DE4030389C1

DE4030389C1 - Composite material tube - mfd. by winding metal foil on steel core and joining outermost or innermost layers explosively

Info

Publication number: DE4030389C1
Application number: DE19904030389
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. Moresnet Be Hampel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1992-01-16
Anticipated expiration: 2010-09-27

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbund-Metallrohren.

An Metallrohre werden die verschiedensten Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Flexibilität, Temperaturbeständig keit, Resistenz gegen chemische Agenzien usw. gestellt. Diesen Anforderungen kann häufig nur durch die Verwendung von Materialien oder Materialkombinationen genügt werden, die sich nur mit äußerst großem Aufwand zu Rohren verarbei ten lassen. Dabei können zum Beispiel durch ein erforderli ches Verschweißen die Festigkeitswerte und/oder die Korro sionsbeständigkeit vermindert werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun insbe sondere darin, Metallrohre aus weitgehend beliebigen Werk stoffen und Werkstoffkombinationen auch aus ansonsten schwer zu Rohren zu verarbeitenden Materialien herzustel len.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus mindestens einer Metallfolie eine rohrförmige Wicklung ge bildet wird und daß anschließend mindestens die zwei inner sten oder die zwei äußersten Lagen der Wicklung explosiv miteinander verbunden werden.

Somit lassen sich alle in einer Folie oder einem Blech dar stellbaren Metalle zu Rohren verarbeiten. Dabei können Fo lien oder Bleche aus unterschiedlichen Materialien jeweils übereinander geschichtet zu einer Wicklung zusammengestellt werden oder es kann einer inneren Wicklung aus dem einen Material mindestens eine äußere Wicklung aus einem anderen Material bzw. aus anderen Materialien folgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner so ausgeführt werden, daß die Lagen der Wicklung über mindestens 50% der gesamten Folienfläche miteinander verbunden werden. Durch eine angepaßte Wahl der verbundenen Folienfläche lassen sich die Eigenschaften des Verbund-Metallrohres insbeson dere hinsichtlich Elastizität und Wärmeleitung beeinflus sen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner so ausgeführt werden, daß die Lagen der Wicklung über die gesamte Folien fläche miteinander verbunden werden.

Die verwendeten Metallfolien haben zweckmäßigerweise Wand stärken von 0,01 bis 2 mm.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner so ausgeführt werden, daß die Wicklung auf ein metallisches inneres Kern rohr aufgebracht und mit diesem explosiv verbunden wird. Auf diese Weise erhält also ein metallisches Kernrohr, für dessen Herstellung insbesondere Stahl in Betracht kommt, eine den jeweiligen Anforderungen entsprechend auszuwäh lende Ummantelung.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner so ausgeführt werden, daß die Wicklung in ein metallisches äußeres Kern rohr eingebracht und mit diesem explosiv verbunden wird. Somit wird ein metallisches Kernrohr in gewünschter Weise ausgekleidet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner so ausgeführt werden, daß zwischen Lagen der Wicklung metallische und/oder keramische Pulvermaterialien eingebracht und mit den Lagen explosiv verbunden werden. Auf diese Weise wird der Bereich der einsetzbaren Materialien und damit die Mög lichkeit der Anpassung an die jeweiligen Anforderungen wei ter erhöht.

Als Kernrohre kommen insbesondere Stahlrohre in Betracht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner so ausgeführt werden, daß die Wicklung gegebenenfalls mit innerem oder äußerem Kernrohr vor der explosiven Verbindung in eine das Querschnitts- sowie das Axialprofil des Metall-Verbundroh res bestimmende Matrize eingebracht wird.

Im folgenden Teil der Beschreibung wird das erfindungsge mäße Verfahren anhand einiger Ausführungsbeispiele erläu tert. Es zeigt

Fig. 1 den Querschnitt eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbund-Metallrohres mit einer nur aus einer Metallfolie gebildeten Wick lung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, bei der das Verbund-Metallrohr eine innere und eine äußere Metallfolie hat,

Fig. 3 eine den Fig. 1 und Fig. 2 analoge Darstellung eines Verbund-Metallrohres, bei dem die Wicklung einer Metallfolie innerhalb eines äußeren Kern rohres sitzt,

Fig. 4 eine den Fig. 1 und 2 analoge Darstellung eines Verbund-Metallrohres, bei dem die Wicklung auf einem inneren Kernrohr sitzt,

Fig. 5 eine den vorangehenden Figuren analoge Darstel lung eines Verbund-Metallrohres, bei dem zwischen den Lagen einer Metallfolie Pulvermaterial ange ordnet ist, das auch die Innenseite des Rohrs bildet und

Fig. 6 eine den vorangehenden Figuren analoge Darstel lung eines Metallrohres, bei denen zwischen den Lagen eine Metallfolie Pulvermaterial angeordnet ist, wobei Innen- und Außenseite des Rohres von der Metallfolie gebildet werden, und

Fig. 7 einen Axialschnitt durch ein Verbund-Metallrohr mit nicht geradlinig verlaufenden Mantellinien.

