DE2742118B1

DE2742118B1 - Verfahren zum Erstellen einer Verschleiss-Schutzanordnung fuer ein Rohr und Grundkoerper fuer eine Verschleiss-Schutzbuechse zur Ausfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2742118B1
Application number: DE772742118A
Authority: DE
Inventors: Hans Fricker
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1977-09-13
Filing date: 1977-09-19
Publication date: 1979-03-01
Also published as: US4199853A; FR2402824B1; FR2402824A1; DE2742118C2; JPS5450746A; GB2004343B; CH625324A5; GB2004343A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer Verschleiß-Schutzanordnung für ein Rohr, die aus einer Hülse und einer durch die Hülse auf dem zu

i^r> schützenden Rohr festgeklemmten Büchse besteht, wobei die Hülse aus mindestens zwei in Umfangsrichtung getrennten keilartigen Schalen zusammengesetzt ist.

Aus der CH-PS 4 91 31 3 ist eine Verschleiß-Schutzan-Ordnung bekannt, durch die Rohre, die im Bereich ihrer Halterungen dem Verschleiß ausgesetzt sind, geschützt werden; diese Anordnung besieht aus einer Büchse, die an der zu schützenden Stelle des Rohres durch Keile auf das Rohr aufgepreßt ist. Sie hat sich in der Praxis

4^r> bewährt, ihr haftet jedoch der Nachteil an, daß die Büchse jeweils im voraus auf das Rohr aufgefädelt oder in die Halterung eingebaut werden muß. Bei der Konstruktion und Fertigung ergeben sich dabei unter Umständen Schwierigkeiten. Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Anordnung so zu modifizieren, daß auch nachträglich an einem Rohr noch Halterungen angebracht werden können.

Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren derart gelöst, daß ein C-förmig offener Grundkörper radial über das Rohr geschoben, zu einer ringartigen Büchse zusammengebogen, etwa längs einer Mantellinie verschweißt und darauf mittels der keilartigen Schalen auf dem zu schützenden Rohr verkeilt wird. Auf diese Weise können die Büchsen neben den

bo vorgesehenen Halterungen um das zu schützende, bereits verlegte Rohr herumgelegt, verformt und durch Schweißen geschlossen werden, ohne daß ein Einfädeln vom Ende des Rohres her erforderlich ist.

In Weiterentwicklung des neuen Verfahrens ergeben sich eine Reihe von vorteilhaften Maßnahmen für seine Durchführung. So kann bei kleinen Stückzahlen der Grundkörper zweckmäßigerweise aus einem Rohrstück durch konische Formgebung der Innenseite, Auftrennen

lungs einer Mantellinie und Aufbiegen hergestellt weiden, wobei die konische Formgebung besonders wirtschaftlich durch Aufdornen erfolgen kann, l'ür große Stückzahlen, für die sich die Herstellung einer Gesenkform lohnt, empfiehlt sich, den Grundkörper aus Blech /u stanzen und in die gewünschte Gestalt durch fressen zu verformen. Durch Bildung mindestens eines endständigen Bundes, der vorzugsweise durch spanabhebende Bearbeitung der Außenseite der Büchse hergestellt wird, läßt sich auf einfache Weise eine Sicherung gegen axiale Verschiebung der Büchse in der Halterung schaffen.

Dm die Verformung beim Biegen des (irundkörpers auf einen engen Mantelbereich der Büchse zu beschränken, kann man das Biegewiderslandsmomenl der Büchsenwand in einem dem Trennschnitt diametral gegenüberliegenden Bereich herabsetzen, was vorteilhaft durch lokales Abarbeiten des oder der Bunde vorgenommen werden kann.

