DE4105782A1 - Verfahren zum befestigen einer anschlussarmatur am ende eines ring- oder schraubenfoermig gewellten metallrohres - Google Patents

Description

Bei einem Verfahren zum Befestigen einer Anschlußarmatur an dem Ende eines ring- oder schraubenförmig gewellten Metallrohres, bei dem eine geteilte Hülse mit inneren Rillen aufgebracht und von einer vorher auf das Wellrohr aufgeschobenen Büchse umfaßt wird, anschließend einige der Wellengänge vom Wellrohrende gestaucht werden und die Hülse mit einer in das Wellrohrende mit einem gekammerten Ansatz eindringenden Büchse mechanisch fest verbunden wird, wird in die Kammer ein Dichtungselement eingebracht und beim Verspannen der äußeren Hülse, wobei die geteilte Büchse als Widerlager benutzt wird, gegen die gekammerte Büchse mit der Stirnseite der gestauchten Wellungen verpreßt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen einer Anschlußarmatur am Ende eines ring- oder schraubenförmig gewellten Metallrohres, bei dem auf das Ende des Wellrohres eine geteilte, mit inneren Rillen versehene Hülse aufgebracht und, von einer vorher auf das Wellrohrende aufgeschobenen äußeren Hülse umfaßt, anschließend einige der Wellengänge zum Wellrohrende hin gestaucht und die äußere Hülse mit einer in das Wellrohrende eindringenden Büchse verbunden wird.

Gewellte Metallrohre werden bevorzugt dort eingesetzt, wo es um die Verlegung von großen Längen in einem Stück geht. Aufgrund ihrer Flexibilität können Wellrohre wie elektrische Kabel auf Kabeltrommeln oder zu Ringbunden gewickelt und verlegt werden. Die Wellrohre werden durch Verformen eines längslaufenden Metallbandes zu einem Rohr, Verschweißen der Bandkanten und anschließendes Wellen in kontinuierlicher Arbeitsweise in nahezu unbegrenzten Längen hergestellt. Neben den genannten Vorteilen haben Wellrohre noch die positive Eigenschaft, daß sie temperaturbedingte Längenänderungen in sich selbst kompensieren können.

Probleme entstehen bei der Anschlußtechnik. Ein Problem bei der Verbindung von Wellrohren entsteht dadurch, daß die Wanddicke der Wellrohre aus Herstellungsgründen und wegen der geforderten Flexibilität sehr gering ist, so daß ein direktes Verschweißen von Wellrohren miteinander bzw. auch mit einem Glattrohrstutzen nicht ohne größere Vorkehrungen durchgeführt werden kann. Bestehen solche Wellrohre aus Edelstahl, muß bei der Verschweißung darauf geachtet werden, daß die Schweißnaht beim Schweißen unter Schutzgas gehalten wird, um eine Oxidation zu verhindern.

Aus der DE-OS 38 06 655 ist eine Befestigung eines metallischen Wellrohres in einem metallischen Anschlußstück bekannt, bei der die vorher genannten Nachteile dadurch gelöst werden sollen, daß eine Buchse mit Schaftteil und einem nach innen ragenden Flanschteil, bei der an der inneren Oberfläche des Schaftteiles ein der Wellung des Metallrohres entsprechender Gewindegang angeordnet ist und bei der das Flanschteil eine Ausnehmung aufweist, in der eine Dichtung befindlich ist. Beim Aufschrauben der Buchse auf das Wellrohrende dringt das Wellrohrende in die Ausnehmung ein und wird gegen die Dichtung gepreßt. An die Stirnfläche des Wellrohres werden besondere Anforderungen gestellt, d. h. das Wellrohrende muß noch geglättet werden, z. B. durch Schleifen oder Polieren.

Ferner ist eine Neuentwicklung bekannt geworden, die ebenfalls ohne Verschweißen des gewellten Metallrohres auskommt und bei der die bekannten Nachteile dadurch gelöst werden sollen, daß zumindest über zwei Wellengänge in das Innere des Wellrohres ein Dichtungselement eingebracht und das Dichtungselement beim Stauchen der Wellung verformt und gegen die Innenwandung einer Hülse und den in das Wellrohrende eingedrungenen Ansatz einer Büchse gepreßt wird.

Zusätzlich zu dem in der Wellung gelegenen Dichtungselement wird ein Dichtungselement auf den Ansatz der Büchse aufgebracht, gegen welches das Wellrohrende beim Verbinden von Hülse und Büchse gepreßt wird. Diese Dichtung dient als zusätzliche Sicherung, falls unerwarteterweise doch das in dem Wellrohr transportierte Medium durch die in der Wellung befindliche Dichtung hindurchtritt.

