DE3325757A1

DE3325757A1 - Verfahren zur herstellung einer kraftschluessigen und elektrisch leitenden verbindung zwischen konzentrischen metallrohren

Info

Publication number: DE3325757A1
Application number: DE3325757A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. 4500 Osnabrück Schmidtchen
Original assignee: Kabel und Metallwerke Gutehoffnungshuette Ag 3000 Hannover; KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Europa Metal AG
Priority date: 1983-07-16
Filing date: 1983-07-16
Publication date: 1985-01-24
Also published as: FI80338B; FR2549301B1; SE459056B; NL192311B; SE8403699D0; NO163389B; CA1239954A; US4613166A; NO842884L; FI841993A; IT8448320A0; BE900144A; IT1178392B; DE3325757C2; SE8403699L; NL8402161A; NL192311C; FI80338C; GB8417866D0; JPS6028177A

Description

K a -b e 1 - und Metall werke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

M 2-282 -.. · ' ■ 15. Juli 1983

Verfahren zur Herstellung einer kraftschlüssigen und elektrisch . leitenden Verbindung zwischen konzentrischen Metallrohren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kraftschlüssicjon und elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei aus mindestens zwei.konzentrischen. Metall rohren und einer zwischen den Metallrohren befindlichen Kunststoffschicht bestehenden starren Rohrsystemen, insbesondere einer Versorgungsleitung für elektrisch angetriebene Unterwasserpumpen.

Für die Versorgung von Unterwasserpumpen mit elektrischer Energie und Kühl- bzw. Schmiermitteln ist eine Versorgungsleitung vorgeschlagen worden, die aus drei konzentrischen Metallrohren besteht, die durch Kunststoffschichten elektrisch gegeneinander isoliert sind. Die drei konzentrischen Rohre bilden die drei Phasenleiter für die Versorgung der Unterwasserpumpe mit elektrischer Energie, während der Innenraum des inneren Rohres als Transportkanal für das Kühl- bzw. Schmiermittel-. dient. Diese Versorgungsleitung wird innerhalb eines etwas größeren Rohres verlegt, wobei der Ringraum zwischen der Versorgungsleitung und dem größeren Rohr als Rücktransportkanal für das Kühl- bzw. Schrniormittel diont. Bei diesen Versorgungsleitungen handelt es sich um starre Systeme, die zur Erreichung einer großen Länge am Verwendungsort aneinandergefügt werden müssen.

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Die Anforderungen, die an eine solche Verbindung gestellt werden müssen, sind sehr hoch. Zum einen muß eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Metallrohren gewährleistet sein. Andererseits muß aber auch sichergestellt werden, daß eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Metallrohren der gleichen Lage oder gleichen Durchmessers hergestellt wird. Dabei muß vermieden werden, daß es im Bereich der Verbindungsstelle zu Kurzschlüssen zwischen den einzelnen konzentrischen Rohren kommt. Weiterhin soll die Verbindung leicht lösbar sein, da bei einem Defekt der Unterwasserpumpe diese heraufgeholt werden muß, wobei selbstredend die Versorgungsleitung eingeholt werden muß. Andererseits muß das Zusammenfügen der einzelnen Versorgungsabschnitte relativ schnell gehen.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die obengenannten Anforderungen erfüllt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß man auf die zumindest endseitig mit einem Außengewinde versehenen Metall rohre, von denen das jeweils äußere gegenüber dnn jeweils inneren abgesetzt ist, eine gleichartig aufgebaute Kupplunyshülsü, deren Schichten einen jeweils größeren Durchmesser aufweisen und deren Metal 1-rohre zumindest endseitig ein Innengewinde aufweisen und bei der das jeweils innere Metallrohr gegenüber dem jeweils äußeren Metallrohr abgesetzt ist, aufschraubt, wobei die Gewinde hinsichtlich Gewindesteigung und Gewindeanfang gleich sind und daß man in das andere Ende der Kupplungshülse ein v/eiteres endseitig gleichartig vorbereitetes starres Rohrsystem einschraubt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einfacher, schneller Weise eine kraftschlüssige elektrisch leitende Verbindung zwischen starren Rohrsystemen erzielen. Wesentlich ist. dabei, daß sowohl beim starren Rohrsystem als auch bei dem Kupplungs- tuck bzw. der Kupplungshiilse die einzelnen Metal 1 rohre über die Kunststoffschicht kraftschliissicj miteinander verbunden sind, no daß beim Aufbringen einer Drehbewegung auf das äußere der Metallrohre auch das innere bzw. innerste Metallrohr mit gedreht werden kann. Da die Vcrsonjnriqsleitunrj üblicherweise frei hängend verlegt wird, ist sichergestellt, daß sich durch die Gewinde'jäncje eine 'genügend große Anlagefläche im Bereich des Gewindes ergibt, so daß der elektrische Kontakt sichergestellt ist.

