WO2013071923A1 - Feststofftransportrohr - Google Patents

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WO2013071923A1
WO2013071923A1 PCT/DE2012/100328 DE2012100328W WO2013071923A1 WO 2013071923 A1 WO2013071923 A1 WO 2013071923A1 DE 2012100328 W DE2012100328 W DE 2012100328W WO 2013071923 A1 WO2013071923 A1 WO 2013071923A1
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WO
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collar
sleeve
tubular body
pipe
coupling collar
Prior art date
Application number
PCT/DE2012/100328
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Spanke
Rüdiger LUIG
Original Assignee
Esser-Werke Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Esser-Werke Gmbh & Co. Kg filed Critical Esser-Werke Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2013071923A1 publication Critical patent/WO2013071923A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/14—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces applying magnetic forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/04—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
    • F16L13/14—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints made by plastically deforming the material of the pipe, e.g. by flanging, rolling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00—Flanged joints
    • F16L23/02—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially
    • F16L23/024—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially characterised by how the flanges are joined to, or form an extension of, the pipes

Definitions

  • the invention relates to a solids transport tube according to the Merkmaien of claims 1 and 14 and to methods for producing a conveyor tube for the transport of solids according to the claims 9 and 21,
  • the invention is based, starting from the prior art, the object of providing a delivery pipe, which has a connection between the coupling collar and tubular body, which has a necessary strength over long periods of time and also manages without adhesive.
  • the solution of this problem consists according to the invention in a delivery pipe with the features of claim 1.
  • the invention relates to a conveyor pipe for solid transport, wherein at least one pipe end of a tubular body, a coupling dog is arranged, which has a circumferential collar in the direction of the tubular body, which engages over at least a Detailicarde the pipe end of the tubular body.
  • the connection between the pipe end and the collar of the coupling collar is at least bereiehitate a connection generated by electromagnetic forming.
  • the electromagnetic transformation is essentially realized by generating a high-current pulse by means of a capacitor discharge and transformation, which is conducted through a stable magnetic coil.
  • the strong magnetic field generated by the coil induces a current in the arranged in the coil, the pipe end embracing collar of the coupling collar.
  • the resulting eddy currents produce an oppositely directed magnetic field in the collar.
  • the resulting magnetic force causes the coil and the collar to repel each other.
  • the Stromimpuäs is thus converted into an electromagnetic force pulse, which in turn leads to the desired deformation of the collar in this embodiment.
  • the achievable by the force pulse acceleration of the collar during the forming process in addition to the technical parameters of both the materials used, as well as the geometric configuration of the collar, in particular its wall thickness depends.
  • the acceleration achievable in the transformation is sufficient to press the collar of the coupling collar against the outside of the pipe end in such a way that a positive and non-positive Connection arises.
  • This type of connection is also referred to as crimp connection, since during crimping
  • the tubular body is made in this embodiment of a steel material, preferably made of the material S355 or C35.
  • the coupling collar is also made of a steel material.
  • the material S355 is used.
  • the coupling collar or collar of the coupling collar made of aluminum alloy or an aluminum alloy
  • the tubular body is made of a steel material.
  • the collar can be varied in consideration of the resulting from the internal pressure tensile stress requirements in its wall thickness.
  • the wall thickness is in this case preferably between 1, 0 mm to 10.0 mm, in particular between 1, 5 mm to 3.0 mm.
  • the distance to be bridged between the collar and the pipe end can vary between 0.5 mm and 8.0 mm and is in particular from 2.0 mm to 3.0 mm.
  • the coupling collar may consist of steel and the sleeve of a highly electrically conductive material, preferably made of aluminum or an aluminum uminiumSegtechnik. This is due to its high conductivity and due to its good Kaitverform sheep particularly good for the electromagnetic forming.
  • the sleeve may be arranged centrally or at the end of the collar. Preferably, it is at the tube body facing the end of the collar along the outside of the collar force and / or formschiüssig connected thereto.
  • the sleeve is used in this arrangement as a kind of driver, because due to their high electrical conductivity, a stronger electromagnetic force pulse is achieved than in the collar made of steel.
  • This Kraftimpuis in turn increases the acceleration with which the collar is pressed against the pipe. This makes it possible, over the positive and formschiüssige Connection between the collar and the pipe end of the tubular body, in addition to achieve a stoffscbiüssige connection in the form of a cold weld between the pipe and the collar.
  • a positive-locking element is arranged at the pipe end of the pipe body.
  • the collar of the coupling collar closes around the positive-locking element during electromagnetic forming such that it exerts a kind of abutment function.
  • the strength of the connection between the tubular body and coupling collar can be additionally increased.
  • the Formschiusselement can be configured in the form of depressions and / or projections. It when the form-locking element is designed as a circumferential groove is particularly advantageous. In this case, for example, the outer side of the pipe end has a circumferential recess,
  • the acceleration achieved during the electromagnetic deformation is sufficient to weld the collar of the coupling collar to the pipe end of the pipe body, a positive and non-positive connection as well as a material connection is achieved.
  • the achievable acceleration can be influenced by the choice of the parameters of the coil arrangement and / or by the choice of the steel material for the coupling collar and the wall thickness of the collar. Likewise, the acceleration in the forming can be increased if the coupling collar and / or the collar of the coupling collar consist of a very good electrically conductive material.
  • a driver for example in the form of a sleeve arranged on the outside of the collar, can also be used from a material which is very readily electrically conductive.
  • a sleeve is arranged on the collar, which is deformed together with the collar during electromagnetic forming.
  • the sleeve used here preferably consists of a material having a better electrical conductivity than the steel material used for the coupling collar and the tubular body.
  • the sleeve can be made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the collar is aligned to the pipe end, that between an outer side of the tubular body and an inner side of the collar, a circumferential distance of 0.5 mm to 8.0 mm, preferably from 2.0 mm to 3.0 mm exists.
  • This support may, for example, be a mandrel which has an outer cross-section adapted to the inner contour of the body of the body in the region of the coupling collar.
  • the particular advantage here is in a storage of the wall of the tubular body by the support during the deformation of the collar. As a result, in particular its possible springback in the elastic Area effectively prevented. As a result, a significantly better forrnschiuss between the collar and the outside of the tubular body is made possible. Of course, this also improves the possible frictional and / or cohesive connection.
  • the arousal may be a one-piece or multi-part mandrel.
  • a further embodiment of the inventive concept is the subject of the independent patent claim 14.
  • This relates to a conveyor tube for the transport of solids, which has at least one coupling collar at a tube end of a tubular body, wherein one end of the coupling collar surrounds the tube end of the tubular body and wherein the tube end and the end of the coupling collar are enclosed by a sleeve at least a Teiirat.
  • the end of the coupling collar and the pipe end of the tubular body is at least partially positively and / or fuel-tight and / or materially connected to the sleeve.
  • connection between the sleeve and the tubular body and sleeve and coupling collar can be produced by electromagnetic forming positive and / or kraftschiüssige compound. This type of connection is also referred to as crimp connection.
  • connection between the sleeve and the coupling collar and the sleeve and the tubular body is also a cohesive connection at the same time.
  • This type of connection is also referred to as EMPT-Schwesßthetic.
  • connection between the coupling collar and sleeve and sleeve and tubular body can also be positive, non-positive and cohesive.
  • This type of electromagnetic transformation would correspond to a combination of crimping and E PT welding.
  • the sleeve on its inner side on an abutment for the front side of the collar. This allows a simple and simultaneously defined arrangement and orientation of the coupling collar in the sleeve.
