DE3325757C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kraft­ schlüssigen und elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei aus mindestens zwei konzentrischen Metallrohren 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. Schmiermittel dient. Bei diesen Versorgungsleitungen handelt es sich um starre Systeme, die zur Erreichung einer großen Länge am Verwendungsort aneinandergefügt werden müssen.

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 Ver­ bindungsstelle 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 anzu­ geben, 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 ver­ sehenen Metallrohre, von denen das jeweils äußere gegenüber dem jeweils inneren abgesetzt ist, eine gleichartig aufgebaute Kupplungshülse, deren Schichten einen jeweils größeren Durchmesser aufweisen und deren Metall­ rohre zumindest endseitig ein Innengewinde aufweisen und bei der das je­ weils innere Metallrohr gegenüber dem jeweils äußeren Metallrohr abgesetzt ist, aufschraubt, wobei die Gewinde hinsichtlich Gewindesteigung und Ge­ windeanfang gleich sind und daß man in das andere Ende der Kupplungshülse ein weiteres endseitig gleichartig vorbereitetes starres Rohrsystem ein­ schraubt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einfacher, schneller Weise eine kraftschlüssige elektrisch leitende Verbindung zwi­ schen starren Rohrsystemen erzielen. Wesentlich ist dabei, daß sowohl beim starren Rohrsystem als auch bei dem Kupplungsstück bzw. der Kupplungshülse die einzelnen Metallrohre über die Kunststoffschicht kraftschlüssig mit­ einander verbunden sind, so daß beim Aufbringen einer Drehbewegung auf das äußere der Metallrohre auch das innere bzw. innerste Metallrohr mit gedreht werden kann. Da die Versorgungsleitung üblicherweise frei hängend verlegt wird, ist sichergestellt, daß sich durch die Gewindegänge eine genügend große Anlagefläche im Bereich des Gewindes ergibt, so daß der elektrische Kontakt sichergestellt ist.

Mit besonderen Vorteil werden die Gewinde auf bzw. in die von Kunststoff freien Enden der Metallrohre eingerollt. Gerollte Gewinde haben den Vor­ teil, daß sie gegenüber mechanischer Beanspruchung wesentlich widerstands­ fähiger 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 Kupplungs­ hülse zur Durchführung des Verfahrens. Die Länge eines solchen Kupplungs­ stückes beträgt bei drei konzentrischen Metallrohren mindestens sechs mal der Länge des Gewindes in längsaxialer Richtung gemessen. Mit besonderen Vorteil hat die Kupplungshülse jedoch die gleiche Länge wie die zu verbin­ denden 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 Zeitein­ heit bei Verwendung langer Kupplungshülsen eine wesentlich höhere Verlege­ leistung. 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 Montagestelle lediglich eine Rohr­ sorte 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 Durch­ messer der einzelnen Schichten in der Kupplungshülse größer sind als die entsprechenden Schichten der zu verbindenden starren Rohrsysteme, ergibt sich ein größerer Leitungsquerschnitt, den man durch Reduzierung der Wand­ dicke dem Leitungsquerschnitt 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 der elektrischen Ströme hat es sich als vorteil­ haft erwiesen, daß die Länge des Gewindes, in längsaxialer Richtung gesehen, zumindest dem halben Durchmesser des kleinsten Metallrohres entspricht.

Die Erfindung ist anhand des in der Fig. schematisch dargestellten Aus­ führungsbeispiels 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 daß bei einer vertikalen Anordnung der Versorgungsleitung ein längs­ axiales Verschieben der Rohre 3, 4 und 5 gegeneinander vermieden ist. Die Kupferrohre 3, 4 und 5 sind vorzugsweise als nahtlos gezogene Rohre vor­ gesehen.

Zur Herstellung einer kraftschlüssigen und elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Versorgungsleitungen ist das Kupferrohr 4 gegenüber dem Kupfer­ rohr 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 befindet sich der Gewindeanfang 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 gegen­ einander durch die Polyethylenschichten 8a 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 Gewin­ desteigung wie die Gewinde 10, 11 und 12, und der Gewindeanfang liegt bei ihnen ebenfalls an der selben Stelle in Umfangsrichtung gesehen.

Zur Verbindung der Kupplungshülse 13 mit dem Abschnitt 1 der Versorgungs­ leitung wird die Kupplungshülse 13 durch Drehen in Umfangsrichtung mit ihren Kupferrohren 3a, 4a und 5a auf die entsprechenden Kupferrohre 3, 4 und 5 der Versorgungsleitung 1 aufgeschraubt. Zum Anschluß eines wei­ teren Abschnitts der Versorgungsleitung 1 an die Kupplungshülse 13 werden der Abschnitt der Versorgungsleitung 1, wie dargestellt, und das andere Ende der Kupplungshülse 12 in gleicher Weise vorberei­ tet. Durch Drehung des Abschnitts der Versorgungsleitung 1 in die Kupplungshülse 13 gelangen die entsprechenden Gewinde in Eingriff, und es kann die gewünschte Verbindung hergestellt werden.

Zum Zwecke einer möglichst rationellen Verlegung einer solchen Versor­ gungsleitung 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 be­ grenzt und weisen in etwa eine Länge von 6 m auf. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Wanddicke der Kupferrohre 3a, 4a und 5a zu verringern, so daß der Wandungsquerschnitt der Rohre 3a, 4a und 5a den Wandungsquer­ schnitt 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, 11 und 12 bzw. 10a, 11a und 12a sind in die Wan­ dung der Rohre eingerollt. Dabei kann es zweckmäßig sein, die oder zumin­ dest 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 24 848.6 der Anmelderin beschrieben ist. Bei der Herstellung kürzerer Kupplungshülsen 13 kann man von einer Rohrlänge, die nach dem Verfahren der Anmelderin hergestellt ist, entsprechende Teillän­ gen abtrennen, die Rohre gegeneinander absetzen und die Gewinde einrollen. Es besteht 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 der Enden des Rohrsystemstücks aufgeschraubt und dort fixiert, z. B. durch Schrumpfen, Löten oder dergleichen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer kraftschlüssigen und elektrisch lei­ tenden Verbindung zwischen zwei aus mindestens zwei konzentrischen Metallrohren und einer zwischen den Metallrohren befindlichen Kunststoff­ schicht bestehenden starren Rohrsystemen, insbesondere einer Versorgungs­ leitung für elektrisch angetriebene Unterwasserpumpen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf die zumindest endseitig mit einem Außengewinde ver­ sehenen Metallrohre, von denen das jeweils äußere gegenüber den jeweils 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 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 ein­ rollt.

3. Kupplungsstück zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie die gleiche Länge wie die zu ver­ bindenden Einzellängen des Rohrsystems hat.

4. Kupplungsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand­ dicke der Metallrohre des Kupplungsstücks geringer ist als die der Metallrohre des starren Rohrsystems, dergestalt, daß deren Wandungs­ querschnitte 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 den halben Durchmesser des kleinsten Metallrohres entspricht.