Beide Verfahren sind aber für den Anschluß von Armaturen an ringförmig gewellte Metallrohre ungeeignet. Nachteilig ist die Anordnung gemäß OS 38 00 655 darin, daß die Güte der Dichtung abhängig ist von der Güte der dichtenden Stirnfläche des Wellrohres, die nur mit sehr großem Aufwand herstellbar ist und sich kaum für eine Baustellenmontage eignet. Besonders nachteilig hat sich aber der Umstand erwiesen, daß gerade für höhere Betriebsdrücke die Spannkraft im Bereich der gestauchten Wellen proportional mit dem beabsichtigten Betriebsüberdruck erhöht werden muß, was in anbetracht der ohnehin sehr hohen Flächenpressung und der bei der Herstellung der Spannkraft notwendigen Drehbewegung der Buchse zur Zerstörung der Dichtungsfläche und somit zu Undichtigkeiten führen kann.

Auch bei der beschriebenen Neuentwicklung kann das auf dem Ansatz der Büchse aufgebrachte Dichtungselement leicht durch Stauchkräfte und gleichzeitige Drehbewegung beim Herstellen der Verbindung in unzulässiger Weise belastet werden.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren dahingehend zu verbessern, daß ein Wellrohr und eine Anschlußarmatur ohne Schweißen und ohne spezielle Kenntnisse des Montagepersonals und nur mit einfachsten Werkzeugen zuverlässig fluiddicht und kraftschlüssig miteinander verbunden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Lehre der Erfindung das Wellrohr mit einer neuen Armatur versehen wird und mehrere Wellengänge am Ende des Wellrohres größtenteils unter plastischer Verformung gestaucht werden und die sich ergebende Schulter gegen ein Dichtungselement, das in einem gekammerten Ansatz einer Büchse eingelegt ist, beim Verspannen dieser Büchse mit einer Hülse gepreßt wird.

Das Verspannen und Herstellen der festen mechanischen Verbindung zwischen Büchse und Hülse wird mit Mitteln zum Verschrauben erreicht. Während für größere Rohrabmessungen dies vorzugsweise mit einem Flansch bzw. Bund mit Losflansch und mehreren Gewindeschrauben bewerkstelligt wird, hat sich im Bereich der kleineren Wellrohrdurchmesser die Ausbildung der äußeren Hülse zu einer Überwurf-Mutter, die gegen ein Außengewinde an der Büchse verspannt wird, ähnlich einer klassischen Rohrverschraubung, bewährt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Verspannen und Herstellen der festen mechanischen Verbindung mit selbsthemmenden Konuskomponenten bewirkt, die zusätzlich mit einer Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen, z. B. durch Vibrationen, versehen sind. Als Sicherung haben sich Querstifte am Umfang der Hülse und der Büchse als besonders geeignet erwiesen. Auch mit heute üblichen Haftvermittlungsmassen aus Kunststoffen, die vor dem Zusammenbau auf die Konusflächen aufgetragen werden, wurden gute Ergebnisse erzielt.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anschlußarmatur, welche folgende Merkmale aufweist:

• a) Die äußere Hülse (3, 3a) weist an ihrem dem Wellrohr abgekehrten Ende einen größeren Durchmesser als am entgegengesetzten Ende auf, wobei der geringere Durchmesser größer ist als der größte Außendurchmesser des Wellrohres (1).
• b) Die äußere Hülse (3) weist Mittel zum Verschrauben mit Büchse (5) auf.
• c) Die äußere Hülse (3a) ist außen zylindrisch aber innen mit einem Konus versehen, welcher seinen größten Durchmesser an dem dem Wellrohr abgekehrten Ende hat.
• d) An dem dem Wellrohr zugekehrten Ende besitzt die Büchse (5, 5a) einen mit einer Kammerung versehenen Ansatz (6).
• e) Die Büchse (5) ist an der äußeren Oberfläche mit einem Bund bzw. Flansch versehen.
• f) Die Büchse (5a) weist an ihrer äußeren Oberfläche einen Konus mit der gleichen Neigung wie der Innenkonus der Hülse (3a) auf. Der Neigungswinkel des Konusses ist so gewählt, daß der Konus bei üblichen Metallen als selbsthemmend gegen einfaches Lösen wirkt.
• g) In der Kammer (6) der Büchse (5, 5a) ist ein Dichtungselement angeordnet.
• h) Die geteilte, mit inneren Rillen versehene Hülse (2) ist in ihrer äußeren Oberfläche so gestaltet, daß sie von der äußeren Hülse teilweise umkammert ist.
• i) Die geteilte, mit inneren Rillen versehene Hülse (2a) weist an ihrer äußeren Oberfläche einen Konus mit der gleichen Neigung wie der Innen-Konus der Hülse (3a) auf.