  • the sleeve has different inner diameters in order to achieve the constant distance both between the outer side of the pipe end and an inner side of the sleeve and between the outer side of the coupling collar and an inner side of the sleeve.
  • This distance is preferably 0.5 to 8.0 mm, in particular 2.0 mm to 3.0 mm.
  • the wall thicknesses of the sleeve in both kaules has the same strength.
  • the sleeve In order to realize in addition to a kraftcbiüssigen connection and a cohesive connection between the sleeve and coupling collar and sleeve and pipe end, for example, it is possible to produce the sleeve of a very good conductive material, preferably of aluminum or an aluminum alloy. Another possibility, for example, the corresponding adjustment of the parameters of the coil assembly and, for example, a combination of a suitably well-suited steel material for the coupling collar with a correspondingly sized wall thickness of the collar of the coupling collar and the bridging in the transformation distance between collar and tube end.
  • the sleeve may also consist of steel and be arranged both in the connection region between the sleeve and coupling collar and / or in the connecting region between the sleeve and tubular body, a kind of driver from a very good electrically conductive material, such as aluminum or an aluminum alloy.
  • This sleeve can be arranged encompassing all or part of the sleeve along its outer side and, due to its greater electrical conductivity, increases the acceleration with which the sleeve is pressed against the coupling collar or the tubular body during the electromagnetic shaping.
  • a cohesive connection can be achieved in the connection region between the sleeve and the coupling dog and / or in the connection region between the sleeve and the tubular body, in addition to the frictional connection, a cohesive connection can be achieved.
  • connection can be further improved by arranging a form-locking element on the tube end.
  • a Formschiusselement may also be provided at the end of the coupling collar. After connecting sleeve and coupling collar and sleeve and tube body form these form-locking elements a kind of abutment.
  • the connection is positive, frictional and cohesive, which additionally increases its strength.
  • the form-fitting element can be designed both in the form of recesses along the outside of the tubular body and along the outside of the coupling collar. But it is also possible to design the Formschiusselement in the form of protrusions. Particularly advantageous is the configuration of the positive locking element in the form of a circumferential groove in the outer side of the tubular body or in the outside of the coupling collar, so that formed by the Form gleicheiemente abutment extends uniformly over the circumference of coupling element and tubular body.
  • the method according to the invention for producing the conveying tube, in which a coupling collar is fixed to at least one tube end of a tubular body, is characterized by the following steps:
  • One end of the coupling collar and the pipe end of the tubular body are aligned to a sleeve and brought into the mounting position.
  • the sleeve is deformed by electromagnetic forming such that between the end of the coupling collar and the sleeve and between the pipe end of the tubular body, a positive and / or non-positive and / or stoffsehlüssige connection is formed.
  • a sleeve of a very good electrically conductive material such as aluminum or an aluminum alloy is used.
  • a cohesive connection between the coupling collar and pipe end can also be achieved by, for example, dimensioning the wall thickness of the collar of the coupling collar and the parameters of the coil arrangement in order to achieve the acceleration necessary for welding during the deformation of the collar.
  • the coupling collar When aligned with the sleeve, the coupling collar can be aligned with its front side facing the tubular body at an abutment of the sleeve.
  • a Abstüizung is disposed within the tubular body before the deformation of the sleeve.
  • the Abstüizung is used in the region of the coupling collar within the tubular body to support it during the deformation of the sleeve from the inside.
  • Abstüizung any elastic compliance or even plastic deformation of the tube cross-section is collected during the deformation of the sleeve and prevented.
  • the achieved over the Abstüizung failure of any deformation and the resulting springback is in particular the formschiüssige connection between the pipe end of the tubular body and the sleeve significantly improved. Of course, this also improves the frictional and / or stoffschiüssige connection.
  • Figures 1, 1 a cross sections through a pipe end with coupling collar
  • Figures 2, 2a cross sections through a pipe end with coupling collar
  • Figures 3 - 3b cross sections through a pipe end with Kuppiungsbund and
  • Figure 4 shows a cross section through a pipe end with Kuppiungsbund
  • FIG. 1 shows a pipe end 1 of a tubular body 2 of a delivery pipe 3 for transporting solids.
  • a coupling collar 4 Arranged at the end of the pipe 1 is a coupling collar 4.
  • a circumferential collar 8 is arranged at a end 5 of the coupling collar 4 pointing in the direction of the conveying pipe 3.
  • the collar 8 surrounds the pipe end 1 of the tubular body 2.
  • the collar 8 has a wall thickness S of 1, 0 mm to 10.0 mm, in particular from 1, 5 mm to 3.0 mm.
  • the distance A between an outer side 7 of the tubular body 2 and an inner side 8 of the collar 8 is preferably 0.5 to 8.0 mm, but in particular 2.0 to 3.0 mm.
  • Front side of the tubular body 2, a wear ring 9 is arranged in this embodiment within the coupling collar 4. However, the use of such a wear ring is not mandatory.
  • Figure 1 a shows the tubular body 2 with the Kuppiungsbund 4 after the electromagnetic forming.
  • the collar 8 of the coupling collar 4 has been deformed in such a way that it is pressed endseiiig against the outer side 7 of the tubular body 2.
  • a coupling collar 4 made of steel a coupling collar made of a more electrically conductive material is used, a cold welded connection can be achieved in the connection region 10 of the collar 8 and tube end 1 between the inside 8 of the collar 8 and the outside 7 of the tubular body 2.
  • Figure 2 shows, similar to Figure 1, a pipe end 1 of a tubular body 2 with a coupling collar 4, wherein the pointing in the direction of the tubular body 2 collar 8 of the coupling collar 4, the tube end 1 with a partial length L surrounds.
  • the coupling collar 4 also has a pointing in the direction of the tubular body 2 collar 8.
  • a sleeve 11 made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the sleeve 1 1 is arranged on the end side on an outer side 12 of the collar 8.
  • the sleeve 1 1 can be both positively and non-positively fixed to this.
  • This embodiment variant additionally has a positive locking element 13 in the form of a circumferential groove on the outside 7 of the tubular body 2.
  • FIG. 2a shows a section of FIG. 2 after connection.
  • both the collar 8 and the sleeve 1 1 is deformed by the electromagnetic forming such that the material in front of the collar 6 and sleeve 1 1 is pressed into the groove of the positive locking element 13 inside.
  • a desired weld width B is preferably approximately in the range of 5.0 mm. The weld width B, apart from this exemplary value, can be increased or decreased as required, for example, by the geometric configuration of the parts to be joined and by the choice of the size of the coil arrangement used.
  • the form-fitting element 1 3 forms with the collar an undercut, in the form of an abutment, which provides additional support between the coupling collar 4 and tube body 2.
  • Figure 3 shows a cross section through a pipe end 1 with a coupling collar 14, in which both an end 24 of the coupling collar 14 and the pipe end 1 are encompassed by a sleeve 15 with a partial length L Li.
  • the sleeve 15 here has different inner diameters I 12, This is particularly advantageous in order to realize a uniform distance A1, ⁇ 2 between the outer side 7 of the tubular body 2 and the outer side 16 of the coupling collar 14 with the inner side 17 of the sleeve 15.
  • the sleeve 15 also has a kind of counter bearing W for an end face 18 of the Kuppiungsbundes 14. This is particularly advantageous for a quick and accurate installation or alignment of coupling collar 14 and tubular body 2 and sleeve 15 to each other.