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Mit besonderem Vorteil werden die Gewinde auf bzw. in die von Kunststoff freien Enden der Metallrohre eingerollt. Gerollte Gewinde haben den Vorteil, daß sie gegenüber mechanischer Beanspruchung wesentlich widerstandsfähiger sind als geschnittene Gewinde. Darüber hinaus lassen sie sich in die bevorzugt zur Verwendung gelangenden Kupferrohre sehr gut einbringen.

' Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kupplungsstück bzw. eine Kupplungshülse zur Durchführung des Vorfahrons. Die Länge eines solchen Kupplungsstückos beträgt bei drei konzentrischen Metallrohron mindestens sechs mal der Länge des Gewindes in längsaxialer Richtung gemessen. Mit besonderem Vorteil hat die Kupplungshülse jedoch die gleiche Länge wie die zu verbindenden Einzellängen der Rohrsysteme. Da die Zeit für das Aufschrauben der ' • Kupplungshülse auf das Ende einer Einzellänge,unabhängig von der Länge der Kupplungshülse, gleich ist, bzw. nahezu gleich ist, erhält man pro Zeiteinheit bei Verwendung langer Kupplungshülsen eine wesentlich höhere Verlegeleistung. Eine andere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß man eine relativ kurze Kupplungshülse bereits werksseitig auf die Rohrenden aufschraubt und dort, z. B. durch Schrumpfen, Löten oder dergleichen, fixiert. Auch dadurch kann man die Verlegeleistung erhöhen und hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß .man auf der Montagestellc lediglich eine Rohrsorto hat. Darüber hinaus ist in dem genannten Endbereich das Gewinde vor Beschädigung geschützt.

Zweckmäßigerweise ist die Wanddicke der Metallrohre der Kupplungshülse geringer als die der Metallrohre des starren Rohrsystems, dergestalt, daß deren Wandungsquerschnitte den entsprechenden Wandungsquerschnitten der mit ihnen zu verbindenden Metallrohre des Rohrsystems gleich sind und daß die Wanddicke der Isolierschicht entsprechend größer ist. Da die Durchmesser der einzelnen Schichten-in der Kupplungshülse größer sind als die entsprechenden Schichten der zu verbindenden starren Rohrsysteme, ergibt s'ich ein größerer Leitungsquerschnitt, den man durch Reduzierung der Wanddicke dem Leituncjsquorschnitt bzw. Wandungsquerschnitt der Metallrohre des Rohrsystems anpassen kann. Durch diese Maßnahme wird relativ teures Kupfer eingespart und das Gewicht der Kupplungshülse nicht unnötig vergrößert. Zur Übertragung der Kräfte und üer elektrischen Ströme hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Länge des Gewindes,in längsaxialer Richtung gesehen, zumindest dem halben Durchmesser des kleinsten Metallrohres entspricht.

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Die Erfindung ist anhand des in der Fig. schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Die Versorgungsleitung 1 besitzt einen Kanal 2, der zur Versorgung einer nicht dargestellten Unterwasserpumpe mit Schmier- bzw. Kühlmittel sorgt.

