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Ziehkörper zur Herstellung von Aushalsungen an Hohlkörpern Sollen
Rohre, Behälter oder sonstige Hohlkörper aus Metall mit Abzweigungen versehen werden,
so können die Hohlkörper mit einer Aushalsung versehen werden, an die ein Rohrstück
angeschweißt werden kann. Derartige Aushalsungen werden mittels eines Ziehkörpers
hergestellt, der von innen durch einen Durchbruch des Hohlkörpers mittels einer
Transportvorrichtung hindurchbewegt, nachdem der Hohlkörper im Bereich des Durchbruches
zuvor ausreichend erwärmt wurde. Bisher war es erforderlich, dieses Verfahren schrittweise
durchzuführen, da sich das zu verformende Material während des Ziehvorganges abkülilte
und deshalb der Ziehvorgang unterbrochen werden mußte. Durch die Erfindung sollen
der Zeit- und der Energieaufwand für die Herstellung von Aushalsungen an Hohlkörpern
aus Metall vermindert werden.
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Gemäß der Erfindung ist der Ziehkörper durch einen Innenkörper und
eine darauf aufgebrachte Oberflächenschicht mit geringer Wärmeableitung gekennzeichnet.
Damit wird erreicht, daß der Wärmefluß von der mit dem vorgewärmten Material des
Hohlkörpers in Berührung tretenden Oberfläche des Ziehkörpers in dessen Inneres
so stark behindert ist, daß das zu verformende Material wesentlich länger als bei
der Verwendung der bisher üblichen Ziehkörper eine für die Verformung günstige Temperatur
beibehält. Damit entfallen auch zeitraubende Nachglühvorgänge, denn das Gefüge wird
nicht geschädigt. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß sich Aushalsungen in
einem Zug herstellen lassen und somit eine Unterbrechung des Arbeitsganges nicht
mehr erforderlich ist. Da in den Ziehkörper nur noch eine geringe Wärmemenge einfließt,
ist auch die Energiebilanz des Verfahrens verbessert.
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Eine Oberflächenschicht mit geringer Wärmeableitung kann in vorteilhafter
Weise durch eine dem Innenkörper angepaßte Haube aus einem zunderbeständigen, schlecht
wärmeleitenden Blech von geringer Dicke gebildet sein, die isoliert auf dem Innenkörper
abgestützt ist. Da die Haube nur aus einem verhältnismäßig dünnen Material zu bestehen
braucht, ergibt sich die erwtschte geringe Wärmeableitung.
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Die wärmeisolierte Anordnung der Haube auf dem Innenkörper ist auf
unterschiedliche Weise erzielbar. Als vorteilhaft hat es sich beispielsweise erwiesen,
auf der Außenfläche des Innenkörpers Stützkörper anzuordnen. Selbst bei einer großen
Anzahl solcher Stützkörper ist die gesamte Berührungsfläche der Haube mit den Stützkörpern
im Vergleich zu der Oberfläche der Haube verhältnismäßig gering, so daß für den
Wärmefluß von der Haube zum Innenkörper nur ein verhältnismäßig geringer Durchschnittsquerschnitt
zur Verfügung steht. Als Stützkörper eignen sich beispielsweise Drähte mit kreisförmigem
Querschnitt. Diese können am ganzen Umfang des Innenkörpers verteilt entlang den
Fallinien angeordnet und in Gestalt eines Korbes miteinander verbunden sein. Damit
erhält der Ziehkörper einen dreiteiligen Aufbau mit der Möglichkeit, im Bedarfsfall
das eine oder andere Teil auszuwechseln.
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Anstelle gesonderter Stützkörper kann eine gegenüber der Gesamtoberfläche
verkleinerte Auflagefläche für die Haube auch dadurch geschaffen werden, daß der
InneSçörper mit einer Anzahl von Nuten versehen ist. Diese Nuten können sich ebenfalls
in Richtung der Fallinien oder aber in Umfangsrichtung erstrecken. Beide Nuten können
auch nach Art eines Waffelmusters miteinander kombiniert werden.
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Eine weitere Möglichkeit, die Haube wärmeisoliert auf dem Innenkörper
abzustützen, besteht darin, daß zwischen der Haube und dem Innenkörper ein schlecht
wärmeleitender Füllstoff angeordnet ist. Hierfür kommen sowohl mineralische Füllstoffe
als
auch Kombinationen mineralischer und organischer Materialien in Betracht.
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In Weiterbildung der Erfindung kann jedoch als Oberflächenschicht
auch einem auf den Innenkörper aufgebrachte keramische Schicht dienen. Eine Schicht
dieser Art hat zugleich die Eigenschaft geringer Wärmespeicherung und geringer AJärmeleitung.
