Rohrverbindung, insbesondere für Turbinenleitungen und dergleichen und Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung. Es ist an sich bereits bekannt, zum Ver binden von Rohrenden Schrumpfung anzu wenden. Man hat hierzu in der Regel jedoch besondere Schrumpfmuffen verwandt. Ab gesehen davon, dass die Verwendung beson derer Schrumpfmuffen die Herstellung der Rohrverbindung verteuert, kommt noch hinzu, dass vielfach auch die Anbringung und Handhabung .des erhitzten Schrumpf ringes Schwierigkeiten macht.
Der hierdurch entstehende Zeitverlust führt leicht zum Ver lust der Schrumpfhitze oder aber er zwingt dazu, mit solchen Wärmeverlusten zu rech nen und den Schrumpfring übermässig hoch zu erhitzen. Hierin liegt eine gewisse Ge fahr, weil Gefügeveränderungen eintreten können, die auf die Festigkeitseigenschaften der fertigen Verbindung vielleicht ungünstig wirken und beim Niedrighalten der Schrumpf temperatur sich vermeiden lassen. Ausser dem gibt es eine grössere Zahl von Fällen, in denen die Herstellung von Schrumpfverbin dungen mit Hilfe von Schrumpfmuffen sich wegen Platzmangel von selbst verbietet. Bei- spielsweise wird bei der Auskleidung von Stollen mit Rohren häufig überhaupt der Raum fehlen, um Schrumpfringe unterzu bringen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet nun eine Rohrverbindung mittelst Schrump fung. Sie besteht darin, dass die Rohrenden an der Verbindungsstelle unmittelbar über einander geschrumpft sind.
Die Rohrverbindung gemäss der Erfin dung hat eine Reihe ganz wesentlicher Vor züge: Die Zahl der zweckmässig sorgfältig zu bearbeitenden Schrumpfflächen wird auf zwei verringert, die Herstellung schon hier durch also verbilligt.
Die Herstellung der Verbindung wird vereinfacht, weil das umständliche und zeit raubende Anbringen der erhitzten Muffe fortfällt und statt dessen lediglich das auch früher ohnehin zu bedienende Anschlussrohr- stück bewegt und geführt zu werden braucht.
Die häufig bevorzugte Schrumpfverbin dung kann auch in solchen Fällen angewandt werden, in denen für die Aufbringung eines Schrumpfringes oder für den Schrumpfring selbst kein Raum zur Verfügung steht.
Die vorliegende Rohrverbindung lässt sich in der verschiedensten Weise ausführen, und zwar in Formen, die einer solchen Schrumpf verbindung neue Anwendungsgebiete er schliessen. So lässt sich beispielsweise der zur Schrumpfung erforderliche Temperaturunter schied zwischen dem Rohrende grösseren Durchmessers und dem Rohrende kleineren Durchmessers mittelst Vorrichtungen erzeu gen, die sieh beim Ineinanderschieben der Rohrenden selbsttätig von diesen entfernen.
Um erforderlichenfalls eine unnötig starke Erhitzung des aufzuschrumpfenden Teils zu umgehen, oder aber zu dem Zwecke, ein mög- liehst grosses Schrumpfmass anwenden zu können, kann man zur Erzeugung des zur Schrumpfung erforderlichen Temperatur unterschiedes der beiden Rohrenden neben einer Wärmequelle (Heizflamme, Hitzeträ ger, elektrischem Widerstand usw.) eine Kältequelle verwenden (Kälteträger, Ent spannungskälte oder dergleichen), die das ein zuschrumpfende Rohrende vor dem Sehrump- fen des andern auf einen geringeren Durch messer bringt.
Besonders vorteilhaft gestaltet sich die erwähnte Rohrverbindung, wenn man den Temperaturunterschied zwischen den beiden Rohrenden erzeugt, während diese - sei es durch Eigengewicht, sei es durch eine beson dere Vorrichtung - derart gegeneinander gepresst werden, dass sie sich im Augenblick der Erlangung des zum Schrumpfen gerade erforderlichen Temperaturmindestunterschie- des selbsttätig ineinanderschieben. Die Her stellung der Schrumpfverbindung in dieser )Veise verhütet, da.ss das Rohrende unnötiger weise auf besonders hohe Temperatur ge bracht wird,
spart also beispielsweise bei der Verwendung elektrischer Heizvorrichtungen Strom und schont ausserdem das Gefüge. Ferner kann man sich mit der geringeren Schrumpftemperatur auch schon deshalb be gnügen, weil das Aufschrumpfen ohne jeden Zeitverlust sieh unmittelbar an die Erhit- zung anschliesst, Wärmeverluste des erhitzten Rohrendes also nicht zu befürchten sind.
