-
Verfahren zur Herstellung von Aushalsungen an Mohlkörpern Sollen an
Rohren, Behältern oder sonstigen Hohlkörpern aus Metall Abzweigungen angebracht
werden, so kann dies auf verhältnismäßig einfache Weise geschehen, wenn die Hohlkörper
mit einer Aushalsung versehen sind. An die Aushalsung kann jeweils ein Rohrstück
unmittelbar angeschweißt werden, oder der Kragen der Aushalsung kann zunächst mit
einem Flansch versehen werden. Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Aushalsungen
versieht man zunächst den auszuhalsenden Hohlkörper mit einem Durchbruch. Nach ausreichender
Erwärmung des umzuformenden Materials am Rand dieses Durchbruches wird ein Ziehkörper
mittels einer Transportvorrichtung von innen durch den Durchbruch des Hohlkörpers
hindurchbewegt, wobei dessen Ränder eine Aufwölbung erfahren, die zuletzt den Kragen
der Aushalsung bildet.
-
Wie bereits erwähnt, ist es erforderlich, den auszuhalsenden Hohlkörper
im Bereich des Durchbruches zu erwärmen, um das Verfahren mit vertretbarem Energieaufwand
durchführen zu können. Insbesondere bei der Herstellung von Aushalsungen an verhältnismäßig
dünnwandigen Hohlkörpern haben sich bisher Schwierigkeiten ergeben, weil es nicht
gelingt, während der Dauer des Ziehvorganges eine ausreichend hohe Temperatur im
Bereich des umzuformenden Materials aufrechtzuerhalten.
-
Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Herstellung von Aushalsungen
an Hohlkörpern aus Metall unter Verwendung eines Ziehkörpers aus, der mittels einer
Transportvorrichtung durch einen Durchbruch des Hohlkörpers hindurchbewegt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zeitaufwand für
die
Herstellung solcher Aushalsungen zu verringern und zugleich eine hohe Qualität der
Aushalsungen sicherzustellen.
-
Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß das im Bereich des Durchbruches
befindliche umzuformende Material während des gesamten Aushalsungsvorganges durch
Gasbrenner in einem für die Verformung günstigen Temperaturbereich gehalten und
daß ein Ziehkörper mit geringer Wärmeableitung verwendet wird.
-
Im Gegensatz zu den bisher üblichen Verfahren, bei denen das Material
vorgewärmt wird und die für die Vorwärmung verwendeten Brenner oder sons-tigen Energiequellen
entfernt werden, bevor der Aushalsungsvorgang beginnt, ist somit gemäß der Erfindung
vorgesehen, auch während des Aushalsungsvorganges für eine so bemessene Wärmezufuhr
zu sorgen, daß einerseits der Wärmefluß innerhalb des auszuhalsenden Hohlkörpers
und innerhalb des nicht ideal isolierbaren Ziehkörpers kompensiert wird. Da bei
diesem Verfahren das Gefüge des Materials nicht geschädigt wird, entfallen zeitraubende
Nachglühvorgänge.
-
Das Verfahren kann in besonders vorteilhafter Weise derart ausgeführt
werden, daß am Umfang des Durchbruches des Hohlkörpers Gasbrenner angeordnet werden,
deren Richtung und Lage der sich während des Aushalsungsvorganges verändernden Kontur
der Aushalsung angepaßt wird. Hierzu können Gasbrenner mit einzelnen Düsen verwendet
werden, die zunächst auf den Rand des Durchbruches gerichtet sind und anschließend
auch den sich aufwölbenden Kragen erfassen. Hierbei ist zu beachten, daß der Durchbruch
die Gestalt einer gewölbten Ellipse aufweist, während der Kragen die Gestalt eines
ebenen Kreises besitzt. Deshalb wird nicht nur die Richtung der Düsen, sondern auch
ihr Abstand von der Mitte des Durchbruches verändert.