Hin zweckmäßiges Vorgehen für die Montage der Büchse mit Hilfe der keilartigen Schalen kann darin bestehen, daß die keilartigen Schalen in ihre Kndposition am Rohr gebracht und der zu einer Büchse zusammengeschweißte Grundkörper mit einer an der Schale sich abstützenden Zange axial aufgepreßt wird. Auf diese Weise werden gegenüber dem [Eintreiben von Keilen in eine relativ zum Rohr feststehenden Büchse die axialen Kräfte etwa auf die Hälfte verringert.

Eine zweite vorteilhafte Ausführungsform der Büchse weist — im Gegensatz zu der vorstehend beschriebenen Büchse — im wesentlichen eine zylindrische Innenfläche auf; in den Spalt zwischen ihr und dem Rohr können zweckmäßigerweisc eine gerade Anzahl Schalen abwechselnd von ihrem einen oder anderen Ende aus eingepreßt werden. Bei dieser Auslührungsform ist insbesondere die Gefahr einer axialen Verschiebung der Büchse auch ohne die erwähnten Bunde vermieden.

Werden bei der vorbeschriebenen Ausführiingsform die keilartigen Schalen durch sektorartiges Zerschneiden eines Zylinders gebildet, der mit geringer Neigung zu seiner Achse ausgebohrt wird, so läßt sich durch eine geometrisch einfach zu erzeugende Keilform eine sehr gleichmäßige Spannung in der Büchse erreichen.

Gegen Beschädigungen können die keilarligcn Schalen geschützt werden, wenn sie am stärkeren Ende einen Bund aufweisen. Sie können darüber hinaus durch einen aufbiegbaren Ansatz an ihrem dünneren Ende gegen Verschieben gesichert werden.

Eine gewisse radiale Elastizität der Büchse, die ein Nachgeben bei nicht übereinstimmenden Keilwinkeln der Schalen erlaubt, läßt sich erreichen, wenn die Verschweißung der zusammengebogenen Büchse nur über einen vorzugsweise mittleren Teil der Länge einer Mantcllinie erfolgt.

Eine Verschleiß-Schutzbüchse für die Anwendung des neuen Verfahrens ist gekennzeichnet durch zwei in einem Umfangsbereich deformierbare, längs einer Mantcllinie verbundene Halbringstücke, deren konkave Seiten einander zugewandt sind, und deren C-förmige öffnung zwischen den freien Enden etwa mindestens so groß ist wie der Durchmesser des zu stützenden Rohres.

Die Büchse kann dabei längs ihrer freien Mantcllinie zum Zusammenschweißen vorbearbeitet und/oder durch mindestens einen sich über einen Teil ihres Umfangs erstreckenden Bund versteift sein. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ihre Außenseite mit einer Chromkarbidschicht gegen ein Verschweißen mit der Halterung in reduzierender Atmosphäre geschützt ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

Cig. 1 zeigt einen Querschnitt durch zwei mittels einer Halterung verbundene Rohre, die durch eine Verschleibschulzanordnung geschützt ist;

F i g. 2 stellt einen Längsschnitt 11-11 von Fig. I durch eines der Rohre im Bereich einer Verschleiß-Schulzbüchse dar;

to F i g. 5 ist ein Schnitt durch einen geöffneten C-förmigen Grundkörper;

Fig. 4 gibt die Verschleiß Schlitzbüchse nach I" ig. i geschlossen und zusammengeschweißt wieder;

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch eine kcilartige Schale;

F i g. b stellt räumlich die Grundform eines zusammengehörigen Paares zweier keilartiger Schalen schematisch dar;

Fig. 7 zeigt den Slanzschnilt eines aus Blech gestanzten Grundkörpers;

Fig. 8 zeigt den Stanz.teil gemäß F i g. 7 nach einer ersten Biegeoperation;

F i g. 9 stellt den Stanzteil nach F i g. 8 in der endgültigen Form als geschlossene Büchse im Längsschnitt dar;

Fig. 10 zeigt die Büchse nach Fig. 9 zusammengeschweißt in Ansicht.