Die vorliegende Rohrverbindung gestattet ferner auch die Anwendung eines neuartigen Verfahrens zur Herstellung von Schrumpf verbindungen von Rohren, das sich bei der Verwendung von Muffen nicht ohne wei teres anwenden lä.sst. Demzufolge können beispielsweise die Rohrenden gemeinsam mit verbindungen von Rohren, das sich bei der Schrumpfung erforderliehen Tempera,tur- untersehiedes der beiden Rohrenden einander genähert werden.
Hierdureh wird es mög lich, die Schrumpfung aueh an unzugä.ag- liehen Orten, beispielsweise in engen Stollen, Schächten usw., sowie unter Bedingungen vorzunehmen, die sonst eine ordnungsmässige Schrumpfung Stören könnten; hierbei ist ins besondere an solche Fälle gedacht, in denen das Zusammenfügen der beiden Rohrenden nur unter Schwierigkeiten, besonderem Zeit aufwand oder unter der gleichzeitigen Ein wirkung von Einflüssen erfolgen muss, die dem erhitzten Rohrende in kurzer Zeit be reits die Sehrumpfwärme ganz, teilweise oder örtlich entziehen können.
Letzteres kann zum Beispiel der Fall sein, wenn man ein auf Schrumpfhitze gebrachtes Rohrende ein Stück weit .durch einen Stollen hindurch zu bringen hat, ohne verhüten zu können, dass es mit den Stollenwandungen in Berührung kommt, die dabei kühlend wirken müssen. Ferner kann man die Wirkung der Vorrich tungen auf das betreffende Rohrende noch dadurch erhöhen und auch nötigenfalls nach dem Entfernen der Vorrichtungen aufrecht erhalten, wenn man Wärmeänderungen und Wärmeverluste der auf Schrumpftemperatur gebrachten Rohrenden durch Wärmeschutz mittel verhütet, mit denen man die betreffen den Flächen des Rohrendes umhüllt.
Auch diese Massnahme trägt dazu bei, die Zusam menschrumpfung von Rohrenden selbst in solchen Fällen vorzunehmen, wo unter ge wöhnlichen Verhältnissen eine solche nicht stattfinden könnte. Man kann dabei ver- sehiebliche Wärmeschutzmittel anwenden, die sich beim Ineinanderschieben der Rohr-
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enden <SEP> selbsttätig <SEP> abstreifen <SEP> oder <SEP> zusammen seliii@ben. <SEP> Im <SEP> letztgenannten <SEP> Falle <SEP> kann <SEP> man
<tb> diu <SEP> Eiiirü-litung <SEP> so <SEP> treffen, <SEP> dass <SEP> das <SEP> zusam men <SEP> ge@cbiilieni"-ärmeschutzmittel <SEP> nach <SEP> dem
<tb> 3hareil'en <SEP> %-on <SEP> den <SEP> Schrumpfflächen <SEP> eine
<tb> I'ut;en:
ilidielitung <SEP> bildet.
