NO167411B - Fluidum-fittings for hoeye temperaturer. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fluidum-fittings av den art som fremgår av den innledende del av det vedføyde patentkrav 1.

Slike fittings er kjent fra DE-A-22 45 569. Således innbefatter den foreliggende fittings en første eller ytre hylse og en annen eller indre hylse, idet disse hylser danner en teleskopisk forbindelse for således å fremskaffe et ringformet mellomrom derimellom, som er innrettet til å motta enden av et rør. Den indre og ytre hylse er fastholdt i forhold til hverandre ved valsing av et lokaliseringsom-råde på den ytre hylse, for således å avbøye innerveggen rundt røret. Den indre hylse innbefatter ringformede7spor i ytterflaten, som skaffer felter og skarpe hjørner som graver seg inn i innerveggen av røret når radiale senkesmiekrefter påføres den ytre hylse. Den ytre hylse blir imidlertid ikke bøyet rundt de ringformede ribber som er anordnet på den indre hylse, hvilket innebærer at på dette sted blir det ikke dannet noen avtetning mellom den indre hylse og den ytre hylse.

En slik kjent fluidum-fittings er tiltenkt for høyt indre trykk. Imidlertid vil den ikke egne seg for bruk i områder med meget høye temperaturer, fordi ved denne kjente fittings er røret tildannet som en fleksibel slange og ikke en

metalldel.

Følgelig går en hensikt med den foreliggende oppfinnelse ut på å skaffe en forbedret fluidum-fittings som rydder av veien de problemer som eksisterer innenfor kjent teknikk. Den foreliggende sluidum-fittings er innrettet til å kunne brukes under ekstremt høye temperaturbetingelser, f.eks. i forbindelser for jetflymotorer. Foreliggende fittings gir overlegen styrke også ved lavere temperaturer.

De trekk som kjennetegner den foreliggende fluidum-fittings fremgår av de karakteriserende trekk ifølge det vedføyde patentkrav 1. Den første eller ytre hylse blir således bøyet innover de ringformede ribber for den annen eller indre hylse for å sikre at disse hylser holdes seg permanent sammen og danner en fluidumavtetning mellom seg. Ifølge oppfinnelsen benyttes et rør som fortrinnsvis er tildannet av metall, slik at sporene i ytterflaten av innerhylsen, som skaffer partier og skarpe hjørner, graver seg inn i innerveggen av røret når sistnevnte blir underkastet radial defleksjon på senkesmiing av den ytre hylse. Resultatet blir et sterkt feste og en metall-mot-metall avtetning ikke bare direkte mellom den ytre og den indre hylse, men også mellom hver av de to hylser og det rør som er anordnet der imellom. Det kan foreligge avstandsorienterte langsgående grunne uttagninger i innerveggen av den ytre hylse, hvori de ytre flatepartier av røret blir avbøyet når senkesmiingen finner sted. Dette forhindrer relativ dreining mellom røret og fittings. Det fremskaffes således en overlegen styrke ved alle temperaturnivåer.

Motstand mot høy temperatur sikres ved riktig valg av koeffisienter for termisk utvidelse av materialene hos hylsene og røret. For å oppnå det, bør den indre hylse ha en stor termisk utvidelseskoeffisient, større enn den for den ytre hylse av røret. Som et resultat vil den indre hylse, når temperaturen øker, utvide seg med større hastighet enn røret og den ytre hylse, og presse tettere og tettere mot innerveggen av røret. På samme måte vil den indre hylse ekspandere i større grad enn den ytre hylse, og bli kraftigere presset mot innerveggen av den ytre hylse ved lokasjonen for deres sammenfesting. Forbindelsen og avtetningen vil derfor ikke forringes ved temperaturøkning, men isteden bli forbedret.

Nevnte fittings kan tildannes på en mengde måter for sammenkobling av rør og sammenføyning av disse til andre komponenter i et system.

Ytterligere trekk ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de vedføyde patentkrav 2-6.

Et eksempel på utførelsesform for oppfinnelsen er vist på tegningen. Figur 1 er et utspilt perspektivriss av komponentene i nevnte fittings ifølge oppfinnelsen. Figur 2 er et lengdesnitt som viser komponentene i nevnte fittings slik den til å begynne med er sammenstilt. Figur 3 er et snitt i likhet med figur 2, men med de to hyller festet til hverandre. Figur 4 er et tverrsnitt gjennom den ytre hylse av nevnte fittings, tatt langs linjen 4 - 4 på figur 1, som viser de langsgående spor som forhindrer dreining av røret som fittingsen er festet til. Figur 5 er en del av et langsgående snitt som viser et rør innsatt av fittingsen før senkesmiing. Figur 6 er et lengdesnitt gjennom fittingsen når denne er komplettert og senkesmidd til røret. Fig. 7 er et grunnriss av en fittings tildannet som en kobling . Fig. 8 er et grunnriss av en fittings tildannet som en T.