  • the anvil W is here designed as a kind of inwardly directed projection with a coupling collar 14 facing flat Aufiauffikiee 19 for the end face 18 of Kuppiungsbundes 14.
  • the sleeve 15 has a wall thickness S1 of 2.0 mm to 10.0 mm, in particular from 3.0 mm to 4.0 mm.
  • FIG. 3 a shows a detail from FIG. 3 after the electromagnetic deformation of the sleeve 15.
  • both sleeve ends 20 have been deformed in such a way that a non-positive connection between the sleeve 15 and the Kuppiungsbund 14 and the sleeve 15 and the tubular body 2 has formed.
  • connection region 21 from the inner side 17 of the sleeve 15 and AufSenseste 18 of the Kuppiungsbundes 14 and inner side 17 of the sleeve 15 and outer side 18 of the tubular body 2 in the electromagnetic deformation in addition to a kraftschiüssigen connection for example, instead of a sleeve made of steel, a sleeve made of a more electrically capable material, such as aluminum or Alurniniumleg réelle be used.
  • a FormMitMitsbund 14 may be provided at the pipe end here as well as in Figure 2, 2a.
  • Fig. 4 also shows that it is also possible to surround the end of the collar 8 of the coupling collar 4 mitteis an aluminum element 23 such that a particularly stable connection can be generated by the electromagnetic forming.
  • FIG. 5 shows the arrangement of a support 25a within the tubular body 2 of the conveying tube 3, representative of the previous figures.
  • the support 25a shown in a side view is arranged within the sectional view of the conveying tube 3 in the region of the coupling collar 4.
  • the support 25a is presently designed as a one-piece mandrel whose outer cross section is adapted to the inner contour of the tubular body 2.
  • the support 25a has a circumferential chamfer 27a on its end section 28a inserted into the pipe end 1.
  • the support 25a is intended to be introduced into the tube end 1 of the tubular body 2 prior to the deformation of the collar 8.
  • the support 25a is preferably at least partially with a portion of its outer periphery to the inner circumference of the tubular body 2 in the region of the collar 8 at. In this way, the tube end 1 and thus the entire tubular body 2 is stabilized during the deformation of the collar 8 in its cross-sectional shape.
  • the support 25a serves to record any deformation forces introduced via the deformation of the collar 6 into the tubular body 2, closer to its pipe end 1. As a result, a possible retraction of the tubular body 2 during the deformation of the collar 8 is effectively prevented.
  • the particular advantage is that a much better positive connection between Kuppiungsbund 4 and tube body 2 is created because in addition to a plastic deformation of the tubular body 2 in particular its elastic deformation and associated springback is prevented. Of course, this also improves the non-positive and / or cohesive connection between tubular body 2 and Kuppiungsbund 4.
  • the cross-section of the support 25a may be designed to be conical overall, in order, for example, to allow circumferential contact with the inner wall of the tubular body 2 with increasing insertion depth in the tube end 1 in the case of a circular inner cross-section of the tubular body 2.
  • FIG. 5a shows an alternative embodiment of the support 25a already shown in FIG.
  • a multi-part support 25b this is likewise arranged in the region of the coupling collar 4 before the deformation of the collar 6 within the tubular body 2. Due to the multi-part of the support 25b, this can first be introduced into the pipe end 1 of the tubular body 2 without any resistance. As soon as the support 25b reaches its intended position in the region of the coupling collar 4, its individual segments 25c can be moved radially outward and thus be applied to the inner wall of the tubular body 2. Of course, the individual segments 25c can also be moved only close to the inner wall of the tubular body 2 or braced against it. As already shown on the one-piece support 25a in FIG. 5, the multi-part support 25b, closer to its individual segments 25c, also has an end section 26b which comprises a chamfer 27b
  • the delivery pipe 3, in a manner not shown in detail, can also be double-walled.
  • the inner tube of the tubular body 2 has a relation to the outer tube of the tubular body 2 greater hardness.
  • the inner hardened tube of the tubular body 2 has a corresponding higher resistance to wear. Due to the increased resistance of the inner tube against abrasive effects, however, this is less elastic, so that by the use of the support 25a, 25b this is protected against damaging deformations.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Förderrohr für den Feststofftransport, dass einen Rohrkörper (2) und an einem Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) zumindest einen Kupplungsbund (4) aufweist, wobei der Kupplungsbund (4) einen umlaufenden Kragen (8) aufweist, der zumindest mit einer Teillänge (L) das Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) übergreift wobei das Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) und der Kragen (8) des Kupplungsbundes (4) zumindest bereichsweise durch ein elektromagnetisches Umformverfahren miteinander verbunden sind sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Förderrohres, bei welchem an wenigstens einem Rohrende (1) eines Rohrkörpers (2) ein Kupplungsbund (4) festgelegt wird.

Description

FeststoffSransportro r
Die Erfindung betrifft ein Feststofftransportrohr gemäß den Merkmaien der Patentansprüche 1 und 14 sowie Verfahren zur Herstellung eines Förderrohrs für den Feststofftransport gemäß den Patentansprüchen 9 und 21 ,
Bei der Herstellung von Förderrohren für den Feststofftransport zählt es beispielsweise zum Stand der Technik, die endseitigen Kupplungshunde an einem Rohrkörper durch Verkleben festzulegen, wie dies in der DE 198 07 871 C2 beschrieben ist. Allerdings kann mittels Klebstoff oftmals keine Verbindung zwischen Kupplungsbund und dem Rohrkörper erzielt werden, mit weicher die angestrebte Standzeit eines Feststofftransportrohrs erreicht werden kann.
Der Erfindung liegt, ausgehend vom Stand der Technik, die Aufgabe zu Grunde, ein Förderrohr zu schaffen, welches eine Verbindung zwischen Kupplungsbund und Rohrkörper aufweist, die auch über lange Standzeiten hinweg eine nötige Festigkeit aufweist und zudem ohne Klebstoff auskommt. Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Förderrohr mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung betrifft ein Förderrohr für den Feststofftranspost, wobei an zumindest einem Rohrende eines Rohrkörpers ein Kupplungshund angeordnet ist, welcher in Richtung des Rohrkörpers einen umlaufenden Kragen aufweist, der zumindest mit einer Teiliänge das Rohrende des Rohrkörpers übergreift. Die Verbindung zwischen dem Rohrende und dem Kragen des Kupplungsbundes ist zumindest bereiehsweise eine durch elektromagnetisches Umformen erzeugte Verbindung.
Das elektromagnetische Umformen wird im Wesentlichen dadurch realisiert, dass mitteis einer Kondensatorentladung und Transformation ein Hochstromimpuls erzeugt wird, welcher durch eine stabile Magnetspule geleitet wird. Das durch die Spule erzeugte starke Magnetfeld induziert einen Strom in den in der Spule angeordneten, das Rohrende umgreifenden Kragen des Kupplungsbundes. Durch die so entstehenden Wirbelströme wird ein entgegen gerichtetes Magnetfeld im Kragen erzeugt. Die daraus resultierende magnetische Kraft bewirkt, dass sich die Spule und der Kragen voneinander abstoßen. Der Stromimpuäs wird also in einen elektromagnetischen Kraftimpuls umgewandelt, weicher bei diesem Ausführungsbeispiel wiederum zu der gewünschten Deformation des Kragens führt. Dabei ist die durch den Kraftimpuls erreichbare Beschleunigung des Kragens bei der Umformung neben den anlagetechnischen Parametern sowohl von den eingesetzten Werkstoffen, als auch von der geometrischen Ausgestaltung des Kragens, insbesondere dessen Wandstärke abhängig.