<tb> Zur <SEP> Iler.tellung <SEP> der <SEP> neuen <SEP> Rohrverbin dim- <SEP> i-ignen <SEP> sich <SEP> insbesondere <SEP> solche <SEP> Rohre,
<tb> deren <SEP> Schrumpfflächen <SEP> Kegelflächen <SEP> bilden
<tb> und <SEP> von <SEP> solcher <SEP> Anordnung <SEP> sind, <SEP> dass <SEP> der
<tb> Durchmesser <SEP> der <SEP> Kegelfläche <SEP> beim <SEP> Rohrende
<tb> kleineren <SEP> Durchmessers <SEP> nach <SEP> dessen <SEP> Ende
<tb> hin <SEP> wächst, <SEP> beim <SEP> Rohrende <SEP> grösseren <SEP> Durch messers <SEP> sich <SEP> nach <SEP> dessen <SEP> Ende <SEP> hin <SEP> entspre chend <SEP> verjüngt. <SEP> Ausserdem <SEP> oder <SEP> statt <SEP> dessen
<tb> kann <SEP> an <SEP> den. <SEP> Schrumpfflächen <SEP> auch <SEP> eine <SEP> Ver zahnung <SEP> vorgesehen <SEP> sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der neuen Rohrverbindung ergibt sich, wenn man die Schrumpfflächen eines oder beider Rohr enden durch Abdrehen, Abfräsen, Abschlei fen oder dergleichen aus den gerade verlau fenden Rohrwandungen bildet. Es führt das unter anderem zu Rohrverbindungen, deren Teile sich nicht über die Aussen- oder Innen flächen der Rohrwandungen erheben, das heisst es entsteht trotz der Schrumpfstellen ein aussen und innen glattes, durchlaufendes Rohr. Zweckmässig wird der Durchmesser unterschied zwischen Anfang und Ende der kegeligen Schrumpfflächen gleich dem Schrumpfmass gemacht. Je nach der Länge der Schrumpfflächen wird dann deren Nei gung steiler oder flacher.
Es können dabei auch mehrere kegelige Schrumpfflächen hin " tereinander angewandt werden.
Das Zusammenfügen der Rohrenden lässt sich durch trichterförmige Ausbildung des einen\ und hegelige Ausbildung des andern Rohrendes an den Stirnflächen in an sich bei -andern Rohrverbindungen wohl bekannter Weise erleichtern.
Mit Vorteil wird zur Herstellung der Rohrverbindung eine Vorrichtung zur Erzeu gung des für die Schrumpfung erforderlichen Temperaturunterschiedes der beiden Rohr enden angewandt, die im Rohr oder am Rohre längsverschieblich- ist und welche di- rekt auf die Rohrenden wirken kann. Diese Ausbildung der Vorrichtung gestattet auch gewissermassen eine Fernbedienung der Schrumpfstellen, wenn diese aus irgendwel chen Gründen unzugänglich sein sollten. Die Einrichtung kann dabei so getroffen werden, .dass das Rohr selbst der im Innern liegenden oder aber auch mantelförmig ausgebildeten Vorrichtung unmittelbar als Führung dient.
Diese Anordnung einer längsverschieblichen Vorrichtung gestattet auch die unmittelbare Beheizung der Schrumpfflächen selbst mit den hierdurch entstehenden Vorteilen. Bisher war man vielfach darauf angewiesen, die zu Schrumpfverbindungen bestimmten Muffen nur auf der Aussenfläche zu beheizen, wo bei man einen Temperaturabfall nach der Schrumpffläche hin in Kauf nehmen musste. Unnötige Wärmeabgabe oder Wärmeauf nahme der vorliegenden Vorrichtung wird vorteilhaft dadurch verhütet, dass man sie dort, wo kein Wärmeaustausch erfolgen soll, mit einer Wärmeschutzschicht umschliesst.
Das kann namentlich auch dort geschehen, wo die genannte Vorrichtung an nicht zu be handelnde Teile des eigenen oder des Nach barrohres grenzt.
In solchen Fällen, in denen es erwünscht ist, dass die Vorrichtung sich beim Ineinan- derschieben der Rohrenden selbsttätig von den Schrumpfflächen entfernt, lässt sich das dadurch erreichen, dass man die Vorrichtung mehrteilig ausbildet und mit kegeligen oder trichterförmigen Stirnflächen ausrüstet. Diese können,dann durch,die Stirnfläichen der sich ineinanderschiebenden Rohrenden beiseite ge schoben werden, ohne dass hierzu besondere Vorrichtungen zu treffen oder Bedienungs leute nötig wären.
Die neue Rohrverbindung lässt sich auch mit Vorteil in solchen Fällen anwenden, in denen man von einer Schwächung der Wand stärke der zusammenzuschrumpfenden Rohr enden absehen will. In diesem Falle kann man die Schrumpffläche des einen Rohrendes einfach durch geringfügige Flächenbearbei tung des geraden Rohrstückes herstellen, während man das andere Rohrende als Muffe i -tu .sbilden kann, die eine der erstgenannten Schrumpfflä he entsprechende Fläche auf weist.