Das Verbund-Metallrohr nach Fig. 1 ist aus einer Wicklung 1 einer Metallfolie gebildet. Der von dieser Wicklung 1 um schlossene Hohlraum 2 wird druckfest gefüllt. Anschließend wird auf die Wicklung 1 von außen eine Sprengladung aufge bracht und gezündet, welche dann die Lagen der Wicklung 1 miteinander einstückig verbindet und somit ein Rohr bildet. Diese Verbindung betrifft zweckmäßigerweise zumindest die beiden äußeren und die beiden inneren Lagen, kann aber auch allein andere Lagen oder alle Lagen betreffen.

Bei der Herstellung des Verbund-Metallrohres nach Fig. 2 wird entsprechend verfahren mit dem Unterschied, daß ein innerer Wicklungsteil 3 von einem äußeren Wicklungsteil 4 umgeben ist, die beide aus unterschiedlichen Metallfolien verschiedener Materialien und Wandstärken bestehen können.

Bei der Herstellung des Verbund-Metallrohres nach Fig. 3 wird in ein äußeres Kernrohr 5 aus Stahl eine aus einer Me tallfolie gebildete Wicklung 6 eingesetzt. Die Sprengladung wird dann im Innenraum 7 dieser Wicklung angeordnet und ge zündet. Es erfolgt dadurch eine Verbindung der Lagen der Metallfolie miteinander sowie auch mit dem äußeren Kernrohr 5.

Zur Herstellung des Rohres nach Fig. 4 wird eine Wicklung 8 einer Metallfolie auf ein inneres Kernrohr 9 aufgebracht. Die Ladung wird dann außen aufgelegt und gezündet. Auch hier werden die Lagen der Wicklung 8 miteinander sowie mit dem inneren Kernrohr 9 explosiv verbunden.

Die Kernrohre 5, 9 können bei ausreichender Festigkeit bei der explosiven Verdichtung auch die Funktion einer Matrize übernehmen. Reicht ihre Festigkeit hierzu nicht aus, so ist zusätzlich eine innere oder äußere Druckaufnahme wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 für den Explo sionsvorgang vorzusehen.

Bei der Herstellung eines Verbund-Metallrohres nach Fig. 5 wird zwischen die Lagen einer Wicklung 10 einer Metallfolie Pulvermaterial 11 eingebettet, das hier auch die innerste Lage bildet. Die Verbindung zwischen den Lagen erfolgt wie anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben.

Bei der Herstellung des Verbund-Metallrohres nach Fig. 6 wird ebenso verfahren, wie anhand von Fig. 5 beschrieben, wobei die Metallfolie der Wicklung 10 die innerste Lage des Me tallrohres bildet.

Bei der Herstellung des Verbund-Metallrohres nach Fig. 7 wird eine aus mehreren Folienlagen gebildete Wicklung 13 in ein äußeres Kernrohr 12 eingebracht. Wicklung 13 und Kern rohr 12 werden in eine nicht dargestellte Matrize einge setzt. Eine Sprengladung wird in dem von der Wicklung 13 umgebenen Hohlraum angeordnet und gezündet. Dadurch werden eine Verbindung zwischen den Lagen der Wicklung und dem Kernrohr in der zuvor bereits beschriebenen Weise erzeugt und gleichzeitig die durch die Matrize vorgegebenen Quer schnitts- und Axialprofile ausgebildet. Eine derartige Pro filierung ist auch ohne Verwendung von Kernrohren möglich.

Als Metallfolien kommen insbesondere solche aus Titan, Alu minium, Nickel, Kupfer, Molybdän, Kobalt, Zirkonium und Le gierungen dieser Stoffe in Betracht. Als Pulvermaterial kann metallisches (z. B. Aluminium, Kupfer, Nickel, Wolfram) und/oder keramisches (z. B. SiC, TiN, WO, ZrO2) Pul vermaterial zum Einsatz kommen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Verbund-Metallroh ren, dadurch gekennzeichnet, daß aus mindestens einer Me tallfolie eine rohrförmige Wicklung gebildet wird und daß anschließend mindestens die zwei innersten oder die zwei äußersten Lagen der Wicklung explosiv miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Lagen der Wicklung über mindestens 50% der ge samten Folienfläche miteinander verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Lagen der Wicklung über die gesamte Folienflä che miteinander verbunden werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß Metallfolien mit einer Wandstärke von 0,01 bis 2 mm verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung auf ein me tallisches inneres Kernrohr aufgebracht und mit diesem ex plosiv verbunden wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Wicklung in ein metallisches äußeres Kernrohr eingebracht und mit diesem explosiv ver bunden wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lagen der Wick lung metallische und/oder keramische Pulvermaterialien ein gebracht und mit den Lagen explosiv verbunden werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß als Kernrohre Stahlrohre verwen det werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung gegebenen falls mit innerem oder äußerem Kernrohr vor der explosiven Verbindung in eine das Querschnitts- sowie das Axialprofil des Metall-Verbundrohres bestimmende Matrize eingebracht wird.