Wird das Verfahren mit Werkstoffen durchgeführt, welche über eine weniger gute elektrische Leitfähigkeit, wie beispielsweise Stahl, verfügen, reicht die bei der Umformung erzielbare Beschleunigung aus, um den Kragen des Kupplungsbundes derart gegen die Außenseite des Rohrendes zu pressen, dass eine form- und kraftschlüssige Verbindung entsteht. Diese Art der Verbindung wird auch als Crimpverbindung bezeichnet, da beim Crimpen mittels elektromagnetischer Umformung eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen zwei Bauteilen angestrebt wird. Der Rohrkörper wird bei dieser Ausführung aus einem Stahlwerkstoff hergesteilt, vorzugsweise aus dem Werkstoff S355 oder C35. Der Kupplungsbund wird ebenfalls aus einem Stahlwerkstoff hergestellt, Hier kommt beispielsweise der Werkstoff S355 zum Einsatz.
Werden hingegen sehr gut elektrisch leitfähige Werkstoff eingesetzt, weiche gleichzeitig gut kalt verformbar sind, ist der erzielbare elektromagnetische Kraftimpuls aufgrund der höheren Leitfähigkeit und der leichteren Verformbarkeit größer als beim Crimpen. An den Grenzflächen im Verbindungsbereich kommt es aufgrund der höheren Umformgeschwindigkeit zur Bildung einer kalten Schweißverbindung. Diese Art der Verbindung wird auch als EIV1PT (elektromagnetisches Puisformen) -Schweißverbindung bezeichnet, da hier bei der elektromagnetischen Umformung zwischen zwei Bauteilen gleschzeitig auch eine stoffschlüssige Verbindung in Form einer kalten Schweißverbindung erzielt wird.
Im Sinne der Erfindung ist es sowohl denkbar, den Kupplungsbund und das Rohrende nur durch eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung oder nur durch eine stoffschlüssige Verbindung miteinander zu verbinden. Hierbei kommt es insbesondere auf die Wahl der Werkstoffe und die bei der Dimensionierung bestimmten unteren Grenzwerte für die Wandstärke des Kragens an. Es ist aber ebenso möglich, eine Kombination formschlüssiger, kraftschlüssiger und sfoffschiüssiger Verbindungen zur Festlegung des Kupplungsbundes am Rohrkörper zu verwirklichen.
Beim Einsatz des elektromagnetischen Umformverfahrens zur Herstellung des Förderrohrs kann es besonders vorteilhaft sein, beispielsweise den Kupplungsbund oder den Kragen des Kupplungsbundes aus AluminiLäm oder einer Aiuminiumlegierung herzustellen, während der Rohrkörper aus einem Stahiwerkstoff gefertigt ist. Durch diese Werkstoffkombination wird im Verbindungsbereich zwischen dem Kragen des Kupplungsbundes und einer Außenseite des Rohrkörpers eine gleichzeitig kraft- und stoffschlüssige Verbindung erzeugt.
Unter Umständen kann, mit einem entsprechend starken Magnetfeld und einem in seiner Wandstärke entsprechend reduziertem Kragen, auch zwischen dem Kragen eines Kupplungshundes aus einem Stahl Werkstoff und dem Rohrende eines Rohrkörpers aus einem Stahlwerkstoff zumindest abschnittsweise eine kalte Schweißverbindung erzeugt werden, Zu den geometrischen Parametern gehört darüber hinaus auch der zwischen dem Kragen und dem Rohrende des Rohrkörpers zu überbrückende Abstand. Hierbei kann der Kragen unter Beachtung der aus dem Innendruck resultierenden Zugspannungsanforderungen in seiner Wandstärke variiert werden. Die Wandstärke liegt hierbei vorzugsweise zwischen 1 ,0 mm bis 10,0 mm, insbesondere zwischen 1 ,5 mm bis 3,0 mm. Der zu überbrückende Abstand zwischen dem Kragen und dem Rohrende kann zwischen 0,5 mm und 8,0 mm variieren und liegt insbesondere bei 2,0 mm bis 3,0 mm.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform beschreibt die Anordnung einer Hülse am Kragen des Kupplungsbundes. Hierbei kann der Kupplungsbund aus Stahl bestehen und die Hülse aus einem gut elektrisch leitfähigen Werkstoff, bevorzugt aus Aluminium oder einer A!uminiumSegierung. Dieses eignet sich aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit und aufgrund seiner guten Kaitverformbarkeit besonders gut für das elektromagnetische Umformen. Die Hülse kann mittig oder am Ende des Kragens angeordnet sein. Vorzugsweise ist sie am zum Rohrkörper weisenden Ende des Kragens entlang der Außenseite des Kragens kraft- und/oder formschiüssig mit diesem verbunden.
Die Hülse dient in dieser Anordnung als eine Art Treiber, da aufgrund ihrer hohen elektrischen Leitfähigkeit ein stärkerer elektromagnetischer Kraftimpuls erzielt wird als in dem Kragen aus Stahl. Durch diesen Kraftimpuis wiederum vergrößert sich die Beschleunigung, mit welcher der Kragen gegen das Rohr gepresst wird. Dadurch ist es möglich, über die kraft- und formschiüssige Verbindung zwischen dem Kragen und dem Rohrende des Rohrkörpers hinaus, zusätzlich eine stoffscbiüssige Verbindung in Form einer kalten Schweißverbindung zwischen dem Rohr und dem Kragen zu erzielen.
Als besonders vorteilhaft wird es darüber angesehen, wenn am Rohrende des Rohrkörpers ein Formschlusselement angeordnet ist. Dies führt dazu, dass der Kragen des Kupplungsbundes sich beim elektromagnetischen Umformen derart um das Formschlusselement schließt, dass dieses eine Art Widerlagerfunktion ausübt. Dadurch kann die Festigkeit der Verbindung zwischen Rohrkörper und Kupplungsbund zusätzlich erhöht werden.
Das Formschiusselement kann dabei in Form von Vertiefungen und/oder Vorsprüngen ausgestaltet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dass Formschlusselement als umlaufende Nut ausgeführt ist. Hierbei weist beispielsweise die Außenseite des Rohrendes eine umlaufende Vertiefung auf,
Beim elektromagnetischen Umformen wird der Kragen in diese Nut hineingedrückt, so dass eine Hinierschneidung zwischen Kragen und Rohrende erzeugt wird, welche die Festigkeit zwischen Kupplungsbund und Rohrkörper verstärkt. Reicht die bei der elektromagnetischen Umformung erzielte Beschleunigung aus, den Kragen des Kupplungsbundes mit dem Rohrende des Rohrkörpers zu verschweißen, wird eine sowohl form- und kraftschlüssige als auch stoffschiüssige Verbindung erzielt. Die erreichbare Beschleunigung kann dabei durch die Wahl der Paramater der Spulenanordnung oder/und durch die Wahl des Stahlwerkstoffes für den Kupplungsbund und die Wandstärke des Kragens beeinflusst werden. Ebenso kann die Beschleunigung bei der Umformung erhöht werden, wenn der Kupplungsbund und/oder der Kragen des Kupplungsbundes aus einem sehr gut elektrisch leitfähigen Werkstoff bestehen. Alternativ kann auch ein Treiber, beispielsweise in Form einer an der Außenseite des Kragens angeordneten Hülse, aus einem sehr gut elektrisch leitfähigen Werkstoff eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Förderrohres, bei weichem an wenigstens einem Rohrende eines Rohrkörpers ein Kuppiungsbund festgelegt wird, ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
Das konzentrische Anordnen eines Kragens des Kupplungsbundes um ein Ende des Rohrkörpers,
Die Verformung des Kragens durch elektromagnetisches Umformen derart, dass zwischen dem Kragen des Kupplungsbundes und dem Rohrende des Rohrkörpers eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung entsteht.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn vor der Verformung des Kragens eine Hülse am Kragen angeordnet wird, welche beim elektromagnetischen Umformen zusammen mit dem Kragen verformt wird.