Es entsteht. dann, wie die Abb. 4, ä und 7 zeigen, eine Rohrverbindung, die einen entweder innen oder aussen glatten Rohr- strang liefert.
Es hat sich nun herausgestellt, dass die neue Rohrverbindung und die beschriebene Herstellungsart sich sowohl zum Verbinden von starkwandigen wie dünnwandigen Rohren grossen Durchmessers (Turbinenfreileitungen, Stollenauskleidungen usw.) eignen, als auch zum Herstellen der Verbindungen von Roh ren geringeren Durchmessers. Entsprechend können dieses Verfahren und die beschrie benen Arten von Rohrverbindungen auch an gewandt werden, um beispielsweise Iiessel- trommelschüsse und sonstige rohrförmige Stücke miteinander zu verbinden.
Ähnlich, wie man das schon bei andern Rohrverbindungen kennt, lä.sst sich eine zu sätzliche Abdichtung der Stossstellen durch Schweissung, Verstemmen, durch Anwendung des Metallspritzverfahrens oder auch auf sonstige geeignete -\\'eise herstellen.
Die zusätzliche Abdichtung kann zum Beispiel durch Verstemmen der innern Stoss fuge nach dem Aufschrumpfen des einen Rohrschusses erfolgen. Dieses Verstemmen bewirkt einmal eine dichte Verbindung der beiden Rohrschüsse an dieser Stelle, dann aber auch werden durch die hierbei in einer Richtung ausgeübten Kräfte die beiden he- gelfläehen der Rohre so fest wie möglich aufeinandergeschoben und hierdurch eine gute Verbindung der Schrumpffläche erzielt.
Der alsdann nach dem Aufschrumpfen der Flächen, sowie nach dem Verstemmen der innern Stossfuge an der äussern Stossfuge eventuell noch verbleibende Spalt kann in bekannter Weise durch Verschweissen oder sonstwie ausgefüllt werden, wodurch eben falls noch eine zusätzliche Dichtung der Ver bindung erreicht wird.
Das Verstemmen der innern Stossfuge kann in bekannter Weise mittelst eines Stemmeisens erfolgen. Um eine gute An griffsfläche für letzteres zu erzielen, kann die Rohrwandung an dieser Stelle innen eine Ausnehmung erhalten, oder aber auch es kann in letztere ein aus besonders gutem Stemmaterial hergestellter Stemmring schwal- benschwanzförinig oder sonstwie eingesetzt werden.
Letzteres empfiehlt sich immer dann, wenn das Rohrmaterial für das Ver- stemmen ungeeignet, zum Beispiel zii spröde ist.
Schliesslich noch kann die zusätzliche Dichtung dadurch erzielt werden, dass man neben der eigentlichen oder Hauptdichtung der beiden miteinander durch Schrumpfung zu verbindenden Rohrenden noch diesem Zwecke dienende besondere Dichtungsringe aus leicht. verformbarem Metall vorsieht. Sie können zum Beispiel von grösserer Dicke als das Schrumpfmass sein, so dass sie beim Schrumpfvorgang zusammengepresst werden. Die Anordnung dieser besonderen Ring dichtungen genügt auch dann, wenn der Schrumpfdrucli. nur so stark ist, dass die bei den Schrumpfflächen der Rohrenden gut auf einander passen.
Der hierfür erforderliche Druck ist hierbei nur sehr gering, so dass die beiden Rohrenden praktisch spannungsfrei bleiben, eine Ermüdung des Materials also nicht eintritt.
Die Rohrverbindung gemäss vorliegender Erfindung ist in den Zeichnungen in ver schiedenen Ausführungsbeispielen erläutert. Abb. 1 bis 3 zeigen Ausführungsformen mit den kegeligen Schrumpfflächen a. Letztere sind durch Abdrehen des geraden Rohrendes auf etwa die Hälfte seiner Wandstärke ge bildet. Der in Abb. 3 bei b erkennbare Spalt kann beispielsweise durch Einstemmen von Dichtungsstoffen verschlossen werden.
Die Abb. 4, 5 und 7 zeigen Ausführungs formen, bei denen nach Möglichkeit die ur sprüngliche Wandstärke der Rohrenden er halten geblieben ist. Die Schrumpffläche a ist hier bei dem einen Rohrende durch ge ringes Abdrehen hergestellt worden, während das andere Rohrende muffenartig ausgebildet ist und eine der genannten Schrumpffläche entsprechende Fläche besitzt..