-
Die zuvor beschriebene Anpassung der Brenner bzw. Düsen kann beispielsweise
durch die Anordnung von Brennern mit einzelnen Düsen auf verschiebbaren und schwenkbaren
Schlitten erreicht
werden, die sowohl in Abhängigkeit von der jeweils
erreichten Stellung des Ziehkörpers als auch in Ab}längigkeit von der Temperatur
selbsttätig oder von Hand betätigt werden. Zugleich mit der Lage- und Richtungsänderung
der Brenner bzw.
-
Düsen kann die Gaszufuhr zu den Brennern reguliert oder geregelt werden.
Während die Regulierung nach der Erfahrung von Iiand vorgenommen werden kann, werden
bei der Regelung Temperaturfühler eingesetzt, um die Einhaltung des günstigen Temperaturbereiches
zu gewährleisten.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist die ge'nschte Anpassung der Brenner
in wesentlich einfacherer und dennoch ausreichender Weise dadurch erzielbar, daß
jeweils zwei einen Teilabschnitt des Umfanges der Aushalsung bestreichende bewegbare
Brenner mit einer Anzahl von Düsen vorgesehen sind, von denen der eine Brenner den
Rand des Durchbruches und der andere den sich bildenden Kragen der Aushalsung erfaßt.
Der zuerst zur Anwendung gelangende Brenner hat hierbei zweckmäßig eine elliptische
bzw. halbelliptische Gestalt oder umfaßt einen anderen Bruchteil des Umfangs und
besitzt auf den Rand des Durchbruches gerichtete Düsen. In dem Maß, wie sich während
des Aushalsungsvorganges der Rand des Durchbruches aufwölbt und der Kragen gebildet
wird, entfernt man diesen Brenner und schiebt an seine Stellen den zweiten, ebenfalls
einen Teil des Umfangs bestreichenden Brenner, der jedoch im wesentlichen einem
Kreisabschnitt entspricht und auf den sich bildenden Kragen gerichtete Düsen aufweist.
Der Austausch der Brenner während des Aushalsungsvorganges kann dadurch geschehen,
daß die beiden Brenner geradlinig verschiebbar geführt sind und entweder durch eine
selbsttätig arbeitende Vorrichtung oder durch eine Bedienungsperson abwechselnd
betätigt werden können.
-
Wie bereits erwähnt, wird bei dem beschriebenen Verfahren ein Ziehkörper
mit geringer Wärmeableitung verwendet. Eine geringe Wärmeableitung ist in vorteilhafter
Weise dadurch erreichbar,
daß der Ziehkörper eine gegenüber einem
Innenkörper wärmeisolierte Oberflächenschicht besitzt. Die Oberflächenschicht kann
beispielsweise durch eine Haube aus Stahlblech gebildet sein, die nur punktweise
auf dem Innenkörper abgestützt ist.
-
Dadurch wird ein Luftpolster gebildet, das als Wärmeisolation wirkt.
-
Eine Abstützung dieser Art kann unterschiedlich ausgebildet sein.
Gute Ergebnisse sind mit einem aus Drähten gebildeten Korb erzielbar, der über den
Innenkörper gestülpt wird. Ferner kann eine pwlktweise Auflage durch Rillen des
Innenl;örpers erzielt werden. Eine weitere Möglichkeit, die Wärmeableitung des Ziehkörpers
zu verringern, besteht darin, daß auf den Innenkörper eine selbst wärmeisolierende,
mechanisch widerstandsfähige Schicht aufgebracht wird. Hierfür kommen beispielsweise
aufgebrannte keramische Schichten in Betracht.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
-
Die Fig. 1 zeigt einen Behälter mit einem Durchbruch und Gasbrennern
zu Beginn des Aushalsungsvorganges.
-
In Fig. 2 ist der in Fig. 1 dargestellte Behälter nach durchgeführtem
Aushalsungsvorgang mit dem verwendeten Ziehkörper gezeigt, dessen Aufbau nach Art
einer Explosivdarstellung gezeigt ist.