In den F i g. I und 2 werden zwei Rohre 1 und 2 durch eine Halterung in festem Abstand gehalten. Diese setzt so sich zusammen aus zwei gleichen Bügeln 4 und 5 aus Flachstahl, die aus je einem geraden Schenkel 6 mit daran angebogener U-F'orm 7 bestehen. Die Bügel sind durch zwei Querschweißnähte 8 und zwei Längsschweißnähte 9 zusammengeschweißt, innerhalb der J5 U-Formen 7 verlaufen die Rohre I und 2, vor Abnützung, insbesondere Reibungserosion (fretting corrosion) geschützt durch je eine Büchse 10, die in der U-Form leichtes Spiel aufweist und auf den Rohren 1 und 2 durch je drei Keile 12 verspannt ist.
Iede der Büchsen !0 besteht, wie F i g. J zeigt, aus einem offenen C-förmigen Grundkörper 15. der aus längs einer Mantcllinie zusammenhängenden Ringstükken gebildet ist und vorspringende Bunde 16 trägt. Im Bereich einer Maniellinic 17 ist der Grundkörper 15 durch eine Schweißraupe 18 zu einer Büchse 10 (F i g. 4) zusammengeschweißt. Der Schweißraupe 18 gegenüber sind die Bunde 16 auf einem Umfangsbereich 22 von etwa 50° entfernt. In diesem Bereich 22 ist das Widerstandsmoment des Grundkörpers 15 somit erheblich kleiner als auf dem restlichen Umfang, auf dem die Bunde 16 vorhanden sind.

Zwischen den Büchsen 10 und den Rohren 1 bzw. 2 sind je drei keilartige Schalen 12 eingepreßt, von denen in Fig. 5 ein Längsschnitt dargestellt ist. Diese Schalen 12 sind beispielsweise aus einer außen konisch gedrehten Hülse durch drei um 120" versetzte Axialschnitte hergestellt. Sie können aber auch aus einem kcilartigen profilierten Wal/.profil durch Rundbiegen gefertigt sein. Am einen Ende der Schalen 12 ist ein Bund 20 vorgesehen, so daß ein Werkzeug, mit dem man die Schalen beim Aufschieben der Büchse festhält, eine größere Angriffsfläche hat. Es ist selbstverständlich möglich, auf diesen Bund 20 zu verzichten.

Auf der gegenüberliegenden Seite weist die Schale 12 eine lappenartige Verlängerung 21 auf, die an ihrer Innenseite angeschrägt ist, so daß man mit einem Aufbiegewerkzeug zwischen sie und das Rohr 1 bzw. 2 eingreifen kann, wenr die Verlängerung 21 zur

Sicherung der Büchse 10 aufgebogen wird.

Die Büchse 10 ist innen, vorzugsweise der Koni/itüt der keilartigen Schale 12 entsprechend, leicht konisch ausgedreht oder durch Einpressen eines Dorns erweitert. IaIIs erforderlich ist sie nach dem Aufdornen wärmebehandelt worden.

Ks ist aber auch möglich, die Büchse 10 außen und innen zylindrisch auszubilden und paarweise, abwechselnd von beiden Seiten her, keilartige Schalen 33, 34 (Fig. 6) einzupressen. Nach F-i g. 6 ist ein Zylinder schräg ausgebohrt, so daß ein Rohr mit variabler Wandstärke entsteht. Das Rohr ist danach durch zwei radiale Trennschnitte 30 und 31 in die zwei Schalen 33, 34 derart aufgeschnitten, daß deren Querschnitt wechselseitig am einen F.ndc größer ist als am anderen, und daß die beiden Schnittflächen, in einem mittleren Wandstärkenbereich liegend, etwa rechteckig sind. Die Schalen 33, 34 werden von entgegengesetzten Seiten in die Büchse 10 eingepreßt, wobei am Anfang die Büchse 10 leicht oval deformiert wird. Selbstverständlich können auch in diesem Fall Sicherungsmittel, wie aufbiegbare Lappen oder ähnliches, vorgesehen sein.

