DE3226868C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gewindelose Rohrverbindung für Metall- bzw. Stahlrohre, insbesondere zum Verbinden der Rohrenden von Sauerstofflanzen, mit einer die Rohrenden umschließenden Hülse, die in Hülsenmitte mindestens einen die Rohrenden im Abstand voneinander haltenden Innenvor­ sprung aufweist und die auf die Rohrenden aufgepreßt ist und die in ihrem Endbereich zusammen mit den eingeführten Rohrenden radial verformt ist.

Insbesondere ist die Erfindung auf eine luftdichte sowie elastische und plastisch-verformbare Verbindung der bei der Stahlerzeugung für die Sauerstofflanzen verwendeten Rohre gerichtet, die im Einsatz hohen Temperaturen von etwa 1800°C unterworfen sind und einem raschen Verbrauch unterliegen, wobei jedoch die luftdichte Verbindung gewahrt bleiben muß, um eine Leckage des Sauerstoffgases durch die Verbindung hindurch zu vermeiden.

Aus der DE-OS 24 52 823 ist ein Verfahren zum Verbinden der Enden wenigstens zweier rohrförmiger Bauelemente be­ kannt, bei dem die zu verbindenden Rohrenden mit einem hülsenförmigen Verbindungskörper verbunden werden, der in seiner Mitte eine umlaufende Sicke aufweist und der zu­ sammen mit den zu verbindenden Enden der rohrförmigen Bauelemente selbst wenigstens im Verpressungsbereich bleibend verformt wird, so daß eine formschlüssige Ver­ bindung zwischen den rohrförmigen Bauelementen erzielt wird. Von den einander zugekehrten und aneinanderliegenden Flächen der rohrförmigen Bauelemente und des hülsenförmigen Verbindungskörpers ist wenigstens eine mit einem thermo­ plastischen Kunststoff beschichtet.

Bei dieser Verbindungsart wird die Dichtheit dadurch er­ reicht, daß die zu verbindenden und ineinandergeschobenen Enden im Bereich der Kunststoffbeschichtung auf ihrem Um­ fang derart miteinander verpreßt werden, daß die thermo­ plastische Kunststoffschicht oder thermoplastischen Kunst­ stoffschichten durch die Druckeinwirkung zu einer den Ringspalt zwischen den zu verbindenden Rohrflächen wenigstens im Bereich der Druckausübung dicht ausfüllenden Masse verformt wird bzw. werden. Ein wesentlicher Nachteil dieser Verbindungsart ist, daß zwei auf diese Art verbundene rohr­ förmige Körper nicht für den Einsatz in Bereichen hoher Temperaturen geeignet sind. Auch kann es bei ungleichmäßiger Flächenanlage der Teile an der Verbindungsstelle zu Luft­ leckagen kommen. Außerdem ergab sich hier nicht selten eine ungenügende Festigkeit der Verbindung, wenn diese auf Zug beansprucht wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte gewindelose Verbindung zu schaffen, die auch im Bereich hoher Temperatur eingesetzt werden kann, wie beispielsweise bei der Stahlerzeugung für die als Sauerstofflanzen ver­ wendeten Rohre, und die insbesondere auch Zugkräfte auf­ nehmen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülse an ihrer Außenseite in Nähe ihrer Enden umlaufende Einkerbungen aufweist und daß die Hülse in ihrem mittleren Bereich zusammen mit den im Abstand voneinander gehaltenen Rohrenden unter Bildung von Mehrfachdichtstellen durch Preß­ werkzeuge radial nach innen verformt ist.

Bei dieser Ausgestaltung der Rohrverbindung wird die Muffe oder Hülse nach dem Einführen der zu verbindenden Rohrenden in ihrem mittleren Bereich und in ihren End­ bereichen mit Hilfe von Preß- von Stauchwerkzeugen u. dgl. radial eingedrückt und unter plastischer Verformung ein­ geschnürt. Durch die radiale Einschnürung der in der Hülse gehaltenen Rohrenden werden Mehrfachdichtstellen geschaffen, durch die auf einfache Weise eine luft- bzw. gasdichte Rohrverbindung von gleichmäßiger Festig­ keit erzielt wird.