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Durch die vorstehend erläuterten Ausgestaltungen der Erfindung wird
erreicht, daß der Ziehkörper nur eine unbedeutende Wärmemenge aufnehmen kann und
deshalb eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit gewählt werden kann. Im gleichen Sinn wirkt
es sich aus, wenn in Weiterbildung der Erfindung von der üblichen Kegelform abgewichen
wird und der Ziehkörper eine derartige Gestaltung erhält, daß bei dem Ziehvorgang
der mit dem umzuformenden Material zuerst in Berührung tretende Teil des Ziehkörpers
der Form des Durchbruches des auszuhalsenden Hohlkörpers und der zuletzt hindurchtretende
Teil der Form des Kragens der Aushalsung angepaßt ist. Der Ziehkörper hat infolgedessen
an seinem einen Ende elliptische Gestalt und ist an seinem anderen Ende entsprechend
dem Kragen der Aushalsung kreisförmig. Man erreicht auf diese Weise, daß der Ziehkörper
schon zu Beginn des Ziehvorganges nicht nur punktweise, sondern linienhaft mit dem
umzuformenden Material in Berührung tritt und deshalb das umzuformende Material
gleichmäßiger beansprucht wird. Ein besonders günstiger zeitlicher Verlauf der Ziehkräfte
kann dadurch erreicht werden, daß die Mantelfläche des Ziehkörpers in Verbindung
mit der zuvor beschriebenen Gestaltung die Kontur einer Traktrix (Schleppkurve)
aufweist. Der Ziehkörper wird dadurch in solcher Weise nach außen gewölbt, daß der
Biegehebel während des Ziehvorganges annähernd konstant bleibt.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Hohlkörper mit einer Aushalsung.
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Fig. 2 zeigt einen Ziehl.örper mit dreiteiligem Aufbau.
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In Fig. 3 ist ein Innenkörper mit Nuten gezeigt.
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In Fig. 4 ist ein Ziehkörper im Schnitt gezeigt, bei dem ein Füllstoff
zwischen dem Innenkörper und der Haube eingebracht ist.
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In einer weiteren Schnittdarstellung zeigt die Fig. 5 einen Ziehkörper
mit einer aufgebrannten keramischen Schicht.
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In der Draufsicht und einer Seitenansicht zeigen die Fig. 6 und 7
einen Ziehkörper, dessen Kontur einer Schleppkurve nachgebildet ist.
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Zum besseren Verständnis des Anwendungsgebietes von Ziehkörpern gemäß
der Erfindung ist in Fig. 1 ein im wesentlichen zylindrischer Behälter 1 gezeigt,
der Flansche 2 besitzt.
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Der Behälter 1 kann Bestandteil einer metallgekapselten elektrischen
Hochspannungsanlage sein, die im Betrieb mit einem unter Druck stehenden IsolLergas
gefüllt ist. In dem Behälter 1 können sich Sammelschienenleiter oder Betriebsmittel
wie Leistungsschalter, Trennschalter, Wandler befinden. Die Flansche 2 dienen zur
Verbindung des Behälters 1 mit weiteren gleichen oder ähnlichen Behältern.
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Der Behälter 1 ist mit einer Aushalsung versehen, die einen Kragen
3 bildet. An diesem Kragen können abzweigende Rohre bzw. Behälter angeschweißt oder
auf andere Weise befestigt werden. Die Aushalsung schafft hierbei einen abgerundeten
übergang von dem Behälter 1 zu dem abzweigenden Rohr bzw. Behälter. Dies wirkt sich
günstig auf die dielektrische Beanspruchung des Isoliergases aus. Die Aushalsung
wird in der Weise hergestellt, daß zunächst in den zylindrischen Behälter 1
ein
elliptischer Durchbruch eingearbeitet wird. Die Parameter dieser Ellipse richten
sich nach dem Durchmesser des Behälters 1 und der Höhe des gewünschten Kragens 3.
Das am Rand des Durchbruches befindliche umzuformende Material wird daraufhin mit
Gasbrennern erwärmt, und. ein Ziehkörper der noch zu beschreibenden Art wird von
innen durch den Durchbruch hindurchbewegt, wobei der Rand des Durchbruches aufgewölbt
wird und der gewünschte Kragen entsteht.
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Ein geeigneter Ziehkörper ist in auseinandergezogener Darstellung
in Fig. 2 gezeigt. Der Ziehkörper 4 besteht aus einem Innenkörper 5, einem Korb
6 und einer Haube 7. Der Innenkörper 5 besteht aus einem für Bauzwecke üblichen
Stahl.(z.B.Stahl mit der deutschen Normbezeichnung ST 37). Er ist im wesentlichen
kegelförmig gestaltet, wobei die obere kreisförmige Stirnfläche 10 so bemessen ist,
daß sie sich in den emiJähnten Durchbruch des Behälters 1 einführen läßt und der
untere zylindrische Abschnitt 11 einen dem Innendurchmesser des Kragens 3 entsprechenden
Durchmesser besitzt. An seinem oberen Ende trägt der Innenkörper 5 einen zur Kupplung
mit einer nicht gezeigten Ziehvorrichtung dienenden Zapfen 12. Zur Gewichtsersparnis
kann der Innenkörper 5 hohl ausgebildet sein.