Die verwendete Hülse besteht hierbei vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einer besseren elektrischen Leitfähigkeit als der für den Kupplungsbund und den Rohrkörper eingesetzte Stahl Werkstoff. So kann die Hülse beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumiegierung bestehen.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn der Kragen so zum Rohrende ausgerichtet wird, dass zwischen einer Außenseite des Rohrkörpers und einer Innenseite des Kragens ein umlaufender Abstand von 0,5 mm bis 8,0 mm, vorzugsweise von 2,0 mm bis 3,0 mm besteht.
Die Erfindung sieht vor, dass vor der Verformung des Kragens eine Äbstützung innerhalb des Rohrkörpers im Bereich des Kuppiungsbundes angeordnet werden kann. Bei dieser AbStützung kann es sich beispielsweise um einen Dorn handeln, welcher einen an die innere Kontur des Robrkörpers im Bereich des Kuppiungsbundes angepassten äußeren Querschnitt besitzt.
Der besondere Vorteil besteht hierbei in einer Lagerung der Wandung des Rohrkörpers durch die Äbstützung während der Verformung des Kragens. Hierdurch wird insbesondere dessen etwaige Rückfederung im elastischen Bereich wirksam verhindert. Im Ergebnis wird so ein deutisch besserer Forrnschiuss zwischen dem Kragen und der Außenseite des Rohrkörpers ermöglicht. Selbstverständlich wird hierdurch auch die etwaige kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung verbessert.
Bei der Afastützung kann es sich beispielsweise um einen einteiligen oder mehrteiligen Dorn handeln.
Eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 14.
Dieser betrifft ein Förderrohr für den Feststofftransport, das an einem Rohrende eines Rohrkörpers zumindest einen Kupplungsbund aufweist, wobei ein Ende des Kupplungsbundes das Rohrende des Rohrkörpers umgreift und wobei das Rohrende und das Ende des Kupplungsbundes zumindest mit einer Teiilänge von einer Hülse umschlossen sind. Dabei ist das Ende des Kupplungsbundes und das Rohrende des Rohrkörpers zumindest bereichsweise formschlüssig und/oder kraftstoffschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Hülse verbunden.
Die Verbindung zwischen Hülse und Rohrkörper und Hülse und Kupplungsbund kann eine durch elektromagnetisches Umformen erzeugte form- und/oder kraftschiüssige Verbindung sein. Diese Art der Verbindung wird auch als Crimpverbindung bezeichnet.
Es ist ebenso möglich, dass die Verbindung zwischen der Hülse und dem Kupplungsbund und der Hülse und dem Rohrkörper gleichzeitig auch eine stoffschlüssige Verbindung ist. Diese Art der Verbindung wird auch als EMPT- Schwesßverbindung bezeichnet.
Darüber hinaus kann die Verbindung zwischen Kupplungsbund und Hülse und Hülse und Rohrkörper auch form-, kraft- und stoffschlüssig sein. Diese Art der elektromagnetischen Umformung entspräche einer Kombination von Crimpen und E PT-Sch weißen. In einer besonders bevorzugten Ausführung weist die Hülse an ihrer Innenseite ein Gegenlager für die Stirnseite des Kragens auf. Dies ermöglicht eine einfache und gleichzeitig definierte Anordnung und Ausrichtung des Kupplungsbundes in der Hülse.
Vorteilhafterweise hat die Hülse verschiedene Innendurchmesser, um den konstanten Abstand sowohl zwischen der Außenseite des Rohrendes und einer Innenseite der Hülse sowie zwischen der Außenseite des Kupplungsbundes und einer Innenseite der Hülse zu erzielen. Vorzugsweise beträgt dieser Abstand 0,5 bis 8,0 mm, insbesondere 2,0 mm bis 3,0 mm. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Wandstärken der Hülse in beiden Verbindungsbereiehen die gleiche Stärke aufweist. Dadurch werden im Verbindungsbereich von Hülse und Kupplungsbund und im Verbindungsbereich von Hülse und Rohrkörper gleich große Beschleunigungen bei der Umformung der Hülse erzeugt und beide Verbindungen weisen nach dem elektromagnetischen Umformen somit auch die gleiche Festigkeit auf.
Um neben einer kraftscbiüssigen Verbindung auch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Hülse und Kupplungsbund und Hülse und Rohrende zu realisieren besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Hülse aus einem sehr gut leitfähigen Werkstoff herzustellen, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumiegierung. Eine andere Möglichkeit ist beispielsweise die entsprechende Anpassung der Parameter der Spulenanordnung und beispielsweise eine Kombination eines entsprechend gut geeignetem Stahlwerkstoff für den Kupplungsbund mit einer entsprechend dimensionierten Wandstärke des Kragens des Kupplungsbundes sowie dem bei der Umformung zu überbrückendem Abstand zwischen Kragen und Röhrende.
In einer alternativen Ausgestaltung hierzu kann die Hülse aber auch aus Stahl bestehen und sowohl im Verbindungsbereich zwischen Hülse und Kupplungsbund und/oder im Verbindungsbereich zwischen Hülse und Rohrkörper eine Art Treiber aus einem sehr gut elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung angeordnet sein. Dieser kann die Hülse teilweise oder ganz entlang ihrer Außenseite umgreifend angeordnet sein und erhöht aufgrund seiner größeren elektrischen Leitfähigkeit die Beschleunigung mit welcher die Hülse während des elektromagnetischen Urnformens gegen den Kupplungsbund bzw. den Rohrkörper gepresst wird. Dadurch kann im Verbindungsbereich zwischen Hülse und Kupplungshund und/oder im Verbindungsbereich zwischen Hülse und Rohrkörper zusätzlich zur kraftschlüssigen Verbindung eine stoffschlüssige Verbindung erzielt werden,
Die Festigkeit der Verbindung kann weiterhin dadurch verbessert werden, dass an dem Rohrende ein Formschlüsselement angeordnet ist. Ebenso kann auch am Ende des Kupplungsbundes ein Formschiusselement vorgesehen sein. Nach dem Verbinden von Hülse und Kupplungsbund und Hülse und Rohrkörper bilden diese Formschlusselemente eine Art Widerlager. In diesem Falle ist die Verbindung formschiüssig, kraftschlüssig und stoffschlüssig, wodurch sich ihre Festigkeit zusätzlich erhöht.