Weiterhin sind drei konzentrische Kupferrohre 3, 4 und 5 vorgesehen, die durch Kunststoffschichten 8 und 9 vorzugsweise aus Polyethylen elektrisch gegeneinander isoliert sind. Die Kupferrohre 3, 4 und 5 dienen dazu, die drei Phasen von Drehstrom zu übertragen und somit die Unterwasserpumpe mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Kupferrohre 3, 4 und 5 sowie die Polyethylenschichten 8 und 9 sind kraftschlüssig miteinander verbunden, so daßbei einer vertikalen Anordnung der Versorgungsleitung ein längsaxiales Verschieben der Rohre 3, 4 und 5 gegeneinander vermieden ist. Die Kupferrohre 3, 4 und 5 sind vorzugsweise als nahtlos gezogene Rohre vorgesehen.

Zur Herstellung einer kraftschlüssigen und elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Versorgungsleitungen ist das Kupferrohr 4 gegenüber dem Kupferrohr 3 und das Kupferrohr 5 gegenüber dem Kupferrohr 4 abgesetzt und alle drei Rohre 3, 4 und 5 weisen an ihrem Ende je ein Gewinde 10, 11 und 12 auf, deren Steigung gleich ist. Desgleichen bedindet sich der Gswindeanfang in Umfangsrichtung der Rohre 3, 4 und 5 an gleicher Stelle bzw. in gleicher Winkellage. Zur Verbindung dient eine Kupplungshülse bzw. ein Kupplungsstück 13, welches in gleicher Weise wie die Versorgungsleitung 1 aufgebaut ist und aus drei konzentrischen Kupferrohren 3a, 4a und 5a besteht, die gegeneinander' durch die Polyethylenschichten Oa und 9a elektrisch isoliert sind.

Die Kupferrohre 3a, 4a und 5a haben einen größeren Durchmesser als die Rohre 3, 4 und 5, und zwar entsprechen die Innendurchmesser der Rohre 3a, 4a und 5a den Außendurchmessern der Rohre 3, 4 und 5. Auch die Rohre 3a, 4a und 5a sind gegeneinander abgesetzt und weisen an ihrer inneren Oberfläche endseitig den Gewinden 10, 11 und 12 entsprechende Gewinde 10a, 11a und 12a auf, d. h. auch diese Gewinde haben die gleiche Gewindesteigung wie die Gewinde 10, 11 und 12,und der Gewindeanfang liegt bei ihnon ebenfalls an der selben Stella in UmfaiKjsrichtung gesehen.

Zur Verbiniiuruj dor Kupplutujshiilsü 13 mit dem Abschnitt 1 dur Vorsorgur/.-sloituncj wird clio Kiipplun(js!iiJl',c: 13 durch Drolion in UminiKjsrichtunq mit

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ihren Kupferrohren 3a, 4a und 5a auf die entsprechenden Kupferrohre 3, 4 und 5 dor Versorgungsleitung 1 aufgeschraubt. Zum Anschluß eines weiteren Abschnitts der Versorgungsleitung 1 an die Kupplungshülse 13 v/erden üo.r Abschnitt dnr Versorgungsleitung 1, wie dargestellt, b und d,i:; andere I-Inclr? df>r Kupplungshülso 12 in gleicher Weise vorbereitet. Durch Drehung des Abschnitts der Versorgungsleitung 1 in die Kupplurigshülse 13 gelangen die entsprechenden Gewinde in Eingriff,und es kann die gewünschte Verbindung hergestellt v/erden.

