DE3411458C1

DE3411458C1 - Befestigen eines Rohres in einer Lochplatte mittels Explosionsdruck

Info

Publication number: DE3411458C1
Application number: DE19843411458
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr.-Ing. 4290 Bocholt Hampel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-01
Filing date: 1984-03-28
Publication date: 1985-10-10

Description

In der Rohrwandung des Rohres 2 sind Ausbuchtungen 3 und 4 durch Explosionsdruck erzeugt. Zu diesem Zweck werden in der zur Aufnahme des Rohres 2 bestimmten Bohrung der Lochplatte 1 entsprechende, konkav ausgerundete Ausnehmungen 9 vorher eingebracht, in die sich das Rohr 2 in Form von Ausbuchtungen 4, 5 und 6 unter der Wirkung des Explosionsdruckes einlegen kann.
Im Bereich der Mündung des Rohres sind Aushalsungen 7 in der Lochplatte vorgesehen, wobei sich das Rohr 2 zwischen dieser Aushalsung 7 mit der Ausbuchtung 3 elastisch einspannt.
Die Ausbuchtung 4 und die Ausbuchtung 3 bilden weiterhin zusammen ein Form- und Spannungsschloß und ebenso die Ausbuchtungen 6 und 8 des Rohres 2.
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Claims

Patentansprüche: 1. Befestigung eines Rohres in einer Lochplatte mittels Explosionsdruck mit einer der Befestigung des Rohres auf wenigstens einem Teil seiner Einstecklänge mit der Lochplatte dienenden Sprengladung und Zündeinrichtung, wobei die Sprengladung so bemessen ist, daß unmittelbar anschließend an die Bohrung der Lochplatte in dem Rohr mindestens eine Ausbuchtung erzeugt wird, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß der Rand der Bohrung der Lochplatte (1) an der Stelle der vorgesehenen Ausbuchtung (3) des Rohres (2) am Rand der Bohrung der Lochplatte (1) eine Aushalsung (7) aufweist, und in der Bohrung der Lochplatte (1) quer zur Längsachse der Bohrung konkav ausgerundete ringförmige Ausnehmungen (9) vorgesehen sind, in die sich das Rohr (2) in Form von Ausbuchtungen (4, 5 und 6) unter der Wirkung des Explosionsdrucks einlegen kann.
2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Durchmesser jeder Ausbuchtung (3) das 1,01- bis 1,05fache des Rohrdurchmessers beträgt.
3. Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Ausnehmungen (9) sich in Nähe der Mündung der Bohrung der Lochplatte (1) befindet.
4. Befestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils im Bereich der Mündungen der Bohrung in der Lochplatte eine Ausnehmung (9) und zusätzlich im mittleren Bereich zwischen diesen beiden Ausnehmungen (9) eine weitere Ausnehmung (9) vorgesehen ist.
5. Befestigung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite jeder Ausnehmung (9) dem Eins- bis Fünffachen der Rohrwandstärke entspricht.
6. Befestigung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe jeder Ausnehmung (9) das 0,1- bis O,6fache der Rohrwanddicke beträgt.
7. Befestigung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite jeder Ausnehmung (9) das 2,5fache der Rohrwanddicke beträgt.

Die Erfindung bezieht sich auf die Befestigung eines Rohres in einer Lochplatte gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Die Befestigung von Rohren in Lochplatten dient der Herstellung von Kollektoren bzw. Rohrböden, insbesondere für Wärmetauscher für Kraftwerke, Meerwasseranlagen und in der chemischen Industrie. Das in einer solchen Lochplatte befestigte Rohr muß eine Verbindung aufweisen, die einerseits Spaltkorrosion ausschließt und zum andern die Arbeitssicherheit gewährleistet, die auch die notwendige Lebensdauer garantiert.

Bei der bisherigen Arbeitsweise erfolgt das Befestigen der Rohre durch mechanisches Einwalzen, hydraulisches Aufweiten od. dgl.

Diese bekannten Arbeitsweisen haben den Nachteil, daß, um die Gefahr von Beschädigungen der Rohre am Lochplattenrand und um Kerbwirkungen zu vermeiden, die Rohre nicht bis zum Rand der Lochplatte aufgeweitet werden, sondern in diesem Bereich der Bohrung der Lochplatte höchstens angelegt werden. Durch Kumulation von Vibrationsenergie des Rohrbündels und unterschiedlichen Wärmeausdehnungen der Rohre und der Lochplatte bildet sich allmählich ein Spalt wachsender Breite zwischen den beiden Bauelementen, wobei zusätzlich ein korrosiver Verschleiß der Metalle eintritt.

Zwar ist ein spaltfreies Schweißen von Rohren an der Stirn der Lochplatte möglich und auch bekannt, jedoch ist dieses Verfahren nur für bestimmte Werkstoffkombinationen anzuwenden, darüber hinaus auch sehr arbeitsintensiv und dadurch sehr teuer.

Aus der DE-OS 16 02 436 ist ein Verfahren zum Befestigen von Rohren in Rohrwänden oder Lochplatten mittels Explosionsdruck bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung werden in der Bohrung der Lochplatte Ausnehmungen vorgesehen, in die sich das in die Bohrung eingesetzte Rohr aufgrund des Explosionsdruckes einlegt. Hierdurch erfolgt eine mechanische Festlegung des Rohres in der Bohrung.

Aus der gattungsbildenden US-PS 3131467 ist ein Befestigungsverfahren bekannt, bei welchem außerhalb der Lochplatte im unmittelbaren Oberflächenbereich der Lochplatte, d. h. also unmittelbar anschließend an die Bohrung der Lochplatte, in dem Rohr Ausbuchtungen durch Explosionsdruck erzielt werden. Auch hierdurch wird eine mechanische Festlegung angestrebt, wobei bei der Erzeugung dieser Ausbuchtungen im Rohr Kerbspannungen in der Rohrwandung auftreten können, die bei einer Vibration des Rohres zu Brüchen in der Rohrwandung führen können. Durch die beiden bekannten Verfahren wird die Spaltkorrosion im Bereich der Mündung der Bohrung in der Lochplatte zwischen dieser Mündung und dem Rohr nicht ausgeschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsbildende Befestigungsweise eines Rohres in einer Lochplatte so zu verbessern, daß eine spaltfreie Verbindung zwischen den beiden Bauelementen für möglichst alle Werkstoffkombinationen ermöglicht wird, die nicht arbeitsaufwendig ist und somit kostensparend ist und bei der Spaltkorrosionen vermieden werden.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise wird eine auf der Rohrbündelseite spaltfreie Verbindung zwischen Rohr und Lochplatte geschaffen, wobei die Vibrationsenergie praktisch durch andere akustische Eigenschaften der Ausbuchtungen-vor sich einen Schwingungsknoten hat und sich dadurch zum größten Teil auslöscht. Dadurch wird die Randverbindungszone durch die Einwirkung der Vibrationsenergie nicht belastet und die Dichtigkeit der Verbindung somit gewährleistet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung ist mit 1 eine Lochplatte bezeichnet, in der ein Rohr 2 festgelegt werden soll.