Fittingsen eller rørdelen ifølge oppfinnelsen er tildannet av to hylser 10 og 11. Den venstre ende av hylsen 10, slik det er vist på figuren, er vanlig og innbefatter skrå ende-flater 12 og en ytre skulder 13 for sammenkobling som en vanlig utvidet rørdel.

Det ytre av hylsen 10 innbefatter en flate 15 som skråner under en liten vinkel til den ene ende 16 av hylsen. Ved innerenden av flaten 15 befinner der seg en lang sylindrisk flate 17. En buet overgangsflate 18 forbinder flaten 17 med et kortere sylindrisk parti 19 med mindre diameter. Utenfor flaten 19 befinner der seg en annen buet overgangsflate 20 til et anda kortere sylindrisk parti 21 med mindre diameter i nærheten av skulderen 13.

Internt har hylsen 10 et sylindrisk parti 22 med konstant forholdsvis liten diameter i nærheten av den skrå endefla-te 12, som via en skulder 23 står i forbindelse med en sentral indre flate 24 av større diameter. Flaten 24 er i aksialretningen kortere enn flaten 22. Hylsen 10 er proporsjonert slik at skulderen 23 befinner seg radialt innenfor den ytre flate 19 av hylsen og overgangsflaten 18 på det ytre av hylsen 10 befinner seg utenfor den indre flate 24.

En avrundet skulder 26 forbinder flaten 24 til en ytterligere indre sylindrisk flate 27 med enda større diameter. Flaten 2 7 er forbundet med en flate 28 av noe større diameter, noe som danner innføringen til rørdelen ved enden 16. Der finnes i tillegg tre på jevn avstand i aksialretningen anordnede brosjede spor 29 i flaten 27, som bærer diameteren for innføringsflaten 28 til sine indre ender som er anordnet på avstand fra skulderen 26. Disse spor skaffer en antirotasjonsvirkning når rørdelen blir senkesmidd på et rør, slik det blir omtalt nedenfor.

Denne konstruksjon gir hylsen 10 en tynnere vegg ved flatene 27 og 28, sammenlignet med veggen på motsatt side av skulderen 26. Hylsen 10 har sin største veggtykkelse utover skulderen 23.

Hylsen 11 har mindre diameter enn hylsen 10 og mindre veggtykkelse. Den er tildannet av et materiale med større termisk utvidelseskoeffisient sammenlignet med den for hylsen 10. Materialet til hylsen 11 er også hardere enn det hos hylsen 10, og har større strekkstyrke. Hylsen 11 innbefatter en første sylindrisk indre flate 31 i nærheten av den ene ende 32, og en lengre sylindrisk flate 33 som er forbundet med flaten 31 og har noe større diameter. Flaten 33 strekker seg hele veien til den motsatte ende

34 av hylsen 11.

Eksternt har hylsen 11 en avrundet ytre kant som fører

til en sylindrisk ytre flate 36 i nærheten av enden 34.

Et ringformet spor 37 avbryter flaten 36 innenfor enden 34. På kort avstand fra det ringformede spor 37 finnes et meget bredere ringformet spor 38 som har samme dybde som sporet 37. Dette levner et parti 39 mellom sporene 37 og 38. Ved enden 32 av hylsen 11 foreligger der en ytre ringformet utvidelse som innbefatter en skrå ytter-endevegg 40 og en skrå innerendevegg 41 som er forbundet med innerendedelen av flaten 36 utover det brede spor 38. Denne utvidelse er forsynt med et grunt bueformet ringformet spor 42 ved sin ytre periferi. Krysningene for flatene 40 og 41 med flaten av sporet 42 skaffer to nært hverandre anordnede ringformede ribber.

Til å begynne med blir hylsen 11 plassert inne i hyl-

sen 10, slik det fremgår av fig. 2, med hylseenden 32 mellom endene av hylsen 10, og liggende an mot den indre skulder 2 3 av hylsen. Enden 34 av hylsen 11 er i nærhet-

en av, men gitt en uttagning aksialt innover ved enden 16 for den ytre hylse 10. En kompresjonskraft blir deretter påtrykket hylsen 10 ved flaten 19, og ruller dette parti av hylsen radialt innover for sammenfesting av hylsene 10 og 11, slik det fremgår av fig. 3. Det innebærer avbøy-ning av den ytre flate 19 innover mot nivået for den ytre flate 21 av hylsen 10, noe som bevirker at materialet i innerveggen av hylsen 10 ved flaten 2 4 blir avbøyet innover inn i det ringformede spor 42, og rundt de ringformede ribber som er definert ved endeutvidelsen av hylsen 11. Således vil materialet i hylsen 10 bli avbøyet innover rundt den skrå flate 40 og enden 32 av hylsen 11, samtidig som den også blir avbøyet rundt den skrå flate 41. Det danner en sikker sammenholdelse og en fluidumavtetning mellom de to hylser.

