DE3920013A1 - Einrichtung zum verbinden von metallischen teilen untereinander - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verbinden von metallischen Teilen untereinander unter Einwirkung von Druck auf wenigsten einen der Teile.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-AS 25 16 685 bekannt. Dort wird eine Hülse mit Hilfe einer in ihrem Innenraum angeordneten Sprengladung aufgeweitet und geht durch diese Druckbeaufschlagung eine Verbindung mit ei­ nem die Hülse umgebenden Rohr ein. Mit einer Sprengla­ dung lassen sich die Druckkräfte jedoch nicht exakt steuern, so daß die Verbindung mangelhaft sein kann.

Die ferner bekannte Einwalztechnik findet aus Platzgrün­ den insbesondere bei kleineren Innendurchmessern keine Verwendung.

Es stellt sich die Aufgabe, eine Einrichtung der ein­ gangs genannten Art anzugeben, die auf engstem Raum ein­ setzbar ist und mit besser steuerbaren Kräften arbeitet.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zur Erzeugung des Druckes ein aus einer Gedächtnislegie­ rung bestehendes Werkzeug dient.

Nach dem Einbringen des Werkzeuges in seine Arbeitsposi­ tion wird es erwärmt und verrichtet seine Arbeit. Eine Abkühlung bringt es wieder in seine Ursprungsposition zurück, so daß es problemlos entfernt werden kann.

Aus der DE-OS 35 44 128 ist zwar eine Muffe aus einer Gedächtnislegierung bekannt, die eine Rohrverbindung zusammenhält. Die Muffe bildet dabei selbst das Verbin­ dungselement. Eine solche Verbindung scheitert oft dar­ an, weil die Gedächtnislegierung der Muffe die geforder­ ten Festigkeits- und Korrosionsbedingungen an dem Ein­ satzort der Verbindung nicht einhalten kann.

Vorzugsweise ist das Werkzeug als ein zylindrischer Kör­ per ausgebildet, der während seiner Erwärmung eine Durchmesservergrößerung erfährt.

Zur Aufbringung von Kräften in axialer Richtung wird vorgesehen, daß das Werkzeug als Stange ausgebildet ist, die während ihrer Erwärmung eine Verkürzung in axialer Richtung erfährt. Sollen die in axialer Richtung frei­ werdenden Kräfte zum Aufbringen von radialen Kräften eingesetzt werden, wird die Stange an ihren Enden mit in Richtung Stange konisch zulaufenden Druckstücken verbun­ den, die bei einer Verkürzung der Stange eine im Ring­ raum zwischen der Stange und der Hülse angeordnete Zwischenbüchse betätigen.

Der Platzbedarf des Werkzeuges an seinem Einsatzort wird insbesondere dadurch verringert, daß das Werkzeug eine integrierte Heizeinrichtung aufweist.

Dient als Werkzeug eine Büchse, so läßt sich die Heiz­ einrichtung in deren Innenraum unterbringen.

Zur Beschleunigung des Abkühlvorganges, der zur Entnahme des Werkzeuges aus seiner Arbeitsposition erforderlich ist, ist das Werkzeug mit einem Kühlmedium beaufschlag­ bar.