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Der dem Innenkörper 5 angepaßte Korb 6 besteht aus Stahldrähten 13,
die an einem Ring 14 befestigt sind, der auf der oberen Stirnfläche 10 des Innenkörpers
5 aufliegt.
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Die Haube 7,.welche die Oberfläche des Ziehkörpers 4 bildet, besteht
aus einem zunderbeständigen Blech, z. B. aus einem ferritischen Stahl. Die Haube
7 deckt den Korb 6 und den Innenkörper 5 vollständig ab und steht in Linienberührung
mit den Drähten 13 des Korbes 6. Dadurch ist nur ein sehr geringer Querschnitt für
den Wärmedurchtritt vorhanden. Zusätzlich wirkt der zwischen der Haube 7 und den
Drähten 13 verbleibende Z-wischenraum als isolierendes Luftpolster. Eine besondere
Verbindung zwischen den einzelnen Teilen des Ziehkörpers 4
ist nicht
erforderlich, da der Korb 6 und die Haube 7 durch ihre Kegelform auf dem Innenkörper
5 Halt finden.
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Ein aus Drähten bestehender Korb 6 ist entbehrlich, wenn ein Innenkörper
15 gemäß der Fig. 3 verwendet wird. Der Innenkörper 15 ist mit Längsnuten 16 (linker
Teil der Fig. 3) bzw.
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mit Umfangsnuten 17 (rechter Teil der Fig. 3) versehen, so daß ebenfalls
für die Haube 7 eine Linienauflage gebildet ist.
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Es können auch die Längsnuten 16 mit den Umfangsnuten 17 kombiniert
werden, so daß ein Waffelmuster entsteht.
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Anstelle von Stützkörpern in der Art eines Korbes 6 gemäß der Fig.
2 oder von Nuten gemäß der Fig. 3 kann die Haube 7 auch flächenhaft abgestützt sein,
wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist. Dort wird der Raum, den in Fig. 2 der Korb
6 einnimmt, durch eine wärmeisolierende, mechanisch ausreichend feste Füllmasse
21 eingenommen. Die Füllmasse 21 kann beispielsweise Steinwolle als isolierenden
Bes-tandteil enthalten.
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Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen von Ziehkörpern
ein zwei- oder mehrteiliger Aufbau vorgesehen ist, zeigt die Fig. 5 einen einstückigen
Ziehkörper 22. Die Wärmeisolation wird hier durch eine keramische Oberflächenschicht
23 gebildet, die aufgebrannt sein kann. Infolge ihrer geringen Dicke hat diese Schicht
auch eine geringe Wärmespeicherung.
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Die Ziehkörper gemäß den Fig. 2 bis 5 haben eine im wesentlichen kegelförmige
Gestalt. Dies hat zur Folge, daß bei dem Ziehvorgang der obere Teil des Ziehkörpers
mit dem elliptischen Durchbruch des Behälters 1 zunächst nur in einzelnen Punkten
in Berührung tritt. Bei dem Ziehkörper gemäß den Fig. 6 und 7 weist dagegen der
obere Teil 26 des Ziehkörpers 25 ebenfalls die Form einer Ellipse auf, so daß eine
Berührung am ganzen Umfang möglich ist. Das untere Ende 27 des Ziehkörpers 25 ist
entsprechend der Form des Kragens kreisförmig
gestaltet wie bei
den zuvor beschriebenen Ziehkörpern. Ferner ist die Kontur 30 des Ziehkörpers 25
einer Traktrix (Schleppkurve) nachgebildet, wodurch erreicht wird, daß der Biegehebel
bei dem gesamten Ziehvorgang annähernd konstant bleibt.
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Auf diese Weise erreicht man einen besonders günstigen Verlauf der
Ziehkräfte während des Aushalsungsvorganges. Im übrigen kann der Ziehkörper 25 so
aufgebaut sein, wie dies bereits beschrieben worden ist. Er kann deshalb einen dreiteiligen
Aufbau besitzen wie in Fig. 2 oder er kann entsprechend den Fig. 3 bis 5 gestaltet
sein.
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Die zur Bewegung des Ziehkörpers erforderliche Transportvorrichtung
ist nicht dargestellt. Es kann sich beispielsweise um eine hydraulisch arbeitende
Ziehvorrichtung handeln, die sich an dem Behälter 1 abstützt und die mit dem Zapfen
12 des Innenkörpers 5 gekuppelt werden kann. Stattdessen können die Ziehkörper mit
einer Öffnung versehen sein, in die ein Kupplungsstück bajonettartig oder mit einem
Schraubengewinde eingreift.
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Gute Ergebnisse lassen sich insbesondere dann erzielen, wenn der Rand
des in den Behälter 1 eingearbeiteten Durchbruches vor Beginn des Ziehvorganges
erwärmt und die Wärmezufuhr während des Ziehvorganges fortgesetzt wird. Dieses Vorgehen
ermöglicht bei geringem Energieaufwand hohe Ziehgeschwindigkeiten.
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10 Ansprüche 7 Figuren