Røret 4 3 som skal festes til rørdelen blir ført inn i det ringformede hulrom 44 mellom hylsene 10 og 11, slik det fremgår av fig. 5. Enden 45 av røret 43 blir ført forbi partiet 39 av hylsen 11, som normalt er plassert ved sid-en av skulderen 2 6 som forbinder innerdiameter-partiene 24 og 27 av hylsen 10. Fortrinnsvis blir delene proporsjonert slik at røret 4 3 kan komme fritt inn i mellomrom-met mellom hylsene 10 og 11, men uten meget klaring. Materialene for komponentene i rørdelen blir valgt slik

at den indre hylse 11 har en termisk ekspansjonskoeffisient som er større enn den for røret 43. Den termiske ekspansjonskoeffisient for hylsen 10 kan bli mindre enn den for røret 43-

Deretter blir fittingsen eller rørdelen senkesmidd for kom-plettering av sammenfestingen med røret 43. Det fullføres ved påføring av en ytre kompresjonskraft ved hjelp av et radialt senkesmiverktøy på flaten 17 av hylsen 10. Det tvinger flaten 17 radialt innover inntil den får en hoved-sakelig samme diameter som flaten 19 av hylsen 10. Når det opptrer, presser innerveggen av hylsen 10 mot røret 43, som blir tvunget innover mot den ytre flate av hylsen 10. Den sistnevnte erfarer noe avbøyning, men motstår den innoverrettede kompresjon tilstrekkelig til å bevirke at den indre flate av røret 43 blir avbøyet innover rundt partiet 39 og mot flaten av hylsen 11 ved sporene 37 og 38. Som et resultat vil hjørnene 47 og 48 ved deres ender av partiet 39 bli påvirket til å trenge inn i den indre flate av røret 43. På lignende måte vil hjørnet 49 ved den ytre ende av sporet 37 av hylsen 11 bli innleiret i den indre flate av røret 43. Det fremskaffer metall mot metall-avtetninger ved lokasjonene for disse hjørner, noe som effektivt forhindrer lekkasje av fluidum langs den indre flate av endepartiet av røret 43. Samtidig vil av-bøyningen av røret sikkert feste det til hylsen 11.

Det ytre av røret 43 blir tvunget inn i tre på avstand

fra hverandre brosjede spor 29, som forhindrer dreining av røret i forhold til hylsene 10 og 11.

Den indre hylse 11 som er av forholdsvis hardt materiale og har stor strekkfasthet, kan motstå kompresjonskraften fra senkesmiingen slik at røret blir avbøyet som omtalt ovenfor. Den forholdsvis tynne vegg av hylsen 11 maksi-merer den interne diameter for denne hylse, slik at rør-delen ikke unødig vil motstå fluidumstrømmen. Den ytre hylse 10 som er mer medgjørlig enn den indre hylse og har mindre strekkfasthet, kan komprimere røret under senkesmioperasjonen og holde den innover mot hylsen 11. Smidigheten hos hylsen 10 bidrar rørdelen i å motstå bøyekrefter på røret som den er festet til.

Den nevnte fittings eller rørdel er vel anvendelig for bruk ved forhøyede temperaturer, f.eks. i et miljø for jetflymotorer. Når komponentene får forhøyet temperatur, blir hylsen 11 presset enda tettere mot innerveggen av røret 43. Det skyldes de termiske ekspansjonskoeffisi-enter for disse elementer. Fordi hylsen 11 har en større temperaturutvidelseskoeffisient enn den for røret 43, vil hylsen bibeholde et økende utoverrettet trykk mot innerveggen av røret når temperaturen øker. På lignende måte vil hylsen 11, fordi den har større termisk ekspansjons-koef f isient enn den for hylsen 10, utøve en større utoverrettet kraft mot hylsen 10 ved forbindelsen mellom de to, når temperaturen øker. Røret 43 kan gjøres slik at kraften mot den ytre hylse 10 øker når sistnevnte er tildannet av et materiale med mindre termisk ekspansjonskoeffisient enn den for røret. Således vil rørdelen ikke miste noen av sine egenskaper ved forhøyede temperaturer, idet den alltid er mekanisk sammenholdt på sikker måte med en effektiv metall mot metall-avtetning.