Bei Anwendung des Verfahrens für schraubenförmig gewellte Rohre hat es sich als vorteilhaft erwiesen, besonders bei Anwendungen mit höheren Betriebsdrücken, wo die Elastizität des Dichtungselementmaterials zum Ausgleichen von Unebenheiten wegen der notwendigen höheren Verspannkraft deutlich verringert ist, die gestauchte, aber wegen des umgefalteten halben Wellenganges unebene Wellrohrschulter vor dem Verspannen von Büchse und Hülse mit einer Ausgleichsbeschichtung, vorzugsweise aus Metall, zu versehen und zu glätten. Bei ringförmig gewellten Rohren wird aus gleichem Grund die Anpreßfläche des Dichtungselements entsprechend der Schulterform konturiert ausgeführt und die wirksame Auflagefläche dadurch vergrößert.

Bei der Anwendung mit schraubenförmig gewellten Rohren werden die inneren Rillen der geteilten Hülse als ein der Wellenform entsprechender Gewindegang ausgeführt. Die Ausführung dieser Büchse als geteilte Büchse wird dann nicht zwingend notwendig, da sie dann auch auf das Wellrohr in einem Stück geschraubt werden kann.

Aus montagetechnischer Sicht ergeben sich jedoch viele Vorteile für die geteilte Büchse, besonders dann, wenn bedingt durch das Herstellverfahren oder die Handhabung der Rohre die Wellgeometrie Abweichungen erfährt. Solche Abweichungen führen im Regelfall zu erheblichen Schwierigkeiten beim Aufschrauben von Gewindebüchsen.

Das Dichtungselement besteht zweckmäßigerweise aus Graphit. Andere elastische Werkstoffe, wie Kunststoffe, sind verwendbar bei geringeren thermischen und mechanischen Belastungen oder auch dort, wo die geringere Zeitstandfestigkeit hingenommen wird. Durch die Kammerung der Dichtung ist ein Wegfließen, insbesondere der Graphitdichtung, ausgeschlossen.

Die Erfindung ist anhand der in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Typische Abmessungen für das anzuschließende Wellrohr, vorzugsweise aus Edelstahl gefertigt, sind wie folgt:

Außendurchmesser|80 mm
Innendurchmesser	70 mm
Welltiefe	4,4 mm
Wellenabstand/Steigung	10 mm
Wanddicke	0,6 mm
Dicke des Schutzmantels	3 mm

Auf dem Wellrohr (1) kann noch ein Schutzmantel (nicht dargestellt), z. B. aus extrudiertem Polyäthylen angeordnet sein.

Zum Anschluß des Wellrohres an ein Aggregat wird zunächst der Schutzmantel vom Wellrohrende über eine kurze Entfernung, die etwa der Baulänge der anzuschließenden Armatur entspricht, entfernt. Die Hülse (3) wird dann auf das Wellrohr aufgebracht. Dabei ist es von Vorteil, daß der kleinste Innendurchmesser dieser Hülse so bemessen ist, daß die Hülse über den Schutzmantel gestreift werden kann. Sodann werden die beiden Halbschalen der geteilten Hülse (2) auf das Wellrohr gesetzt und können dann auch als Anschlag für einen sauberen Trennschnitt des Wellrohres dienen. Der Trennschnitt erfolgt bei ringförmig gewellten Metallrohren vorzugsweise im Wellental. Nach einem einfachen Entgraten der Schnittfläche kann die Stauchung der letzten Wellengänge erfolgen. Im Fall von schraubenförmig gewellten Rohren bietet sich das unter Zuhilfenahme eines Tellerflansches, der mit der Hülse (3) mittels Schrauben oder aber auch mit einer üblichen mechanischen oder hydraulischen Abzugsvorrichtung verspannt wird, an.

Im Fall von ringgewellten Rohren kann das gleiche Verfahren gewählt werden oder aber auch die Verwendung von Büchse (5) mit Dichtungselement (4) und kann mit den eigenen Mitteln zum Verschrauben wie z. B. Flansch (8) und Gewindeschrauben 9) in einem Arbeitsgang verspannt und mechanisch verbunden werden.

Insoweit es die Betriebsbedingungen erfordern wird im Fall von schraubenförmig gewellten Rohren eine Ausgleichsbeschichtung auf die durch Stauchen der ersten Wellengänge gebildete Schulter (7) aufgetragen. Hierbei hat sich eine Ausgleichsbeschichtung durch Auftragen von Weich- bzw. Hartlot als besonders zweckmäßig erwiesen. Nach dem Glätten der Ausgleichsbeschichtung wird die Büchse (3, 3a) mit der Hülse (5, 5a) verspannt und mechanisch verbunden. Fig. 1 zeigt eine Ausbildung wo das Verspannen und mechanische Verbinden mittels Mittel zum Verschrauben und Fig. 2 mit selbsthemmenden Konus-Komponenten, welche mit üblichen Abzugsvorrichtungen verriegelt werden, bewerkstelligt wird. Beide Fig. 1 und 2 zeigen die fertige Armatur.