Bei dieser Ausführungsform verläuft die Achse der Büchse 10 gegenüber der Achse des Rohres 1 wegen der geneigten Bohrung der Zylindcrschalen 33, 34 leicht geneigt, was bei der Anordnung der Halterung gegebenenfalls berücksichtigt werden muß.

Bei Fertigung großer Serien kann es zweckmäßig sein, die Büchse 10 durch Stanzen und Biegen aus Blech herzustellen. Wie F i g. 7 zeigt, ist es zweckmäßig, den Slanzschnitt des Grundkörpers 15 in der Form eines H auszubilden, wobei die entsprechenden Fcken ausgerundet werden können, um hohe Spitzenspannungen und Anrisse zu vermeiden. Nach dem Stanzen werden die Bunde 16 hochgebogen, wie F i g. 8 zeigt, und anschließend werden die Halbzylindcr der Büchse 10 gerundet, so daß ein Grundkörper 15 entsteht, der demjenigen der F i g. 3 ähnlich ist. F i g. 9 zeigt sodann eine leere Büchse 10 in fertig zusammengebogenem Zustand; sie ist in Fig. 10 in Ansicht mit einer Verbindungsraupe 18 dargestellt, die sich hier aber nur über einen mittleren Teil der Mantellänge 17 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform der Schweißnaht bleibt die Büchse 10 in erhöhtem Maße elastisch und plastisch deformierbar, so daß selbst bei Anwendung von einseitig angeordneten, keilartigcn Schalen 12 auf eine konische Formgebung der Innenfläche verziehtet werden kann. Dabei geht allerdings die Zylindrizität der Außenfläche der Büchse 10 verloren. Dies kann durch eine passende, konische Ausbildung der Halterung 3 kompensiert werden, falls notwendig.

|e nach den Genauigkeitsansprüchen kann es vorteilhaft sein, zum Schweißen die beiden Zylinderhälften der Büchse 10 stumpf zusammenzupressen oder aber zwischen den freien Enden Beilagen einzufügen und eine Heftschweißung auszuführen, bevor die Raupe

H) 18 gesetzt wird.

Die Montage der Verschleiß-Schutzbüchse 10 geschieht beispielsweise wie folgt:

Der Grundkorper 15 wird in der Form gemäß Fig. 3 an einer passenden Stelle über das Rohr 1 geschoben und mit einer Zange mit etwa kreisförmigem Maul zusammengepreßt, wobei gegebenenfalls Beilagen zwischen seine beiden freien Zylinderenden zur F.rziclung des gewünschten Umfangs eingefügt werden. Nach Hinterlegen eines Keramik oder Kupferstreifens wird die Schweißraupe 18, gegebenenfalls nach vorherigem Heften, beispielsweise über die ganze Breite der Büchse 10 ausgeführt.

Danach werden an der Stelle, wo die Büchse 10 liegen soll, die keilartigen Schalen 12 um das Rohr angeordnet,

2^r> beispielsweise angeschlagen an zwei Backen einer das Rohr umgreifenden, nicht gezeigten Zange. Von der den beiden Zangenbacken gegenüberliegenden Seite wird nun die Büchse 10 auf die Schalen 12 aufgeschoben und schließlich mit weiteren Backen der Zange bis zum Erreichen der nötigen radialen Spannung aufgepreßt — im Extremfall bis ihre eine Seite an den Bund 20 der Schalen 12 anliegt. Nun wird mit einem Werkzeug, das auf der einen Seite am Bund 20 der keilartigen Schale 12 ansetzt, die Verlängerung 21 Untergriffen und nach außen gedrückt, so daß die Schalen 12 die Büchse 10 vor axialem Verschieben schützen.

