DE2538061A1

DE2538061A1 - Verfahren zum herstellen einer klebeverbindung

Info

Publication number: DE2538061A1
Application number: DE19752538061
Authority: DE
Inventors: William Donald Irish; Gerald Joseph Kushner
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: Trane Cac Inc (eine Gesellschaft Ndgesd Staat
Priority date: 1974-08-30
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1976-03-18
Also published as: IT1042127B; US3937641A; JPS5836237B2; BR7505586A; GB1499572A; ES440451A1; JPS5150018A

Description

Verfahren zum Herstellen einer Klebeverbindung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Verbindung zum klebenden bzw. anhaftenden Verbinden von Rohrteilen. Gemäß der Erfindung wird ein Klebeband auf das Ende von einem Rohr aufgebracht, das Ende des anderen Rohres erhitzt, die Rohrenden teleskopartig ineinander geschoben und dann kann -das Klebe- bzw. Haftmittel fließen und den radialen Spielraum zwischen den Röhren ausfüllen, und schließlich wird die teleskopartige Verbindung erhitzt, um das Klebe- bzw. Haftmittel auszuhärten und zu verfestigen.

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Bei der Fertigung von Rohrverbindungen unter Verwendung eines Klebstoffes als Dichtmedium ist es üblich, das eine Rohrelement relativ zum anderen zu formen bzw. anzupassen. Dies ist erforderlich, um die Integrität der Verbindung sicherzustellen und eine leckfreie Verbindung über einem weiten Toleranzbereich zu bilden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die zu verbindenden Rohrenden nicht fluchten und der radiale Spielraum zwischen dem Rohr nicht eingehalten wird, wodurch das Klebemittel und einige Teile der·Verbindung weggewischt werden können. Um Leckstellen auch unter diesen Umständen zu vermeiden, ist es üblich, wie es beispielsweise in den US-Patentschriften 3 124 874 und 3 068 563 beschrieben ist, das Rohrende zu kröpfen oder Wulste zu bilden,

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um die Rohrteile zu formen oder/anzupassen, nachdem sie teleskopartig zusammengeschoben sind. Dieser Pormgebungs- und Gestaltungsprozeß erfordert eine erhebliche Investion in das Fertigungsgerät und ferner zusätzliche Zeit, die zum Ausführen dieser Arbeiten erforderlich ist. Bei der Herstellung von Wärmestauschereinrichtungen mit vielen Durchlässen und Rücklaufwindungen können viele Verbindungsstellen in großer Nähe zueinander angeordnet sein, so daß die Formgebungs- und Gestaltungsarbeiten praktisch . undurchführbar sind, da der Raumbedarf für die Kröpfungs- und/oder Neuformungsarbeiten nicht vorhanden ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Verfahren zu schaffen, um metallische Rohrteile miteinander zu verbinden, wobei ein erstes Rohr mit einem Endabschnitt einen Endabschnitt von einem zweiten Rohr mit radialem Spielraum zwischen den zusammenhängenden Oberflächen der zwei Röhren aufnimmt. Erfindungsgemäß wird ein Film aus Klebeband um den einen Endabschnitt des zweiten Rohres gewickelt, der Endabschnitt des ersten Rohres wird auf eine ausreichende Temperatur erhitzt, um das Klebemittel zu plastizieren, dann wird der Endabschnitt des zweiten Rohres in das erhitzte Ende des ersten Rohres eingesetzt und das Klebemittel kann sich verteilen und füllt den radialen Spielraum aus, und dann wird die teleskopartige Verbindung in eine vertikale Position mit dem offenen Ende des ersten Rohres in

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einer senkrechten Position gebracht, damit das Klebemittel in einer Richtung weg von dem offenen Ende fließen kann, wobei gleichzeitig die Verbindung erhitzt wird, um das Klebemittel auszuhärten und zu verfestigen.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 ist eine Längschnittansicht der er findungs gemäß hergestellten Verbindung.

Figur 2 ist eine Seitenansicht von dem Endabschnitt der zu verbindenden Röhren.

Figur 3 zeigt die teleskopartig zusammengeschobenen Röhrenenden.

Figur 2 stellt die Endabschnitte von zwei Röhren 11 und 12 dar, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren miteinander verbunden werden sollen. Das Rohr 11, das den äußeren oder weiblichen Rohrabschnitt der fertigen Verbindung 10 bilden soll, weist ein vergrößertes Ende 13 auf.

Die in Figur 1 dargestellte Bohrung 15 des sich erweiternden Endes 13 des Rohres 11 ist so bemessen, daß sie das komplementär geformte Ende 16 der inneren Röhre 12 mit einem leichten Spielraum zwischen den Oberflächen der Röhre aufnimmt, die in der fertigen Verbindung zusammenhängen. Diese überdimensionierung oder der Spielraum bildet einen radialen Zwischenraum, der einen Aufnahmebereich 18 definiert, in den ein Klebe- bzw. Haftmittel 20 eingebracht wird.