-
In Fig. 3 ist ein weiteres Beispiel für einen Innenkörper des Ziehkörpers
dargestellt.
-
Der in Fig. 1 gezeigte Behälter 1 ist im wesentlichen zylindrisch
geformt und besitzt an seinen Enden Flansche 2, die zur Verbindung mit weiteren
gleichen oder anders gestalteten Behältern dienen. Der Behälter 1 kann beispielsweise
ein Abschnitt einer metallgekapselten Hochspannungs-Schaltanlage oder eines Rohrleiters
für Hochspannung sein, der im Betrieb mit einem unter Druck stehenden Isoliergas
gefüllt ist.
-
Der Behälter 1 besitzt einen Durchbruch 3, der in seinem Ausgangszustand
die Gestalt einer Ellipse aufweist, deren Parameter von dem Krummungsradius des
Behälters 1 und von der zu bildenden Aushalsung abhängen. In Fig. 1 ist der Durchbruch
3 nicht in seinem Ausgangszustand, sondern in bereits zum Teil verformtem Zustand
dargestellt.
-
Am Umfang des Durchbruches 3 sind zwei jeweils den halben Umfang des
Durchbruches erfassende Gasbrenner 4 angeordnet, deren Zuführungsrohre 5 für das
brennbare Gasgemisch zugleich eine geradlinig verschiebbare Führung der Brenner
4 gestatten.
-
Die Brenner 4 sind mit Düsen versehen, die auf den Rand des Durchbruches
3 gerichtet sind, um das umzuformende Material vor Beginn des Aushalsungsvorganges
ausreichend zu erwärmen.
-
Fig. 2 zeigt den Behälter 1 zu dem Zeitpunkt, in dem der Aushalsungsvorgang
abgeschlossen ist. Der aus drei Teilen bestehende Ziehkörper 6 ist mit Hilfe einer
nicht dargestellten Transportvorrichtung, bei der es sich beispielsweise um eine
hydraulisch arbeitende Ziehvorrichtung handeln kann, durch den Durchbruch 3 hindurchbewegt
worden und hat dabei den Kragen 7 gebildet. In dieser Phase des Aushalsungsvorganges
sorgen zwei weitere Brenner 1Q, von denen in Fig. 2 zur Verbesserung der Übersichtlichkeit
nur ein Brenner gezeigt ist, für eine ausreichende Erwärmung des sich bildenden
Kragens 7. In gleicher Weise wie die Brenner 4 sind die Brenner 10 mit Zuführungsrohren
11 versehen, die zugleich für eine geradlinig verschiebbare und schwenkbare Anordnung
der Brenner 10 benutzt werden können. Der Aushalsungsvorgang vollzieht sich daher
in folgenden Schritten: Zunächst nehmen die Brenner 4 die in Fig. 1 gezeigte Stellung
ein. Der Umfang des Durchbruches 3 wird erwärmt, bis eine ausreichende Temperatur
vorhanden ist. Der in den Behälter 1 eingebrachte Ziehkörper 6 wird mit Hilfe des
an seinem oberen Ende angebrachten Kupplungsstückes 12 mit der nicht gezeigten Transportvorrichtung
gekuppelt und nach oben bewegt, wobei eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit
zulässig ist. Während sich die Ränder
des Durchbruches 3 aufwölben
und sich dadurch der Kragen 7 bildet, werden die Brenner 4 entfernt und zugleich
die Brenner 10 herangefahren, so daß nun auch der sich bildende Kragen erwärmt wird
bzw. durch weitere Wärmezufuhr verhindert wird, daß die Temperatur des umzuformenden
Materials unzulässig verändert wird. Anschließend werden auch die Brenner 10 entfernt,
und nach Trennung des Ziehkörpers 6 von der Transportvorrichtung steht die Einrichtung
für einen weiteren Aushalsungsvorgang zur Verfügung. Während des gesamten Vorganges
wird eine für das Gefüge des umzuSormenden Materials günstige Temperatur aufrechterhalten,
so daß anschließend keine thermische Nachbehandlung, z.B. ein Nachglühen, erforderlich
ist.
