DE4444572A1 - Verfahren zur Befestigung eines Anschlagringes am Ende eines Rohres - Google Patents
Verfahren zur Befestigung eines Anschlagringes am Ende eines RohresInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung
eines Anschlagringes auf dem äußeren Umfang eines
Gußeisenrohrendes, um die Trennung des Rohres vom
nächsten zu verhindern.
Es sind Gußeisenrohre bekannt, die auf dem äußeren
Umfang des Rohrendes einen Anschlagring tragen, um eine
Trennung der Rohre voneinander zu verhindern, wobei der
Anschlagring aus Stahl oder zähem Gußeisen (z. B.
duktilem Eisen) besteht.
Der Anschlagring kann mit einem Verriegelungsring in
Wechselwirkung treten, der in einer Nut auf der
Innenseite der Muffe eines anschließenden Rohres derart
eingepaßt ist, daß eine Trennung von Muffe und Rohrende
verhindert wird.
Ein solcher bekannter Anschlagring ist typischerweise
so geformt, daß er am Umfang eine Trennstelle besitzt,
und außen in eine auf der Außenseite des Rohrendes
eingebrachte Nut eingepaßt wird, und dann durch
Schweißen in seiner Lage fixiert wird. Nachdem er so
befestigt wurde, kann der Anschlagring bearbeitet
werden, um auf diese Weise eine Kontaktfläche mit dem
Verriegelungsring der Muffe bereitzustellen.
Diese herkömmliche Praxis erfordert jedoch einen sehr
komplexen Arbeitsablauf, da die äußere Umfangsfläche
des Rohrendes mit einer Nut versehen werden muß, und
weil ein Schweißvorgang erforderlich ist.
Wird die Bearbeitung nach oben genanntem Verfahren
durchgeführt, wird außerdem ein Teil der Schweißnaht
entfernt, um einen Spielraum für die Bearbeitung zu
haben, was zu einer geringeren Belastbarkeit des
Anschlagringes führen kann.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Befestigung eines Anschlages auf der Außenseite des
Endes eines Gußeisenrohres anzugeben, daß die
Notwendigkeit zur Bearbeitung der Außenseite des
Rohrendes für das Einbringen der Nut vermeidet, keinen
Schweißprozeß erfordert und eine Verbindung hoher
Festigkeit bereitstellt.
Die Erfindung löst die Aufgabe, einen Anschlagring auf
der Außenseite eines Rohrendes zu befestigen, mit einem
Verfahren, das die folgenden Schritte umfaßt
- - Einformen von einer oder mehreren Ringnuten in die innere Umfangsfläche eines Anschlagringes,
- - Ausfüllen von einer oder mehrerer Ringnuten mit Hartlot,
- - Aufstecken des Anschlagringes mit einer oder mehreren mit Hartlot ausgefüllter Ringnuten auf das Ende des Rohres,
- - ferritische Wärmebehandlung des Rohres und Verlöten des Anschlagrings durch die Temperatur der Wärmebehandlung.
Nach diesem Verfahren schmilzt bei der Temperatur des
ferritischen Anlassens der Gußeisenrohre das Hartlot
und fließt in den Spalt zwischen Rohr und Anschlagring.
Durch den Phasenübergang der Metallstruktur dehnt sich
das Rohr aus und- die Kontaktfläche zwischen Rohr und
Anschlagring wird unter Druck gesetzt, Rohr und
Dichtungsring werden so durch einen Film von Hartlot
miteinander verbunden. Auf diese Weise wird das Rohr
ferritisch angelassen und gleichzeitig der Anschlagring
auf der Außenseite des Rohrendes befestigt, ohne daß
eine Nut auf der Außenseite des Rohres eingebracht
werden muß oder Schweißen notwendig wäre.
Figurenbeschreibung:
Fig. 1a bis 1b zeigen eine Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Befestigung eines Anschlagringes,
Fig. 2 zeigt in einem Schnittbild
beispielhaft, wie das
Hartlot in den Anschlagring
eingepaßt ist,
Fig. 3 zeigt in einem Schnittbild eine
weitere Ausführungsform des
Hartlotes,
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform
des Anschlagringes,
Fig. 5 zeigt eine weitere
Ausführungsform des Anschlagringes,
Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt einer
Rohrverbindung, die unter
Verwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Befestigung von
Anschlagringen hergestellt wurde.