Anhand verschiedener Ausführungsbeispiele wird die er­ findungsgemäße Einrichtung beschrieben.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Rohrboden eines Wärmetauschers mit einem als Büchse ausgebil­ deten Werkzeug in seiner Arbeitsposition und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Rohrboden eines Wärmetauschers mit einem als Stange ausgebil­ deten Werkzeug in seiner Arbeitsposition.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Rohrboden eines nicht wei­ ter dargestellten Wärmetauschers bezeichnet. Ein im Rohrboden eingesetztes Wärmetauscherrohr 2 weist ober­ halb des Rohrbodens einen Anriß 3 auf, so daß eine Repa­ ratur eines Wärmetauscherrohres durch Einsetzen einer Hülse 4 erfolgen muß. Eine Büchse 5 aus einer Gedächt­ nislegierung, die in ihrem Außendurchmesser dem Innen­ durchmesser der Hülse 4 angepaßt ist, wird zusammen mit der Hülse in Arbeitsposition gebracht. Zum Einbringen dient eine Tragstange 6, auf deren oberen Ende die Hülse 4 und/oder die Büchse 5 lose aufgesetzt sind. Ein nicht dargestellter Manipulator wird zum Positionieren der Hülse 4 mit Hilfe der Tragstange 6 eingesetzt. Nachdem die zu reparierende Stelle von der Hülse 4 überbrückt ist, wird über das an der Innenwandung der Büchse ange­ brachte oder in der Büchsenwand integrierte Heizelement 7 so viel Wärme zugeführt, daß durch eine Rückdehnung der Gedächtnislegierung eine Durchmesservergrößerung der Büchse eintritt, die zu einer kraftschlüssigen Verbin­ dung zwischen dem Wärmetauscherrohr 2 und der Hülse 4 führt. Das Heizelement wird nun abgeschaltet und nach dem Abkühlen der Büchse auf deren Einbringtemperatur wird sie aus ihrer Arbeitsposition entnommen. Der Ab­ kühlvorgang kann mit dem Durchleiten eines Kühlmediums durch die Büchse beschleunigt werden.

Während bei der Büchse nach der Fig. 1 durch die Erwär­ mung eine Durchmesservergrößerung und somit eine Kraft­ übertragung in radialer Richtung erfolgt, zeigt das Aus­ führungsbeispiel nach der Fig. 2 eine Stange 8 aus ei­ ner Gedächtnislegierung, die sich bei der Erwärmung um ca. 10% in axialer Richtung zusammenzieht. Sie dient daher als Zugstange, ohne daß eine hydraulische oder mechanische Zugeinrichtung erforderlich ist. Zur Her­ stellung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Hülse 4 und dem Wärmetauscherrohr 2 ist in dem Ringraum zwischen der Stange 8 und der Hülse 4 eine Zwischenbüch­ se 9 angeordnet, die an ihren Enden konisch erweitert ist. An beiden Enden der Stange 8 ist je ein abnehmbares konisches Druckstück 10 angebracht, das über seinen Ko­ nus formschlüssig an den Konus der Zwischenbüchse 9 an­ gelegt ist. Bei einer entsprechenden Erwärmung der Stan­ ge 8 durch das integrierte Heizelement 7 zieht sich diese in Achsrichtung zusammen, so daß über die form­ schlüssige Konusverbindung eine in radialer Richtung wirkende Kraft zu einer kraftschlüssigen Verbindung zwi­ schen der Hülse 4 und dem Wärmetauscherrohr 2 führt. Nach dem Abschalten des Heizelementes erfolgt eine Ab­ kühlung auf einen vorgebbaren Wert, so daß eine Entnahme des kraftabgebenden Werkzeuges erfolgen kann. Dem nach unten gerichteten Druckstück 10 ist eine zylindrische Verlängerung 11 zugeordnet, um die Positionierung des Werkzeuges mit Hilfe eines nicht dargestellten Manipula­ tors zu ermöglichen.

Durch den Einsatz einer Gedächtnislegierung als Werkzeug zur Druckerzeugung sind hydraulische oder sonstige Druckerzeugungsmittel nicht erforderlich.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Verbinden von metallischen Tei­ len untereinander unter Einwirkung von Druck auf wenig­ stens einen der Teile, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Druckes ein aus einer Gedächtnislegierung bestehendes Werkzeug dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Werkzeug als zylindrischer Körper aus­ gebildet ist, der während seiner Erwärmung eine Durch­ messervergrößerung erfährt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Werkzeug als Stange (8) ausgebildet ist, die während ihrer Erwärmung eine Verkürzung in axialer Richtung erfährt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stange (8) an ihren Enden mit in Rich­ tung Stange konisch zulaufenden Druckstücken (10) lösbar verbunden ist, die bei einer Verkürzung der Stange eine im Ringraum zwischen der Stange (8) und der Hülse (4) angeordnete Zwischenbüchse (9) betätigen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Werkzeug eine integrierte Heizein­ richtung (7) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Werkzeug eine Buchse (5) ist, die in ihrem zylindrischen Hohlraum die Heizeinrichtung (7) aufnimmt.

7. Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug von einem Kühlmedium beaufschlagbar ist.