Das Formschlusselement kann sowohl in Form von Vertiefungen entlang der Außenseite des Rohrkörpers als auch entlang der Außenseite des Kupplungsbundes ausgestaltet sein. Es ist aber ebenso möglich, das Formschiusselement in Form von Vorsprüngen auszugestalten. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des Formschlusselements in Form einer umlaufenden Nut in der Außenseite des Rohrkörpers bzw. in der Außenseite des Kupplungsbundes, so dass sich durch die Formschlusseiemente gebildete Widerlager gleichmäßig über den Umfang von Kupplungselement und Rohrkörper erstreckt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Hersteilung des Förderrohres, bei welchem an wenigstens einem Rohrende eines Rohrkörpers ein Kupplungsbund festgelegt wird, ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
Ein Ende des Kupplungsbundes sowie das Rohrende des Rohrkörpers werden zu einer Hülse ausgerichtet und in die Montageposition gebracht. Die Hülse wird durch elektromagnetisches Umformen derart verformt, dass zwischen dem Ende des Kupplungsbundes und der Hülse sowie zwischen dem Rohrende des Rohrkörpers eine formschlüssige und/oder Kraftschlüssige und/oder stoffsehlüssige Verbindung entsteht.
Vorzugsweise wird bei dem Verfahren eine Hülse aus einem sehr gut elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eingesetzt.
Alternativ kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Kupplungsbund und Rohrende auch dadurch erzielt werden, dass beispielsweise die Wandstärke des Kragens des Kupplungsbundes und die Parameter der Spulenanordnung entsprechend dimensioniert werden, um die für eine Verschweißung notwendige Beschleunigung bei der Umformung des Kragens zu erreichen.
Der Kupplungsbund kann beim Ausrichten zur Hülse mit seiner zum Rohrkörper weisenden Stirnseite an einem Gegenlager der Hülse ausgerichtet werden.
Bevorzugt wird vor der Verformung der Hülse eine Abstüizung innerhalb des Rohrkörpers angeordnet. Die Abstüizung wird dabei im Bereich des Kupplungsbundes innerhaib des Rohrkörpers eingesetzt, um diesen während der Verformung der Hülse von innen her zu stützen. Durch die Abstüizung wird eine etwaige elastische Nachgiebigkeit oder gar plastische Deformation des Rohrquerschnitts während der Verformung der Hülse aufgefangen sowie verhindert. Das über die Abstüizung erreichte Ausbleiben einer etwaigen Verformung sowie der daraus resultierenden Rückfederung wird insbesondere die formschiüssige Verbindung zwischen dem Rohrende des Rohrkörpers und der Hülse deutiich verbessert. Selbstverständlich wird hierdurch auch die kraftschlüssige und/oder stoffschiüssige Verbindung verbessert.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen veranschaulichten Anführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1 , 1 a Querschnitte durch ein Rohrende mit Kupplungsbund; Figuren 2, 2a Querschnitte durch ein Rohrende mit Kupplungsbund;
Figuren 3 - 3b Querschnitte durch ein Rohrende mit Kuppiungsbund und
Hülse;
Figur 4 Querschnitt durch ein Rohrende mit Kuppiungsbund sowie
Figuren 5 - 5a Querschnitt durch ein Rohrende mit Kuppiungsbund und
Abstützdorn.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieie dienen der Veranschaulichung des Erfindungsgedankens limitieren diesen jedoch nicht,
Figur 1 zeigt ein Rohrende 1 eines Rohrkörpers 2 eines Förderrohres 3 für den Feststoffiransport. Am Rohrende 1 angeordnet ist ein Kuppiungsbund 4. An einem in Richtung des Förderrohres 3 weisenden Ende 5 des Kupplungsbundes 4 ist ein umlaufender Kragen 8 angeordnet. Der Kragen 8 umgreift das Rohrende 1 des Rohrkörpers 2. Vorzugsweise hat der Kragen 8 eine Wandstärke S von 1 ,0 mm bis 10,0 mm, insbesondere von 1 ,5 mm bis 3,0 mm. Der Abstand A zwischen einer Außenseite 7 des Rohrkörpers 2 und einer Innenseite 8 des Kragens 8 beträgt vorzugsweise 0,5 bis 8,0 mm, insbesondere jedoch 2,0 bis 3,0 mm. Stirnseitig des Rohrkörpers 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Kupplungsbundes 4 ein Verschleißring 9 angeordnet. Der Einsatz eines solchen Verschleißringes ist jedoch nicht zwingend notwendig.
Figur 1 a zeigt den Rohrkörper 2 mit dem Kuppiungsbund 4 nach dem elektromagnetischen Umformen. Hierbei wurde der Kragen 8 des Kupplungsbundes 4 derart verformt, dass er endseiiig gegen die Außenseite 7 des Rohrkörpers 2 gepresst ist. Wird beispielsweise statt eines Kupplungsbundes 4 aus Stahl ein Kupplungsbund aus einem besser elektrisch leitfähigen Material eingesetzt, so kann im Verbindungsbereich 10 von Kragen 8 und Rohrende 1 zwischen der Innenseite 8 des Kragens 8 und der Außenseite 7 des Rohrkörpers 2 eine kalte Schweißverbindung erzielt werden. Figur 2 zeigt, ähnlich wie Figur 1 , ein Rohrende 1 eines Rohrkörpers 2 mit einem Kupplungsbund 4, wobei der in Richtung des Rohrkörpers 2 weisende Kragen 8 des Kupplungsbundes 4 das Rohrende 1 mit einer Teiliänge L umgreift. Der Kupplungsbund 4 weist ebenfalls einen in Richtung des Rohrkörpers 2 weisenden Kragen 8 auf. Am Kragen 6 angeordnet ist eine Hülse 1 1 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Hülse 1 1 endseitig an einer Außenseite 12 des Kragens 8 angeordnet. Dabei kann die Hülse 1 1 sowohl form- als auch kraftschlüssig an diesem festgelegt sein. Diese Ausführungsvariante weist hier zusätzlich an der Außenseite 7 des Rohrkörpers 2 ein Formschlusselement 13 in Form einer umlaufenden Nut auf.
Die Figur 2a zeigt einen Ausschnitt aus Figur 2 nach dem Verbinden. Hierbei wird sowohl der Kragen 8 als auch die Hülse 1 1 durch das elektromagnetische Umformen derart verformt, dass das Material vors Kragen 6 und Hülse 1 1 in die Nut des Formschlusselements 13 hinein gepresst wird. Durch die erhöhte Beschleunigung beim Verformen des Kragens aufgrund der durch ihre sehr gute Magnetisierbarkeit als Treiber fungierenden Hülse entsteht zusätzlich zur form- und kraftschlüssigen Verbindung auch eine stoffschlüssige Verbindung. Eine angestrebte Schweißnahtbreite B liegt vorzugsweise etwa im Bereich von 5,0 mm. Die Schweißnahtbreite B kann, abgesehen von diesem beispielhaften Wert, je nach Bedarf beispielsweise durch die geometrische Ausgestaltung der zu verbindenden Teile und durch die Wahl der Größe der eingesetzten Spulenanordnung vergrößert oder verkleinert werden.