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Abb. <SEP> 6 <SEP> zeigt <SEP> die <SEP> Anordnung <SEP> einer <SEP> Ver zahnung <SEP> in <SEP> der <SEP> Sehrumpffläche. <SEP> Statt <SEP> nur
<tb> ein <SEP> Zahnpaar <SEP> können <SEP> auch <SEP> deren <SEP> mehrere <SEP> vor handen <SEP> sein. <SEP> Gleichzeitig <SEP> zeigt <SEP> Abb. <SEP> 6 <SEP> die
<tb> =inwendung <SEP> von <SEP> Schweissnähten <SEP> zur <SEP> Bildung
<tb> einer <SEP> zusätzlichen <SEP> Dichtung.
<tb> Die <SEP> Abb. <SEP> S <SEP> und <SEP> 9 <SEP> zeigen <SEP> das <SEP> Beispiel
<tb> einer <SEP> \'orrielitung <SEP> zur <SEP> Herstellung <SEP> der <SEP> neuen
<tb> Rolirv <SEP> erbindung.
<SEP> Eine <SEP> mehrteilig <SEP> ausgebil dete, <SEP> ringförmig <SEP> angeordnete, <SEP> beispielsweise
<tb> elektrisch <SEP> beheizte <SEP> Vorrichtung <SEP> legt <SEP> sich
<tb> gegen <SEP> die <SEP> Schrumpffläche <SEP> des <SEP> Rohrendes
<tb> grösseren <SEP> Durchmessers <SEP> an. <SEP> Sie <SEP> kann <SEP> mittelst besonderer Organe, beispielsweise Seile, Stan gen oder dergleichen innerhalb des Rohres verschoben werden. Wärmeübertragung an das Rohrende geringeren Durchmessers ist durch eine Wärmeisolierschicht unterbunden.
Ebenso ist ein Wärmeverlust des aufzu schrumpfenden Rohrendes durch eine äussere Wärmeisolierschicht verhütet, so dass die Beheizung dieses Endes selbst dann nicht un wirksam wird, wenn das Rohrende sich gegen kühlere Stollenwandungen, die mög licherweise sogar von Wasser berieselt wer den, anlegt. Die einzelnen Teile der Vorrich tung werden beispielsweise mittelst Federn x (Abb. 9) gegen die Schrumpfflächen gedrückt.
Entsprechend den obenstehenden Ausführun gen sind die Stirnflächen der Vorrichtung kegelig gestaltet, sudass sie beim Zusammen schieben der Rohrenden eine Einwärtsbewe- gung der einzelnen Teile bewirken und hier durch die Schrumpffläche freigeben. Etwa erforderliche aussenliegende Vorrichtungen, die zur Erzeugung des Temperaturunterschie des der beiden Rohrenden dienen, können ent sprechend ausgebildet werden.
In .den Abb. 10 und 11 ist eine durch Aufeinanderschrumpfen zweier kegelförmi ger Flächen hergestellte Rohrverbindung dargestellt, bei der zwecks Verstemmens der innern Stossfuge die Wandung des einen Roh res eine Stemmkante (Abb. 10) aufweist bezw. bei der zum gleichen Zwecke ein be sonderer Stemmring' (Abh. 11) schw & Iben- s e 'hw,
anzförmig in die eine Rohrwandung eingesetit ist. a und b sind die beiden Rohrschüsse, die mittelst ihren kegelförmigen Flächen c und d aufeinandergeschrumpft werden.
Durch eine Ausnehmung e am innern Umfang des Rohres<I>b</I> wird eine Stemmkante f an der in- nern Stossfuge gebildet, durch die die Fuge gut durch Verstemmen abgedichtet werden kann. und die ein gutes Ansetzen des Stemm- werkzeuges gestattet (Abb. 10).
An Stelle der Ausnehmung e kann bei für das Ver- stemmen ungeeignetem Rohrmaterial ein be sonderer Stemmring g mit Hohlkehle h aus geeignetem Stemmaterial, wie -Weicheisen, Blei, Kupfer oder dergleichen in die Rohr wandung eingesetzt werden (Abb. 11), der dann ein gutes Abdichten der innern Stoss fuge und Ansetzendes Stemmwerkzeuges in die Hohlkehle<I>h</I> gestattet. Der bei<I>i</I> verblei bende Spalt der äussern Stossfuge wird als dann noch durch -Verschweissen oder sonstwie ausgefüllt und hierdurch eine weitere Ab dichtung der Gesamtverbindung erzielt.