Sollen jeweils Rohre in gegebenem Abstand voneinander festgehalten werden, so werden auf gleicher Höhe der Rohre Büchsen 10 verkeilt und danach zwei Bügel 4 und 5, wie in F i g. 1 dargestellt, um die Büchsen 10 angeordnet und miteinander verschweißt. Die Bügel 4 und 5 habet· den Vorteil, daß der Rohrabstand nach Belieben gewählt werden kann. Fs ist dabei möglich, das Abschneiden der geraden Schenkel 6 der Bügel 4 und 5 auf passende Länge und das Anbringen der Schweißnähte 8 und 9 in beliebiger Reihe aufeinander folgen zu lassen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erstellen einer Verschleiß-Schut/unordniing für ein Rohr, die aus einer Hülse und einer durch die Hülse auf dem /ti schützenden Rohr festgeklemmten Büchse besteht, wobei die Hülse aus mindestens zwei in Umfangsrichtung getrennten keilartigen Schalen zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein C-I'örmig offener Grundkörper (15) radial über das Rohr (1, 2) geschoben, zu einer ringartigen Büchse (10) zusammengebogen, etwa längs einer Mantellinie (17) verschweißt und darauf mittels der keilartigen Schalen (12) auf dem zu schützenden Rohr (1, 2) verkeilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der offene (Jrundkörper (15) aus einem Rohrstück durch konische Formgebung der Innenseite, Auftrennen längs einer Mantellinie (17) und Aufbiegen hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Formgebung der Innenseite durch Aufdornen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß — vorzugsweise durch spanabhebende Bearbeitung — an der Außenseite der Büchse (10) mindestens ein endständiger Bund (16) gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegewiderstandsmoment der Büchsenwand in einem dem Trennschnitt diametral gegenüberliegenden Bereich (22) herabgesetzt wird.

b. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Herabsetzung des Widerstandsmoments durch lokales Abarbeiten des oder der Bunde (16) vorgenommen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche t bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die keilartigen Schalen (12) in ihre Endposition am Rohr (1) gebracht und der zu einer Büchse (10) zusammengeschweißte Grundkörper (15) mit einer an den Schalen (12) sich abstützenden Zange axial auf diesen aufgepreßt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (10) im wesentlichen eine zylindrische Innenfläche aufweist, daß die Schalen (33, 34) in gerader Anzahl angewendet werden und abwechselnd vom einen und anderen Ende der Büchse (10) aus in den Spalt zwischen Büchse (10) und Rohr (1) eingepreßt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die keilartigcn Schalen (33, 34) durch sektorartiges Zerschneiden (30, 31) eines Zylinders gebildet werden, der mit geringer Neigung zu seiner Achse ausgebohrt wird.

10. Hülse zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die keilartigen Schalen (12) am stärkeren Ende (20) einen Bund aufweisen.

11. Hülse zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die keilartigen Schalen (12) an ihrem dünneren Ende einen aufbiegbaren Ansatz (21) aufweisen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11. dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (10) aus

Blech gestanzt und in die offene Gestalt gepreßt wird.

I 3. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung (18) der zusammengebogenen Büchse (10) nur über einen vorzugsweise mittleren Teil der Länge einer Mantellinie (17) erfolgt.

14. Grundkörper zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 1 3, gekennzeichnet durch zwei in einem Umfangsbereich (20) deformierbare, längs einer Manlelhnie zu einem C verbundene Halbringstücke (15), deren konkave Seilen einander zugewandt sind und deren Öffnung zwischen den freien linden etwa mindestens so groß ist wie der Durchmesser des zu schützenden Rohres (1,2).

15. Grundkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Mantellinien der I lalbringzylinder (15) zum Zusammenschweißen mit einer V-Naht vorbearbeitet sind.

16. Grundkörper nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbringzylinder (15) durch mindestens einen sich über einen Teil ihres Umfangs erstreckenden Bund (16) versteift sind.

17. Grundkörper nach einem der Ansprüche 14 bis Ib, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Außenseite mit einer C hromkarbidschutzschicht versehen ist.