Das Formschlusselement 1 3 bildet mit dem Kragen eine Hinterschneidung, in Form eines Widerlagers, welches für zusätzlichen Halt zwischen Kupplungsbund 4 und Rohrkörper 2 sorgt.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch ein Rohrende 1 mit einem Kupplungsbund 14, bei welchem sowohl ein Ende 24 des Kupplungsbundes 14 als auch das Rohrende 1 mit einer Teillänge L Li von einer Hülse 15 umgriffen sind. Die Hülse 15 weist hier unterschiedliche Innendurchmesser I 12 auf, Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, um einen gleichmäßigen Abstand A1 , Ä2 zwischen der Außenseite 7 des Rohrkörpers 2 und der Außenseite 16 des Kupplungsbundes 14 mit der Innenseite 17 der Hülse 15 zu realisieren. Die Hülse 15 weist außerdem eine Art Gegenlager W für eine Stirnseite 18 des Kuppiungsbundes 14 auf. Dies ist insbesondere für eine schnelie und genaue Montage bzw. Ausrichtung von Kupplungsbund 14 und Rohrkörper 2 und Hülse 15 zueinander vorteilhaft. Das Gegenlager W ist hierbei als eine Art nach innen gerichteter Vorsprung ausgestaltet mit einer zum Kupplungsbund 14 weisenden ebenen Aufiauffiäche 19 für die Stirnseite 18 des Kuppiungsbundes 14. Vorzugsweise weist die Hülse 15 eine Wandstärke S1 von 2,0 mm bis 10,0 mm, insbesondere von 3,0 mm bis 4,0 mm auf.
Figur 3a zeigt einen Ausschnitt aus Figur 3 nach dem elektromagnetischen Umformen der Hülse 15, Bei der so erzeugten Verbindung von Hülse 15 und Kupplungsbund 14 und Hülse 15 und Rohrkörper 2, wurden beide Hülsenenden 20 derart verformt, dass sich eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse 15 und dem Kuppiungsbund 14 sowie der Hülse 15 und dem Rohrkörper 2 ausgebildet hat.
Um bei der elektromagnetischen Umformung neben einer kraftschiüssigen Verbindung auch eine stoffschlüssige Verbindung in einem Verbindungsbereich 21 von Innenseite 17 der Hülse 15 und AufSenseste 18 des Kuppiungsbundes 14 bzw. Innenseite 17 der Hülse 15 und Außenseite 18 des Rohrkörpers 2 zu erzielen, kann beispielsweise anstelle einer Hülse aus Stahl eine Hülse aus einem besser elektrisch ieitfähigen Werkstoff, wie beispielsweise Aluminium oder einer Alurniniumlegierung eingesetzt werden.
Zur Erhöhung der Festigkeit der Verbindung zwischen Kuppiungsbund 14 und Rohrende 1 kann auch hier ähnlich wie in Figur 2, 2a dargestellt ein Formschlusseiement am Rohrende vorgesehen sein.
Darüber hinaus ist es, wie in Abbildung 3b ersichtlich, ebenfalls möglich, in der Außenseite 18 des Kuppiungsbundes 14a ein Formschlusseiement 22 anzuordnen, hier in Form einer Nut, ebenso wie ein Formschlusseiement 13 in der Außenseite 7 des Rohrkörpers 2 angeordnet werden kann, hier ebenfalls in Form einer Nut. Dadurch wird das Material der Hülse 15 beim elektromagnetischen Umformen auch in die Formschlusselemente 13, 22 eingepresst, wodurch ein Widerlager und somit eine erhöhte Festigkeit zwischen Kupplungsbund 14 und Hülse 15 bzw. zwischen Rohrkörper 2 und Hülse 15 realisiert wird. Die so erzielte kraftschiüssige und gleichzeitig formschlüssige Verbindung, bei weicher das oder die Formschiusselemente 13s 22 zusätzlich als eine Art Widerlager fungieren, ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine stoffschlüssige Verbindung zwar optional aber nicht zwingend notwendig ist.
Fig. 4 zeigt darüber hinaus, dass es ebenso möglich ist, das Ende des Kragens 8 des Kupplungsbundes 4 mitteis eines Aluminiumelements 23 derart zu umgreifen, dass durch das elektromagnetische Umformen eine besonders stabile Verbindung erzeugbar ist.
Figur 5 zeigt stellvertretend für die vorherigen Figuren die Anordnung einer Abstützung 25a innerhalb des Rohrkörpers 2 des Förderrohres 3. Die in einer Seitenansicht dargestellte Abstützung 25a ist innerhalb der geschnittenen Darstellung des Förderrohres 3 im Bereich des Kupplungsbundes 4 angeordnet. Die Abstützung 25a ist vorliegend als einteiliger Dorn ausgebildet, dessen äußerer Querschnitt an die innere Kontur des Rohrkörpers 2 angepasst ist. Um eine einfache Einführung der Abstützung 25a in das Rohrende 1 des Rohrkörpers 2 zu ermöglichen, weist die Abstützung 25a an ihrem in das Rohrende 1 eingeführten Endabschnitt 28a eine umlaufende Fase 27a auf.
Die Abstützung 25a ist dafür vorgesehen, vor der Verformung des Kragens 8 in das Rohrende 1 des Rohrkörpers 2 eingeführt zu werden. Hierbei liegt die Abstützung 25a bevorzugt zumindest abschnittsweise mit einem Teilbereich ihres Außenumfangs an den Innenumfang des Rohrkörpers 2 im Bereich des Kragens 8 an. Auf diese Weise wird das Rohrende 1 und damit der gesamte Rohrkörper 2 während der Verformung des Kragens 8 in seiner Querschnittsform stabilisiert. Mit anderen Worten dient die Abstützung 25a dazu, etwaige über die Verformung des Kragens 6 in den Rohrkörper 2, näher hin in dessen Rohrende 1 eingetragene Umformkräfte aufzunehmen. Hierdurch wird ein mögliches Zurückweichen des Rohrkörpers 2 während der Umformung des Kragens 8 wirksam verhindert.
Der besondere Vorteil besteht darin, dass eine deutlich bessere formschlüssige Verbindung zwischen Kuppiungsbund 4 und Rohrkörper 2 geschaffen wird, da neben einem plastischen Verformung des Rohrkörpers 2 insbesondere dessen elastische Verformung und damit einhergehende Rückfederung unterbunden wird. Selbstverständlich wird hierdurch auch die kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen Rohrkörper 2 und Kuppiungsbund 4 verbessert.
Nach der Verformung des Kragens 6 wird die Abstützung 25a wieder aus dem Rohrende 1 des Rohkörpers 2 entfernt.
Grundsätzlich kann der Querschnitt der Abstützung 25a insgesamt konisch ausgebildet sein, um beispielsweise bei einem kreisrunden innenquerschnitt des Rohrkörpers 2 mit zunehmender Einstecktiefe in dessen Rohrende 1 eine umfangsseitige Berührung mit der inneren Wandung des Rohrkörpers 2 zu ermöglichen.
Figur 5a zeigt eine alternative Ausführungsform der bereits in Figur 5 dargestellten Abstützung 25a. In Form einer mehrteiligen Abstützung 25b wird diese ebenfalls vor der Verformung des Kragens 6 innerhalb des Rohrkörpers 2 im Bereich des Kupplungsbundes 4 angeordnet. Durch die Mehrteiligkeit der Abstützung 25b kann diese zunächst ohne jeglichen Wiederstand in das Rohrende 1 des Rohrkörpers 2 eingeführt werden. Sobald die Abstützung 25b ihre vorgesehene Lage im Bereich des Kupplungsbundes 4 erreicht, können deren einzelne Segmente 25c radial nach außen bewegt und so an die innere Wandung des Rohrkörpers 2 angelegt werden. Selbstverständlich können die einzelnen Segmente 25c auch nur nah an die Innenwandung des Rohrkörpers 2 bewegt werden oder gegen diese verspannt werden. Wie bereits an der einteiligen Abstützung 25a in Figur 5 dargestellt, weist auch die mehrteilige Abstützung 25b, näher hin deren einzelne Segmente 25c, jeweils einen Endabschnitt 26b auf, welcher eine Fase 27b umfasst
Im Rahmen der Erfindung ist auch vorgesehen, dass das Förderrohr 3, in nicht näher dargestellter Art und Weise auch doppelwandig ausgeführt sein kann. Hierbei wird es als besonders vorteilhaft angesehen, dass dabei das innen liegende Rohr des Rohrkörpers 2 eine gegenüber dem äußeren Rohr des Rohrkörpers 2 größere Härte besitzt. Neben der so vorhandenen Unempfindlichkeit des nicht gehärteten äußeren Rohres, beispielsweise gegenüber Schlägen, weist das innere gehärtete Rohr des Rohrkörpers 2 einen dementsprechenden höheren Wiederstand gegenüber Verschleiß auf. Durch den erhöhten Wiederstand des inneren Rohrs gegenüber abrasiver Einwirkungen ist dieses allerdings weniger elastisch, so dass durch den Einsatz der Abstützung 25a, 25b dieses gegenüber schädigenden Verformungen geschützt ist.