In Fig. 6 werden gußeiserner Rohre 11 gezeigt, die in
der Weise miteinander verbunden sind, daß in einer
Muffe 13, zu der das Rohr 11 an einem Ende ausgeformt
ist, das Rohrende 11a des nächsten Rohres eingeführt
ist.
Ein Anschlagring 12 aus Stahl oder hartem Gußeisen (zum
Beispiel duktilem Gußeisen) ist fest an der Außenseite
nahe dem Rand des Rohrendes 11a befestigt. In einer
Ringnut 14, die so auf der Innenseite der Muffe 13
eingebracht ist, daß ihr Abstand zum Rohrende geringer
ist als der Anstand zum Anschlagring des eingeführten
Rohrendes 11a ist ein in seinem Umfang mit einer
Trennstelle versehener Verriegelungsring 15 eingepaßt.
Der Anschlagring 12 kann so mit dem Verriegelungsring
15 in Wechselwirkung treten, daß sich die beiden Rohre
(11, 11a) an der Verbindungsstelle nicht mehr trennen
können.
Die Fläche 13a der Innenseite der Muffe 13 ist als
Dichtfläche für eine Gummidichtung ausgebildet. Die
Dichtfläche 13a befindet sich dabei näher dem offenen
Ende der Muffe als dem Verriegelungsring 15. Die
Dichtung 17 befindet sich umlaufend zwischen der
Dichtfläche 13a und der Außenseite des Rohrendes 11a.
Die Dichtung 17 stößt auf einer Seite gegen den
Widerlagerring 16, der mit dem auf der Innenseite der
Muffe angebrachten Verriegelungsring 15 in Kontakt
treten kann.
Dichtung 17, die auf das Rohrende 11a aufgesteckt ist,
wird durch einen Preßring 20 zusammengepreßt, der durch
Schrauben und Muttern 18 an einem Flansch 19 am offenen
Ende der Muffe 13 befestigt ist. Auf diese Weise kann
die Dichtung 17 ihre Dichtfunktion erfüllen.
Im weiteren wird das Verfahren beschrieben, mit dem der
Anschlagring 12 auf der Außenseite des Rohrendes 11a
befestigt werden kann.
Wie in Fig. 1a gezeigt, wird zunächst Flußmittel 4,
wie z. B. Borax oder Borsäure, auf der Außenseite des
Rohrendes 11a aufgebracht.
Auf der Innenseite des Anschlagringes 12 ist eine
Ringnut 3 mit rechtwinkligem Querschnitt eingebracht,
in die ringförmiges Hartlot 5 eingepaßt ist. Das
Hartlot hat ebenfalls einen rechtwinkligen Querschnitt
entsprechend der Ringnut 3. Wie in Fig. 1b gezeigt,
wird der Anschlagring 12 an der Stelle des Rohrendes
11a aufgesteckt, auf die vorher Flußmittel 4
aufgebracht wurde. Für diesen Aufziehvorgang wird eine
hydraulische Aufziehvorrichtung (jack) verwendet.
Anschließend wird das mit dem Anschlagring 12 versehene
Rohr 11 zu einem Ofen transportiert, in dem das
ferritische Anlassen durchgeführt und die
Phasenumwandlung der Ferritstruktur des Rohres
eingeleitet wird.
Gleichzeitig schmilzt bei dieser Temperatur das Hartlot
5 und beginnt in den Spalt zwischen der Innenfläche des
Anschlagringes 12 und der Außenfläche des
Gußeisenrohres zu fließen, wie in Fig. 1c gezeigt.
Zu diesem Zeitpunkt dehnt sich wegen des
metallurgischen Phasenüberganges der Ferritstruktur das
Rohr 11 aus, so daß auf diese Weise Druck auf die
Kontaktfläche zwischen Außenseite des Gußeisenrohres 11
und Innenseite des Anschlagrings 12 aufgebaut wird.