Durch die an den Außenseiten der Hülse in Nähe ihrer Enden umlaufenden Einkerbungen wird die Preß- bzw. Stauchkraft, die notwendig ist, um die Festigkeit und die Dichtigkeit der Rohrverbindung zu erzielen, verringert. Weiterhin wird hierdurch erreicht, daß die Hülse an einer bestimmten Stelle gegen den Außenumfang der Rohre gedrückt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die beiden Enden der Hülse mit ihren Innenkanten gegen die Rohre geneigt an den Außenumfang der Rohre angedrückt. Dadurch, daß die Hülsen einerseits an der Stelle ihres Innenvorsprungs bzw. ihrer Innenvorsprünge und andererseits in ihren beiden Endbereichen radial nach innen eingedrückt bzw. eingeschnürt wird, wird ein doppelter luftdichter Ab­ schluß erreicht. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist, daß die Rohrverbindung eine hohe Biegefestigkeit auf­ weist, da jedes der beiden Metallrohre an zwei Stellen der Hülse, d. h. an zwei ringförmig um die Hülsen umlaufenden Hülseneinschnürungen abgestützt wird und daß aus dem gleichen Grund eine hohe Zugfestigkeit der Rohrverbindung erzielt wird. Da die beiden Enden der Hülse an der Umschließungs­ stelle unter einem Winkel an dem jeweiligen Rohr angreifen, ist nur eine kleinere Druck- bzw. Stauchkraft notwendig, um die gewünschte Festigkeit und Dichtigkeit der Rohrver­ bindung zu erzielen.

Durch die an den Enden der Hülse angeordneten umlaufenden Einkerbungen wird ferner die Stelle genau definiert, an der die Hülse mit ihren Innenkanten gegen die Rohre ge­ neigt an den Außenumfang der Rohre angedrückt wird.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 im Axialschnitt zwei zu verbindende Metallrohre, die mit ihren Enden in eine der Rohrverbindung dienende Muffe oder Hülse eingeführt sind;

Fig. 2 ebenfalls im Axialschnitt eine geänderte Aus­ führungsform der Hülse, wobei das zur Herstel­ lung der Preßverbindung verwendete Preßwerkzeug strichpunktiert angedeutet ist;

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 nach dem Preßvorgang, d. h. bei fertiggestellter Rohrverbindung.

Gemäß Fig. 1 wird zur Verbindung der Rohre eine gewinde­ lose Muffe oder Hülse 1 verwendet. Die zu verbindenden Metallrohre 5 und 7 weisen jeweils einen Außendurchmesser auf, der angenähert gleich dem Innendurchmesser der Hül­ se 1 ist, so daß sich die Rohre mit ihren Enden aufgrund des vorhandenen kleinen Spiels von beiden Seiten her in die Hülse 1 einführen lassen. Die Hülse 1 weist in ihrer Mitte innenseitig einen radial nach innen gerichteten wulstartigen Innenvorsprung 3 oder mehrere solcher Innen­ vorsprünge auf. Der bzw. die Innenvorsprünge 3 dienen zur Positionierung der Metallrohre 5 und 7 in einer vorbe­ stimmten Tiefe im Inneren der Hülse, so daß sich die Me­ tallrohre 5 und 7 mit ihren Enden um die gleiche Länge in die Hülse 1 ohne weiteres einführen lassen. Wenn die Metallrohre 5 und 7 gegen den oder die Innenvorsprünge 3 stoßen, befinden sich die verschiedenen Teile in der vor­ schriftsmäßigen Position, in der nachfolgend der Preßvor­ gang durchgeführt wird. Die Rohre 5 und 7 werden mit ih­ ren innenliegenden Enden in einem bestimmten Abstand zu­ einander gehalten, der der Breite des bzw. der Vorsprünge 3 entspricht.

Die in Fig. 2 gezeigte Hülse 1 weist zusätzlich zu dem oder den etwa in der Hülsenmitte angeordneten Innenvor­ sprüngen 3 in Nähe ihrer beiden Enden jeweils eine Kerbe 9 auf, die sich an der Außenseite der Hülse um deren Um­ fang herum erstrecken. Durch die umlaufenden Kerben 9 wird die Hülse an diesen Stellen in ihrer Wandstärke ge­ schwächt. Die Metallrohre 5 und 7 sind, wie in Fig. 1, von beiden Seiten bis zum Anschlag an dem oder den Innen­ vorsprüngen 3 in die Hülse 1 eingeführt.