-
Der Ziehkörper 6 besteht, wie bereits erwähnt, aus drei Teilen und
ist derart aufgebaut, daß bei dem Aushalsungsvorgang ein besonders geringer Wärmeverlust
auftritt. Auf einem Innenkörper 13 von im wesentlichen kegelförmiger Gestalt ist
ein aus Stahldrähten bestehender Korb 14 angeordnet, auf dem sich eine aus Blech
bestehende Haube 15 abstützt. Der Innenkörper 13, der Korb 14 und die Haube 15 sind
in ihren Abmessungen genau aufeinander abgestimmt, so daß eine Linienberührung entlang
den Drähten des Korbes 14 gegeben ist. Der zwischen den Drähten des Korbes verbleibende
Zwischenraum bildet ein Luftpolster, das eine erhebliche Wärmedämmung besitzt. Bei
der Berührung des Ziehkörpers 6 mit dem erwärmten umzuformenden Material fließt
daher die Wärme im wesentlichen nur in die Haube 15 ab, während der Innenkörper
13 keine nennenswerte Wärmemenge aufnimmt.
-
Der Innenkörper 13 des Ziehkörpers 6 besitzt eine glatte Oberfläche
mit einem kegelförmigen Abschnitt 16 und einem dem Innendurchmesser des Kragens
7 entsprechenden zylindrischen Abschnitt 17. Bei im wesentlichen gleicher Grundform
kann anstelle des Innenkörpers 13 auch der in Fig. 3 gezeigte Innenkörper 20 verwendet
werden, der mit Längsrillen 21 (linker
Teil der Fig. 3) oder Umfangsrillen
22 (rechter Teil der Fig. 3) versehen ist. Beide Arten von Rillen oder Nuten können
auch kombiniert werden. Auf den Innenhörper 20 kann die Haube 15 unmittelbar aufgesetzt
werden.
-
Die Erfindung ist vorstehend im Zusammenhang mit segmentförmig gestalteten
Brennern beschrieben worden. Abweichend von der Ausführung mit jeweils die Hälfte
des Umfanges erfassenden Brennern können auch Brenner mit anderer Teilung oder sogar
Brenner mit Einzeldüsen verwendet werden, die verschiebbar und schenkbar angeordnet
sind und dadurch während des gesamten Allshalsungsvorganges die WärlrJezufuhr zu
dem ur.zzuformenden Material gestatten. Die Verschiebbarkeit der I3renior in dem
beschriebenen Ausführungsbeispiel ist auf beliebige geeignete Weise erzielbar, z.
B. durch eine Führung in Rohren oder zwischen Rollen. Ferner kann eine Verschiebung
von Hand oder auch selbsttätig in Abhangigkeit sowohl von der jeweiligen Stellung
des Ziehkörpers 6 als auch von der gewünschten Temperatur vorgesehen sein. Auch
ist die l«Warmeisolierung des Ziehkörpers abweichend von dem Ausführungsbeispiel
auf beliebige Weise erzielbar, beispielsweise durch eine zwischen der Haube 15 und
dem Innenkörper 13 gleichförmig eingebrachte wärmedämmende Nasse.
-
Außer der enzähnten hydraulisch arbeitenden Ziehvorrichtung können
auch Transportvorrichtungen vorgesehen sein, die den Ziehkörper 6 aus dem Inneren
des Behälters 1 durch den Durchbruch 3 hindurchbewegen, wobei beliebige geeignete
Antriebsprinzipien zur Anwendung gelangen können.
-
8 Ansprüche 3 Figuren