Zum Zwecke einer möglichst rationellen Verlegung einer solchen Versorgungsleitung 1 ist die Länge der Kupplungshülse 13 zweckmäßigerweise genauso groß wie die einzelnen Abschnitte der Versorgungsleitung. Diese sind infolge ihrer Starrheit und aus Transportgünden in ihrer Länge begrenzt und weisen in etwa eine Länge von 6 m auf. In diesem Fall ist es zv/eckmäßig, die Wanddicke der Kupferrohre 3a, 4a'und 5a zu verringern, so daß der Wandungsquerschnitt der Rohre 3a, 4a und 5a dem Wandungsquerschnitt der Rohre 3, 4 und 5 entspricht. Hierdurch ist vermieden, daß das Gewicht einer langen Kupplungshülse 13 höher ist als das Gewicht eines Rohrleitungsabschnitts. Außerdem kann dadurch teures Kupfer eingespart werden. Die Gewinde 10, 1.1 und 12 bzw. 10a, 11a und 12a sind in die Wandung der Rohre eingerollt. Dabei kann es zweckmäßig sein, die oder zumindest einige Rohre über ihre gesamte Länge mit dem entsprechenden Gewinde zu versehen. Hierdurch wird der kraftschlüssige Verbund zwischen den Kunststoffschichten 8, 9 bzw. 8a und 9a gegenüber den angrenzenden Rohren noch erhöht.

Für den Fall, daß die Kupplungshülse 13 eine annähernd gleiche Länge wie ein Abschnitt einer Versorgungsleitung 1 nämlich ca. 6 m aufweist, bietet sich ein Herstellungsverfahren an, wie es für die Versorgungsleitung 1 in der älteren Anmeldung P 33 24 048.6 der Anmelderin beschrieben ist. Bei der Herstellung kürzerer Kupplungshülsen 13 kann man von einer Rohrlänge, die nach dom Vorfahren der Anmelden η hergestellt ist, entsprechende Teillängen abtrennen, die Rohre gegeneinander absetzen und die Gewinde einrollen. Es bestellt jedoch auch die Möglichkeit, die drei Rohre 3a, 4a und 5a unter Zuhilfenahme von Abstandshaltern ineinander zu schieben und den Ringraum zwischen ihnen mit einem geeigneten Kunststoff,beispielsweise Gießharz, auszugießen. Die Gewinde 10a, 11a und 12a sind dann zweckmäßigerweise vorher in die Rohre eingerollt. Die kürzeren Kupplungshülsen 13 werden dann bereits werksseitig auf eines üer Enden des Rohrsystemstücks aufgeschraubt und dort fixiert, z. B. durch Schrumpfen, Löten oder dergleichen ^

BAD Ö&SGSNAL

Leersei te -

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Claims

Kabel- u-nd Metallwerke
^ Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

M 2-282

15. Juii 1983

Patentansprüche .

MTTjVerfahren zur Herstellung einer kraftschlüssigen und elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei aus mindestens zwei konzentrischen
Metallrohren und einer zwischen den Metallrohren befindlichen Kunststoi schicht bestehenden starren Rohrsystemen, insbesondere einer Versorgung leitung für elektrisch angetriebene Unterwasserpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zumindest endseitig mit einem Außengewinde versehenen Metallrohre, von denen das jeweils äußere.gegenüber dem jeweil^ inneren abgesetzt ist, eine gleichartig aufgebaute Kupplungshülse,

deren Schichten einen jeweils größeren Durchmesser aufweisen und deren Metallrohre zumindest endseitig ein Innengewinde aufweisen und bei der das jeweils innere Metallrohr gegenüber dem jeweils äußeren Metallrohr] abgesetzt ist, aufgeschraubt wird, wobei die Gewinde hinsichtlich ■ Gewindesteigung und Gewindeanfang gleich sind, und daß man in das

andere Ende der Kupplungshülse ein weiteres endseitig gleichartig j vorbereitetes starres Rohrsystem einschraubt. :
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf bzw. ^: in die von Kunststoff freien Enden der Metallrohre die Gewinde einrollt.

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3. Kupplungsstück zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie die gleiche Länge wie die zu verbindenden Einzellängen des Rohrsystems hat.
4. Kupplungsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Metallrohre des Kupplungsstücks geringer ist als die der Metallrohre des starren Rohrsystems,dergestalt, daß deren Wandungsquerschnitte den entsprechenden Wandungsquerschnitten der mit ihnen zu verbindenden Metallrohre des Rohrsystems gleich sind und daß die Wanddicke der Isolierschichten entsprechend größer ist.
5. Kupplungsstück nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Gewindes in längsaxialer Richtung gesehen, zumindest dem halben Durchmesser des kleinsten Metallrohres entspricht.

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