Ytelse under bøyning blir forbedret i betydelig grad ved påføring av et tynt belegg av en tørr film av smøremid-del på boringsinnføringsflaten 28 av hylsen 10. Smøre-middelet vil impregnere flaten 28, fylle ut lave partier for å skaffe en jevn og glatt flate. Metall mot metall-berøring mellom hylsen 10 og røret 4 3 unngår man ved den sone hvor det tørre smøremiddel foreligger. Som et resultat vil rørdelen ikke skrape mot røret ved flaten 28 under vibrasjon, og der oppnås en stor forøkelse av rør-ets levetid. Uten smøremiddelet vil ruheten fra normal maskinering av flaten 28 fremskaffe påkjenningsunderlag på røret 4 3 som kan føre til rørbrudd under vibrasjon. Der trengs bare en tynn film med et smøremiddel, idet det meste vil trenge inn i flaten 28. En fast film med tørt smøremiddel for ekstreme omgivelser, f.eks. molyb-den disulfidbase blandet med grafitt, med en total tyk-kelse på 0.0005 tommer, er effektiv opptil 1100°F.

I tillegg til å kunne bøye seg, motstår rørdelen betyde-lige strekkspenninger, impulsbelastninger og andre unor-male betingelser.

Selv om den ovenfor omtalte utførelsesform er vist i forbindelse med en rørdel eller fittings som har et utvidet parti ved den ene ende, så vil en rørdel fremstilt i henhold til den foreliggende oppfinnelse kunne ha man-ge andre former. F.eks., slik det fremgår av fig. 7, utgjør rørdelen 51 en kobling, hvis begge ender skal motta rørender på samme måte som det høyre endeparti av rørdel-en vist på figurene 1-6. Etter senkesmiing vil rørene bli koblet sammen.

Fig. 8 viser en av de andre utførelsesformer for oppfinnelsen, denne gang som en T 52.

Den foregående detaljerte beskrivelse skal forstås å være bare en illustrasjon og et eksempel, idet oppfinnelsens omfang og ånd skal være begrenset ved de vedføyde krav.

Claims (6)

1. Fluidum-fittings omfattende en første hylse (10) og en annen hylse (11) som befinner seg i den første hylse (10), for således å fremskaffe et ringformet mellomrom (44) derimellom, samtidig som et ringformet ribbeorgan (40, 41, 42) er anordnet på den annen hylse (11) ved den indre ende av det ringformede mellomrom (44), idet den første hylse (10) er avbøyet innover for griping av et rør (43) som befinner seg i det ringformede mellomrom (44), samtidig som den annen hylse (11) omfatter spor (37, 38) for fremskaffelse av en avtetning med røret (43), karakterisert ved at den annen hylse (11) er tildannet av et materiale som er hardere og har en større strekkfasthet og en større koef-fisient for termisk ekspansjon enn materialet hos den første hylse (10), røret (43) er tildannet av et materiale med en koef-fisient for termisk ekspansjon som er mindre enn den termiske ekspansjonskoeffisient for materialet hos den annen hylse (11), og den første hylse (10) er avbøyet innover rundt det ringformede ribbeorgan (40, 41, 42) for sammenholding av den første hylse (10) og den annen hylse (11) og fremskaffelse av en fluidumtetning derimellom.

2. Fluidum-fittings som angitt i krav 1, karakterisert ved at det ringformede ribbeorgan (40, 41, 42) har et ringformet spor (42) i sin ytre flate.

3. Fluidum-fittings som angitt i krav 2, karakterisert ved at det ringformede ribbeorgan (40, 41, 42) innbefatter ved hver ende en skrå flate som har forbindelse med det ringformede spor (42), for derved å skaffe duale på avstand anordnede kanter.

4. Fluidum-fittings som angitt i krav 1, karakterisert ved at det ringformede ribbeorgan (40, 41, 42) på den annen hylse (11) er forsynt med en skrå ytre endevegg (40), en skrå indre endevegg (41) og en ringformet spor (42) ved sin ringformede omkrets, for således å fremskaffe to avstandsorienterte kanter for å bli innlemmet i den indre flate av den første hylse (10).

5. Fluidum-fittings som angitt i krav 1, karakterisert ved at sporene (37, 38) i den annen hylse (11) omfatter et første forholdsvis smalt ringformet spor (37) som befinner seg i nærheten av den ytre ende (36) av den annen hylse (11), og et annet forholdsvis bredt ringformet spor (38) som befinner seg innenfor i forhold til det første ringformede spor (37), for således å levne et parti (39) mellom de ringformede spor (37, 38) og fremskaffelse av et hjørne (47, 48) ved hver ende av partiet (39) .

6. Fluidum-fittings som angitt i krav 5, karakterisert ved at veggtykkelsen av den annen hylse (11) er tynnere for en distanse som strekker seg innover fra den ytre ende (34) til et sted som ligger forbi nevnte parti (39), enn veggtykkelsen for den annen hylse (11) i nærheten av den ytre ende (34).