Zur Herstellung der Rohrverbindung wird ein Preßwerkzeug verwendet, welches aus einem Paar halbrunder Preßbacken 11 od. dgl. besteht, die jeweils drei radiale Vorsprünge 13 mit dazwischenliegenden Einziehungen aufweisen. Mit Hilfe der Preßbacken 11 wird die Hülse 1 zumindest in ihrem mittleren Bereich, wo sich der oder die Innenvor­ sprünge 3 befinden, und im Bereich ihrer beiden Enden radial von außen nach innen über den Hülsenumfang ge­ staucht, wobei an der Hülse ringförmige Einschnürungen angeformt werden. Der Preßvorgang kann auf hydraulischem Wege bewerkstelligt werden. Zusammen mit der Hülse 1 wer­ den auch die Rohre 5 und 7 in radialer Richtung elastisch und plastisch verformt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Fig. 3 läßt erkennen, daß bei dem Preßvorgang in der Hül­ senmitte unter Ausformung des oder der Innenvorsprünge 3 eine umlaufende Sicke angeformt ist, wobei die unter die­ ser Sicke liegenden Enden der Rohre 5 und 7 ringförmige Einschnürungen erhalten. Die beiden Enden der Hülse 1 wer­ den gleichzeitig gemäß Fig. 3 radial nach innen gegen die Außenflächen der Rohre 5 und 7 gedrückt, wobei sie sich etwas schräg stellen und mit ihren Innenkanten in die Rohre 5 und 7 eindrücken, die an diesen Stellen ebenfalls kleine Einschnürungen erhalten. Es ist erkennbar, daß bei dieser Rohrverbindung eine Mehrfachdichtung zwischen den Rohren 5 und 7 und der Hülse 1 erreicht wird, und zwar an jedem Rohr einerseits an dem betreffenden Ende der Hülse und andererseits an der Einschnürung in der Hülsenmitte.

Claims (5)

1. Dauerhaft dichte, gewindelose Rohrverbindung für Metallrohre, insbesondere zum Verbinden der Rohrenden von Sauerstofflanzen, mit einer die Rohrenden umschließenden Hülse, die

• - in Hülsenmitte mindestens einen die Rohrenden im Ab­ stand voneinander haltenden Innenvorsprung aufweist,
• - auf die Rohrenden aufgepreßt ist und
• - in ihrem Endbereich zusammen mit den eingeführten Rohrenden radial verformt ist,

dadurch gekennzeich­ net, daß die Hülse (1)

• - auf ihrer Außenseite in Nähe ihrer Enden umlaufende Einkerbungen (9) aufweist und
• - in ihrem mittleren Bereich zusammen mit den im Abstand voneinander gehaltenen Rohrenden unter Bildung von Mehrfachdichtstellen durch Preßwerkzeuge (11, 13) radial nach innen verformt ist.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Enden der Hülse (1) mit ihren Innenkanten gegen die Rohre (5, 7) ge­ neigt an den Außenumfang der Rohre angedrückt sind.

3. Verfahren zum Herstellen einer Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die zu ver­ bindenden Rohre (5, 7) in eine diese umgebende Hülse (1) bis zu einem in dieser angeordneten Anschlag (3) eingeführt wer­ den und die Hülse dann unter Verformung auf die Rohrenden aufgepreßt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hülse (1) an der Stelle des Innenvor­ sprungs (3) von außen unter Einschnüren der durch den Innenvorsprung (3) im Abstand voneinander gehaltenen Rohrenden radial nach innen gedrückt wird, wobei gleich­ zeitig die Enden der Hülse (1) in die Umfangsflächen der Rohre (5, 7) eingedrückt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Enden der Hülse (1) mit ihren Innenkanten auf dem gesamten Hülsenumfang so weit in die Rohre (5, 7) eingedrückt werden, daß sie in den Rohren (5, 7) umlaufende Wandeinschnürungen erzeugen.