Ein Überzug aus Klebe- bzw. Haftmittel 20 wird auf die äußere Oberfläche des Endes l6 der inneren Röhre 12 in einer Form und in einer Art und Weise aufgebracht, die, wie im folgenden noch näher beschrieben werden wird, verhindert, daß der Überzug von

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dem Ende 16 während des Einsetzens der inneren Röhre 12 in die äußere Röhre 11 weggewischt wird. Ein Dichtbereich 22 wird in der Verbindung durch einen Plansch 2k gebildet, der in dem Ende 13 ausgebildet ist und an einem komplementär geformten Plansch 26, der am Ende 16 vorgesehen ist, angreift, wenn die Röhren vollständig ineinander geschoben werden. Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Klebe- bzw. Haftmittel verwendet, das bei Umgebungstemperatur-im festen Zustand ist. Das verwendete Klebemittel 20 wird auf den Endabschnitt 14 in einer Streifen- oder Bandform 28 aufgebracht, wie es in Figur 2 gezeigt ist. Durch Verwendung eines Bandes oder Streifens 28 kann der auf den Endabschnitt 14 aufgebrachte Klebemittelfilm 20 eine präzise vorbestimmte Dicke relativ zum Durchmesser des Endabschnittes l6 und der Bohrung 15 haben. Weiterhin kann das Volumen des Klebemittels 20 relativ zum Volumen des Haltebereiches 16 präzise gesteuert werden. Das Aufbringen des Klebemittels 20 in Bandform 28 hat den weiteren Vorteil, daß es eine größere Beständigkeit gegenüber Scherkräften hat, als die üblichen Klebemittel, die üblicherweise verwendet werden und in einem flüssigen Zustand aufgebracht werden. Dies ist Insbesondere kritisch während des teleskopartigen Ineinanderschiebens, wenn die Röhren nicht axial fluchten und infolgedessen kann eine Berührung auftreten an einem Tangenten»4>unkt der falsch ausgerichteten Röhren. In einem derartigen Fall kann ein flüssiges Klebemittel, das nur wenig oder gar keinen Widerstand gegenüber den Scherkräften in dem Kontaktbereich bietet, weggewischt werden, wodurch Fehlerstellen und schließlich Leckstellen in den fertigen Verbindungen hervorgerufen werden.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Epoxid-Klebemittel verwendet, das bei Raumtemperaturen einen festen Zustand besitzt und ein Geflecht aus ungewebten Dacron-Fäden aufweist, die in Figur 2 bei 30 angedeutet sind. Diese sind longitudinal angeordnet, wenn ein Band oder ein Streifen verwendet wird. Es können zwar auch andere Klebemittel in Bandform bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ver-

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wendet werden, aber ein kommerziell zur Verfügung stehendes Epoxid von der 3M Company mit der Bezeichnung XC235 wurde mit Erfolg verwendet.

Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, wird eine vorbestimmte Länge eines Klebebandes 28 schraubenförmig auf den Endabschnitt 16 des Rohres 12 gewickelt. Das Volumen des verwendeten Bandes wird sorgfältig bemessen, um sicherzustellen, daß es ein größeres Volumen besitzt als der Haltebereich 18 .

Wie aus Figur 2 entnehmbar ist, ist das Band 28 derart gewickelt, daß ein Raum 32 zwischen den Windungen vorhanden ist und keine Überlappung des Bandes erfolgt. Wie im folgenden noch näher erläutert werden wird, hat der zwischen den Windungen gebildete Raum 32 eine bestimmte Punktion in dem erfindungsgemäßen Verfahren .

Im nächsten Verfahrensschritt wird das Rohr 11 auf eine ausreichende Temperatur erhitzt, um das Klebemittel zu plastizieren. Bei dem oben genannten Klebemittel wird das Rohr 11 und, genauer gesagt, die Bohrung 15 auf eine Temperatur zwischen etwa 93 und 107°C (200 und 225°P) erhitzt. Es wurde gefunden, daß diese Temperatur geeignet ist, um das Klebeband 28 auf dem Endabschnitt I^ weich zu machen, wenn das Rohr 12 in die Bohrung 15 des Rohres 11 eingesetzt ist. Während die Röhren teleskopartig ineinander geschoben werden, wird das Klebeband 28 weich und verteilt sich in die Räume 32 zwischen den schraubenförmigen Windungen, wenn es mit den erhitzten Oberflächen der Bohrung 15 in Berührung kommt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Verteilung des Klebemittels 20 mit dem Einsetzen der einen Röhre in die andere fortschreitet und infolgedessen wird Luft, die in dem Klebemittel eingeschlossen sein kann, entlang dem spiralförmigen Raum 32 zwischen den Windungen des Klebebandes 28 zum offenen Ende des Rohres 11 ausgetrieben.