Wird das Gußeisenrohr 11 aus dem Ofen genommen und
abgekühlt, erstarrt das Hartlot und der Anschlagring 12
ist durch einen Film aus Hartlot fest mit der
Außenseite des Rohrendes 11a verbunden.
In manchen Fällen kann das Hartlot 5 auf die Außenseite
des Rohrendes 11a vorstehen, aber auch in diesem Fall
bleibt die der Muffe zugewandte Seite 12b des
Anschlagringes in ordnungsgemäßem Zustand, und es
ergeben sich keine Probleme.
Als nächstes wird die Erfindung an einen Beispiel
genauer erklärt. Ein Anschlagring 12, hergestellt aus
Walzstahl und in seiner Form entsprechend den Japanese
Industrial Standards, wurde in der oben beschriebenen
Weise auf das Rohrende gesteckt, das Rohr war aus
Gußeisen, besaß eine Bohrung von 100 mm und einen
Außendurchmesser von 116 mm. Der Anschlagring 12 hatte
einen Außendurchmesser von 136 mm, einen
Innendurchmesser von 116 mm entsprechend dem
Außendurchmesser des Rohres 11, und eine Breite von
15 mm, mit einer Ringnut 3 auf der Innenseite, welche
eine Breite von 7 mm besaß. Ringförmiges Hartlot 5 aus
Nickel-Hartlot wurde in die Ringnut 3 eingepaßt. Das
Hartlot 5 hatte einen um ca. 1 mm geringeren
Innendurchmesser als der Anschlagring 12.
Das Rohr 11 mit dem aufgesteckten Anschlagring 12 wurde
in einen speziell für diesen Zweck konstruierten
fahrbaren Ofen gebracht und ferritisch angelassen.
Dieser Prozeß des ferritischen Anlassens bestand aus
zwei Schritten, die in einem gemeinsamen Heiz- und
Kühlzyklus ausgeführt wurden. Im ersten Schritt (bei
z. B. 920-980°, 20 min.) wurde die Umwandlung des
Zementit durchgeführt, im zweiten Schritt (bei z. B.
130°, 60 min.) wurde die Perlitphase umgewandelt und
die Kristallisation zum Ferrit durchgeführt.
Nach Anschluß des Anlassens wurde die Verbindungsstelle
zum Ring 12 in Scheiben geschnitten, und ein Schnitt
mikroskopisch untersucht. Es wurde gefunden, daß das
aus Nickel bestehende Hartlot 5 zur Außenfläche des
Gußeisenrohres 11 diffundiert war und nur noch wenig
Hartlot in der Ringnut 3 verblieben war.
Die Außenseite des Gußeisenrohres 11 und die Innenseite
des Anschlagrings 12 waren durch einen Film von Hartlot
5 verbunden.
Der Anschlagring 12 kann aus einem Spezialstahl, wie
z. B. Edelstahl hergestellt sein. Als Hartlot 5 kann
Silber-Hartlot, Messing-Hartlot, Aluminium-Hartlot oder
entsprechendes verwendet werden. Wie in Fig. 2
gezeigt, kann als Hartlot 5 ringförmiges Material
verwendet werden, das einen rechtwinkligen Querschnitt
aufweisen kann und aus der Ringnut über die innere
Umfangsfläche hinausragt. Das Hartlot 5 kann auch
ringförmiges Material mit einem kreisförmigen
Querschnitt sein, wie in Fig. 3 gezeigt. Außerdem
kann, wie in Fig. 4 gezeigt, der Anschlagring 12 so
ausgebildet sein, daß er zwei Ringnuten aufweist und
als Hartlot zum Füllen ringförmiges Material mit
halbkreisförmigem Querschnitt verwendet wird.
Dadurch, daß der Anschlagring 12 fest an das Rohr 11
angepaßt ist, wird verhindert, daß sich der Ring in
seiner Lage verschiebt, selbst wenn das Rohr 11 im Ofen
gedreht wird. Um eine derartige Lageveränderung zu
verhindern, kann ein Aufbau, wie in Fig. 5 gezeigt,
verwendet werden.