Im Ergebnis wird somit das gegenüber denn äußeren Rohr sprödere innere Rohr wirksam vor etwaigen Rissen während der Verformung des Kragens 6 und/oder der Hülse 15 wirksam geschützt.
1 ~ Rohrende
2 «■ Rohrkörper
3 - Förderrohr
4 - Kupplungsbund
5 ~ Ende v. 4
6 Kragen
7 »■ Außenseite v. 2
8 »■ Innenseite v. 8 9 - Verschleißring0 » Verbindungshereich 1 - Hülse
2 ~ Außenseite v. 8 3 ~ Formschlusselement4 » Kupplungsbund5 » Hülse
8 « Außenseite v. 147 ~ Innenseite v. 158 - Stirnseite v, 149 » Hüisenende
0 » Hülsenende
1 -■ Verbindungsbereiche2 ~ Forrnschiusselernent3 - Aluminiumeiement4 - Ende v. 14
a AbsiützLsng, einteiligb ~ Abstützung mehrteiliga -~ Endabschnitt von 25ab ·> Endabschnitt von 25ba » Fase an 28ab - Fase an 26b A ~ Abstand
B - Schweißnahibreite S, S1 - Wandstärke von 1 1 u. 15 S1 , 12 - Innendurchmesser von 15 L, 11 - Teillänge
W ~ Gegeniager

Claims

1. Förderrohr (3) für den Feststofftransport, dass einen Rohrkörper (2) und an einem Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) zumindest einen Kuppiungsbund (4) aufweist, wobei der Kuppiungsbund (4) einen umlaufenden Kragen (6) aufweist, der zumindest mit einer Teillänge (L) das Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) übergreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) und der Kragen (8) des Kupplungsbundes (4) zumindest bereichsweise durch eine mittels elektromagnetischer Umformung erzeugten Verbindung miteinander verbünden sind.
2. Förderrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Kragen (8) und dem Rohrende (1) eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung ist.
3. Förderrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) ein Formschlusselement (13) angeordnet ist.
4. Förderrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formschlusselement (13) als umlaufende Nut ausgeführt ist.
5. Förderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Kragen (6) des Kupplungsbundes (4) eine Hülse (11) angeordnet ist.
6. Förderrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11 ) aus Aluminium oder einer Aiuminiumlegierung besteht.
7. Förderrohr nach Anspruch 5 oder 8, dadurch geken zeichnet, dass die Hülse (11) den Kragen (6) umgreift.
8. Förderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse {11} an einer Außenseite (12) des Kupplungsbundes {4} form-und/oder kraftsehlüssig angeordnet ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Förderrohres (3), bei welchem an wenigstens einem Rohrende (1) eines Rohrkörpers (2) ein Kupplungsbund (4) festgelegt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte: konzentrisches Anordnen eines Kragens (8) des Kupplungsbundes (4) um ein Rohrende (1) des Rohrkörpers (2);
Verformung des Kragens (6) durch elektromagnetische Umformung derart, dass zwischen dem Kragen (6) des Kupplungsbundes (4) und dem Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) eine formscbiüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschiüssige Verbindung entsteht,
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verformung des Kragens (8) eine Hülse (11) am Kragen {6} angeordnet wird, weiche während des elektromagnetischen Umformens mit dem Kragen {8} verformt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (11) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eingesetzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (8) so zum Rohrende (1) ausgerichtet wird, dass zwischen einer Außenseite (7) des Rohrkörpers (2) und einer Innenseite (8) des Kragens (8) ein umlaufender Abstand A von 0,5 mm bis 6,0 mm, vorzugsweise von 2,0 mm bis 3,0 mm, besteht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verformung des Kragens (8) eine Abstützung (25a, 25b), innerhalb des Rohrkörpers (2) im Bereich des Kupplungsbundes (4) angeordnet wird.
14. Förderrohr (11) für den Festsioffiransport, dass einen Rohrkörper (2) und an einem Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) zumindest einen Kupp!ungsbund (14) aufweist, wobei ein Ende (24) des Kupplungsbundes
(14) das Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) mit einer Teillänge (L) umgreift und wobei das Rohrende (1) und das Ende (24) des Kupplungsbundes (14) zumindest mit einer Teiilänge (Li) von einer Hülse (15) umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Kupplungsbundes (14) und das Rohrende (1) des Rohrkörpers (2) zumindest bereichsweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Hülse
(15) verbunden sind.
15. Förderrohr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung eine mittels elektromagnetischer Umformung erzeugte Verbindung ist.
18. Förderrohr nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (15) an ihrer Innenseite (17) ein Gegenlager (W) für eine Stirnseite (18) des Kragens (6) aufweist.
17. Förderrohr nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (15) verschiedene Innendurchmesser (11 , 12) aufweist.
18. Förderrohr nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüise (15) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
19. Förderrohr nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rohrende (1) ein Formschlusselement (13) angeordnet ist
20. Förderrohr nach Anspruch 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende (24) des Kupplungsbundes (14) ein Formschlusselement (22) angeordnet ist.
21 . Verfahren zur Herstellung eines Förderrohres (3), bei weichem an wenigstens einem Rohrende (1 ) eines Rohrkörpers (2) ein Kupplungsbund (14) festgelegt wird, gekennzeichnet durch foigende Schritte: ein Ende (24) des Kuppiungsbundes (14) und das Rohrende (1 ) des Rohrkörpers (2) werden zu einer Hülse (15) ausgerichtet und in die Montageposition gebracht;
~ Verformung der Hülse (15) durch elektromagnetisches Umformen derart, dass zwischen dem Ende (24) des Kupplungsbundes (14) und der Hülse (15) sowie zwischen dem Rohrende (1 ) des Rohrkörpers (2) und der Hülse (15) eine formschlüssige und/oder kraftsehiüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung entsteht,
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbund (14) mit seiner zum Rohrkörper (2) weisenden Stirnseite (18) an einem Gegenlager der Hülse (15) ausgerichtet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (15) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eingesetzt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, d a d u rc h g e ke n nze i ch n e t , dass vor der Verformung der Hülse (15) eine Abstützung (25a; 25b) innerhalb des Rohrkörpers (2) im Bereich des Kupplungsbundes (14) angeordnet wird.
PCT/DE2012/100328 2011-11-17 2012-10-24 Feststofftransportrohr WO2013071923A1 (de)

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DE102011055447.5 2011-11-17
DE201110055447 DE102011055447A1 (de) 2011-11-17 2011-11-17 Feststofftransportrohr

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