Wenn die Teile vollständig ineinander geschoben sind, wie es in Figur 3 gezeigt ist, hat sich das Klebemittel 20, da es ein

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größeres Volumen besitzt als dasjenige des Haltbereiches, verteilt, um die Räume 32 zwischen den Klebespiralen im wesentlichen zu beseitigen und den Haltebereich 18 zwischen den Rohrteilen auszufüllen.

In dem letztenischritt des erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Verbindung wird das Klebemittel 20 bei einer Temperatur zwischen etwa I63 und l88°C (325 und 37O°P) für etwa eine Stunde ausgehärtet. Während des anfänglichen Aushärtungsverfahrens wird das Klebemittel 20 flüssig und die einzelnen Windungen des Klebebandes 28 fließen zusammen in den Aufnahmebereich 18 und den Dichtbereich 22, um einen fertigen fehlstellenfreien Klebemittelfilm zu bilden. Um das Schließen des Klebmittels in den Verbindungsbereich während des Aushärtungsschrittes zu erleichtern, kann es in Abhängigkeit von dem verwendeten Klebemittel notwendig sein, das offene Ende des Rohres 11 relativ zum Haltebereich l8 zu erhöhen. Um sicherzustellen, daß das gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Klebemittel in den Haltbereich l8 fließt, solange es in diesem ersten flüssigen Zustand ist, ist es wünschenswert, die teleskopartige Verbindung in einer im wesentlichen vertikalen Position anzuordnen, wobei das offene Ende des Rohres 11 nach oben gerichtet ist, wie es in Figur 3 dargestellt.1st. Da der Raum zwischen den Planschen 24 und 26 nahezu null ist, ist das Klebemittel 20, das über den Bereich 22 hinaus fließt, eine relativ kleine vorbestimmte Menge die ausreicht, um einen Wulst oder einen Saum 3^ zu bilden, der eine zusätzliche Abdichtung für diese Bindungsstelle ausbildet. Der Bereich 36, der durch einen am freien Ende des Rohres 11 gebildeten Plansch 38 entsteht, nimmt die vorbestimmte überschüssige Klebemittelmenge auf, wie es in Figur 1 gezeigt ist, die die erfindungsgemäß hergestellte Verbindungsstelle zeigt.

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Claims

Ansprüche

Verfahren zum Verbinden von Metallröhren, wobei ein erstes Rohr einen Endabschnitt aufweist, injdem ein Endabschnitt von einem zweiten Rohr aufnehmbar ist, und ein radialer Spielraum zwischen den Oberflächen der zwei Röhren gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Endabschnitt (16) des zweiten Rohres (12) schraubenförmig in einer Lage ein wärmeaushärtbarer Klebefilm (20) mit einem größeren Volumen als dem radialen Spielraum gewickelt wird, der Endabschnitt (13) des ersten Rohres (11) auf eine ausreichende Temperatur erhitzt wird, um den Klebemittelfilm (20) weich zu machen, der Endabschnitt (16) des zweiten Rohres (12) teleskopartig in die erhitzte Bohrung (16) des ersten Rohres (11) geschoben wird und das Klebemittel auf dem zweiten Rohr weich werden kann und sich in den radialen Spielraum zwischen den Oberflächen der Röhren (11, 12) verteilt, und die teleskopartige Verbindung auf eine Temperatur erhitzt wird, die zum Aushärten des Klebemittels ausreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die teleskopartige Verbindung derart angeordnet wird, daß das offene Ende des ersten Rohres (11) erhöht ist relativ zu den Endabschnitten und sich das Klebemittel in den radialen Spielraum hinein und in einer Richtung von dem offenen Ende weg verteilt, während die teleskopartige Verbindung auf eine zum Aushärten des Klebemittels ausreichende Temperatur erhitzt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die teleskopartige Verbindung im wesentlichen vertikal angeordnet wird, wobei das offene Ende des ersten Rohres nach oben gerichtet ist.

Ij. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Klebemittelfilm (20) schraubenförmig gewickelt und zwischen den Windungen ein Raum (32) gebildet

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ist, so daß während des Verteilens des Klebemittels eingeschlossene Luft zwischen den schraubenförmigen Windungen austreten kann.

5. Verfahren nach Anspruch ^₃ dadurch gekennzeichnet j daß die Dicke des Klebemittelfilms (20) größer ist als der radiale Spielraum zwischen den zwei Röhren (11, 12).

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