Der Anschlagring 12, der in Fig. 5 gezeigt wird, trägt
auf der dem Rohrende zugewandten Innenseite ein
Positionierungs- bzw. Klemmteil 6, dessen Durchmesser
geringer ist als der Innendurchmesser, der dem Rohrende
abgewandten Seite des Rings 12. Da der Anschlagring 12
im Bereich der Ringnut 3 dünnwandiger ist, wird, wenn
der Anschlagring 12 auf das Rohr 11 aufgesteckt wird,
der Positionierungs- bzw. Klemmteil 6 elastisch
verformt, in der Art, daß er umlaufend nach außen
gebogen wird, wie durch die gestrichelte Linie
angedeutet, und sich auf diese Weise der Anschlagring
12 mit dem Rand 6b auf der Außenseite des Rohres 11
festklemmt. Auf diese Weise kann der Ring 12
zuverlässig auf der Außenseite des Rohrendes 11a
positioniert und fixiert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die oben genannten
Anwendungen beschränkt und Details der Anordnung können
in geeigneter Form verändert werden, entsprechend der
Größe und Anzahl der Ringnuten 3, Rohrdurchmesser usw.
In manchen Fällen kann auf die Verwendung von
Flußmittel 4 verzichtet werden.
Bezugszeichenliste
3 Ringnut
4 Flußmittel
5 Hartlot
6 Positionierungs- bzw. Klemmteil
11 Gußeisenrohr
11a Rohrende
12 Anschlagring
12b muffenseitige Seite des Anschlagrings
13 Muffe
13a Dichtfläche
14 Ringnut
15 Verriegelungsring
16 Widerlagerring
17 Dichtung
18 Schrauben und Muttern
19 Flansch
20 Preßring
4 Flußmittel
5 Hartlot
6 Positionierungs- bzw. Klemmteil
11 Gußeisenrohr
11a Rohrende
12 Anschlagring
12b muffenseitige Seite des Anschlagrings
13 Muffe
13a Dichtfläche
14 Ringnut
15 Verriegelungsring
16 Widerlagerring
17 Dichtung
18 Schrauben und Muttern
19 Flansch
20 Preßring
Claims (6)
1. Verfahren zur Befestigung eines Anschlagringes
auf dem äußeren Umfang eines Gußeisenrohrendes,
gekennzeichnet durch
- - Einformen von einer oder mehreren Ringnuten in die innere Umfangsfläche eines Anschlagringes,
- - Ausfüllen von einer oder mehrerer Ringnuten mit Hartlot,
- - Aufstecken des Anschlagringes mit einer oder mehrerer mit Hartlot gefüllter Ringnuten auf das Ende eines Rohres,
- - ferritische Wärmebehandlung des Rohres und Verlöten des Anschlagringes durch die Temperatur der Wärmebehandlung.
2. Befestigungsverfahren nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß
als Hartlot zum Füllen ringförmiges Material
verwendet wird.
3. Befestigungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hartlot zum Füllen aus der Ringnut über
die innere Umfangsfläche hinausragt.
4. Befestigungsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder
3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ringnut als ein
rechtwinkliger Querschnitt eingeformt wird und
als Hartlot zum Füllen ebenfalls Material mit
einem rechtwinkligen Querschnitt verwendet
wird, so daß es in die Ringnut eingepaßt werden
kann.
5. Befestigungsverfahren nach Anspruch 1, 2, 3
oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Hartlot zum Füllen
Material mit einem kreisförmigen oder
halbkreisförmigen Querschnitt verwendet wird.
6. Befestigungsverfahren nach Anspruch 1, 2, 3,
4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Anschlagring auf der
dem Rohrende zugewandten Innenseite ein
Positionierungs- oder Klemmteil trägt, dessen
Durchmesser geringer ist als der
Innendurchmesser der dem Rohrende abgewandten
Seite, so daß der Positionierungs- bzw.
Klemmteil elastisch verformt wird, indem er
radial nach außen gebogen wird, damit er sich
auf dem äußeren Rohrumfang festklemmt, sobald
der Anschlagring auf das Rohr gesetzt wird.
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