Nicht gezeigt ist die Ausbildung des Dichtungselementes (4) an der Auflagefläche der Schulter (7), die im Fall von ringförmig gewellten Rohren, gemäß der sich beim Stauchen der Wellen ergebenden Schulterform ebenso konturiert hergestellt und eingebaut wird.

Claims (8)

1. Verfahren zum Befestigen einer Anschlußarmatur an dem Ende eines schraubenförmig oder ringförmig gewellten Metallrohres (1), dadurch gekennzeichnet, daß eine geteilte, mit inneren, der Wellung angepaßten Rillen, versehene Hülse (2, 2a) auf dem Wellrohr angebracht und mittels einer vorher auf dem Wellrohr aufgeschobenen äußeren Hülse (3, 3a) gegen eine mit einem Ansatz und einem gekammerten Dichtungselement (4) versehenen Büchse (5, 5a) verspannt und mechanisch fest verbunden wird, einige der Wellengänge bei plastischer Verformung gestaucht werden und die sich ergebende Schulter (7) gegen ein in der Büchse (5, 5a) eingelassenes Dichtungselement (4) verdrehungsfrei gepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (3, 3a) von der geteilten, mit inneren Rillen versehenen Hülse (2, 2a) axial gehalten und mit der Büchse (5, 5a) verspannt und mechanisch fest verbunden wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall von schraubenförmig gewellten Rohren die gestauchte Schulter (7) mit einer Ausgleichsbeschichtung, vorzugsweise aus Metall, z. B. durch Weich- oder Hartlöten versehen und diese Beschichtung geglättet wird.

4. Anschlußarmatur, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bestehend aus einer auf das Wellrohr (1) aufgeschobenen äußeren Hülse (3, 3a), einer auf dem Wellrohr angebrachten geteilten, mit inneren, der Wellform angepaßten, Rillen versehenen Büchse (2, 2a), einer in das Wellrohrende zum Teil eindringenden gekammerten Büchse (5, 5a), die mit der äußeren Hülse (3, 3a) mechanisch fest verbunden ist, und einer Abdichtung zwischen der Schulter von einigen gestauchten Wellungen und der Büchse (5, 5a), welche an ihrem dem Wellrohr abgekehrten Ende Mittel zum Anschließen der Büchse an ein Aggregat o.ä. aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Die äußere Hülse (3, 3a) weist an ihrem dem Wellrohr abgekehrten Ende einen größeren Durchmesser als am entgegengesetzten Ende auf, wobei der geringere Durchmesser größer ist als der größte Außendurchmesser des Wellrohres (1).
• b) Die äußere Hülse (3) weist Mittel zum Verschrauben mit Büchse (5) auf.
• c) Die äußere Hülse (3a) ist außen zylindrisch aber innen mit einem Konus versehen, welcher seien größten Durchmesser an dem dem Wellrohr abgekehrten Ende hat.
• d) An dem dem Wellrohr zugekehrten Ende besitzt die Büchse (5, 5a) einen mit einer Kammerung versehenen Ansatz (6).
• e) Die Büchse (5) ist an der äußeren Oberfläche mit einem Bund bzw. Flansch versehen.
• f) Die Büchse (5a) weist an ihrer äußeren Oberfläche einen Konus mit der gleichen Neigung wie der Innenkonus der Hülse (3a) auf. Der Neigungswinkel des Konusses ist so gewählt, daß der Konus bei üblichen Metallen als selbsthemmend gegen einfaches Lösen wirkt.
• g) In der Kammer (6) der Büchse (5, 5a) ist ein Dichtungselement angeordnet.
• h) Die geteilte, mit inneren Rillen versehene Hülse (2) ist in ihrer äußeren Oberfläche so gestaltet, daß sie von der äußeren Hülse teilweise umkammert ist.
• i) Die geteilte, mit inneren Rillen versehene Hülse (2a) weist an ihrer äußeren Oberfläche einen Konus mit der gleichen Neigung wie der Innen-Konus der Hülse (3a) auf.

5. Anschlußarmatur, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall von schraubenförmig gewellten Rohren die inneren Rillen der geteilten Hülse (2, 2a) als einem der Wellenform angepaßten Gewindegang ausgebildet sind.

6. Anschlußarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (4) aus einem korrosions- und temperaturbeständigen, leicht verformbaren Werkstoff, vorzugsweise Graphit, besteht.

7. Anschlußarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei ringförmig gewellten Rohren die der gestauchten Wellrohrschulter zugekehrte Stirnfläche des Dichtungselements (4) der Rundung der Wellrohrschulter entsprechend konturiert ist.

8. Anschlußarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3a) mit einem selbsthemmenden Konus versehen ist und mit den konischen Flächen der geteilten Hülse (2a) und der Büchse (5a) verspannt wird.