstellung eines Verbundrohres,

Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend Fig. I während des Aufheizens und des Anlegens des Glasrohres an das Metallrohr.

Wie Fig. 1 zeigt, ist in ein Metallrohr 12 ein Glasrohr 11 eingeschoben, das an seinem oberen Ende 14 zugeschmolzen ist. Die beiden Rohre 11 und 12 sind in einer vertikalen Lage gehalten. Der Außendurchmesser des Glasrohres 11 ist kleiner als der Innendurchmesser des MetaKrohres 12, so daß ein ringförmiger Spalt 17 zwischen beiden Rohren entsteht. Ein Hohlzylinder 15 ist am oberen Ende des Metallrohres 12 mittels einer Eindrückung 16 befestigt. Dieser Hohlzylinder 15 bildet einen Anschlag für das Glasrohr 11 und zentriert dieses innerhalb des Metallrohres 12. Der Spalt 17 zwischen Metallrohr 12 und Glasrohr 11 ist am unteren Ende des Metallrohres 12 durch einen Dichtungsring oder eine Dichtungsmasse 18 abgedichtet.
Das untere Ende des Glasrohres 11 ist mit einer Gas-

S druckleitung verbunden, welche den Innenraum des Glasrohres 11 unter Druck setzt, so daß sich im nachfolgenden Verfahrensschritt die Wand des Glasrohres 11 an die Innenwand des Metallrohres 12 anlegt.

Das Metallrohr 12 wird gemäß Fig. 2 mit Hilfe eines ringförmigen Gasbrenners 21, der eine Vielzahl von radial gerichteten Brennerdüsen besitzt, aufgeheizt. Die Düsen 22 sind zunächst auf den unteren Teil des Metallrohres 12 gerichtet. Der ringförmige Gasbrenner 21 wird dann am Metallrohr 12 langsam aufwärts geführt.

!5 Das Metallrohr 12 gibt die Hitze an das Glasrohr 11 weiter. Sobald dieses bei entsprechender Temperatur anfängt weichzuwerden, drückt der Gasdruck an der erweichten Stelle die Wand des Glasrohres 11 gegen die Innenwand des Metailrohres 12. Die Aufwärtsbewegung des Gasbrenners 21 entlang des MetaKrohres 12 verursacht ein in gleichem Maße fortsehnendes Anlegen des Glasrohres 11 an die Innenwand des .vletallrohres 12. Beim Anlegen des Glasrohres 11 an die hocherhitzte Innenwand des Metallrohres 12 erfolgt eine innige Verbindung zwischen beiden Rohren. Wenn der ringförmige Gasbrenner 21 das obere Ende des Metallrohres 12 erreicht hat, wird eine axiale Ausdehnung des Glasrohres 11 durch den Hohlzylinder 15 verhindert. Wenn der Gasbrenner 21 das Glasrohr 11 am zugeschweißten Ende 14 erhitzt, verursacht - abhängig vom Grad der Erhitzung sowie der Dicke des Glases - der Gasdruck um Glasrohr 11 ein Abspringen des zugeschmolzenun Endes 14 des Glasrohres II.

Hat das Metall des Metallrohres U einen größeren Ausdehnungskoeffizienten als das Glas des Glasrchres 11, dann wird beim Abkühlen durch das stärkere Zusammenziehen des Metallrohres 12 eine Druckspannung im Glasrohr 11 erzeugt, wodurch das Verbundrohr höher beanspruchbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Verbundrohres mit einem äußeren Metallrohr und einem in das Metallrohr eingesetzten Glasrohr, das im plastischen Zustand unter Gasdruck gesetzt wird, wodurch es sich aufweitet und gegen die Innenwandung des Metallrohres gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr mit dem darin befindlichen Glasrohr an einem Ende beginnend fortschreitend bis zum anderen Ende ringsum erhitzt und dadurch ein ebenso fortschreitendes Erweichen und Ausweiten des Glasrohres bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum fortschreitenden Erhitzen eine der Außenfläche des Metallrohres benachbarte ringförmige Heizvorrichtung von einem Ende des Metallrohres zu dessen anderem Ende bewegt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein feinkalibriges Glasrohr an einem Ende zugeschmolzen wird, bevor es unter Gasdruck gesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Metallrohres größer ist als der des Glasrohres.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Ende des Metallrohres eine Vorrichtung vorgesehen wird, die ein axiales Ausdehnen des Glasrohres aus dem Metallrour verhindert.

6. Verfahren nach </inem ejr Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichne:, daß das Glasrohr mittels eines das Glasrohr umgebenden nd mit einem Ende des Metallrohres zusammenwirkenden Dichtringes im Metallrohr axial ausgerichtet wird.