Die so hergestellte Rohrverbindung hält allen in der Rohrleitung auftretenden Kräf ten stand und ein Lockerwerden der Verbin dung ist ausgeschlossen, da durch das Ver- stemmen der innern Stossfuge diese Kräfte von der Schrumpfstelle abgehalten werden.
In den Abb. 12, 13 und 14 ist eine Rohr verbindung dargestellt, bei der neben der eigentlichen Dichtung durch Schrumpfung noch besondere Dichtungsringe aus leicht verformbarem Metall vorgesehen sind.
Nach Abb. 12 erfolgt die Dichtung durch einen in der Nähe der Längsmittel der Schrumpfzone eingelegten Dichtungsring c aus leicht verformbarem Metall, wie Kupfer oder dergleichen, und zwar liegt bei dieser Dichtungsart der Dichtungsring c zweck mässig beiderseits inRingnuten der Schrumpf flächen der Rohrenden. Es können in der Nähe der Längsmitte der Schrumpfzone auch mehrere Dichtungsringe liegen.
Da zwecks Erzielung der Dichtung der Ring beim Schrumpfen zwischen den beiden aufzu schrumpfenden Flächen zusammengepresst
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werden <SEP> muss, <SEP> so <SEP> muss <SEP> man <SEP> zweckmässig <SEP> eine
<tb> der <SEP> beiden <SEP> Ringnuten <SEP> muldenförmig <SEP> ausbil den, <SEP> damit <SEP> sich <SEP> bei <SEP> der <SEP> Schrumpfung <SEP> das
<tb> überschüssige <SEP> Material <SEP> des <SEP> Dichtungsringes
<tb> c <SEP> in <SEP> diese <SEP> Mulde <SEP> hineinpressen <SEP> kann, <SEP> hier durch <SEP> die <SEP> Dichtung <SEP> herstellend.
<SEP> Letzteres <SEP> ist
<tb> bei <SEP> dieser <SEP> Dichtungsanordnung <SEP> von <SEP> beson derer <SEP> Wichtigkeit, <SEP> da <SEP> der <SEP> Dichtungsring <SEP> c
<tb> nach <SEP> erfolgter <SEP> Schrumpfung <SEP> nicht <SEP> mehr <SEP> zu gänglich <SEP> ist, <SEP> also <SEP> auch <SEP> nicht <SEP> nachgestemmt
<tb> werden <SEP> kann. Bei der Ausführung nach Abb. 13 ist die Dichtung aus der Mitte der Schrumpfzone in die Enden der letzteren verlegt, es sind also hier zwei Dichtungsringe ä und e vorge sehen.
Bei dieser Ausführung liegen die Dichtungsringe, die ebenfalls beim Schrump fen zusammengepresst werden, nur einseitig in Ringnuten geeigneter Form, und zwar ein mal im äussern: und einmal im innern Rohr ende, während sie auf der andern Seite gegen die zylindrische Fläche am innern bezw. ä ussern Rohrende legen. Das Dichtungsmate rial presst sich hier bei der Schrumpfung gegen die zylindrische Anpressungsfläche und stellt hierdurch die Dichtung her, die eventuell, falls erforderlich, durch N'achstem- men des hier zugänglichen Dichtungsmate rials vervollständigt werden kann.
Diese Art der Dichtung lässt eine durch Zug- oder Druckbeanspruchungen etwa hervorgerufene Verschiebung zwischen Ring und Rohrende zu, ohne dass hierbei eine Verlagerung der Dichtungsringe erfolgt.
In der Abb. 1.1 ist endlich die Kombina tion der in den Abb. 12 und 13 dargestellten Dichtungsarten gezeigt.
Bei allen Ausführungen empfiehlt es sich, die Schrumpfflächen der Rohrenden mit einer Verzahnung zu versehen. Durch diese Absetzung der Schrumpfflächen werden etwaige auftretende Zug- oder Druekbean- spruchungen von den Ringdichtungen fern gehalten und durch die aufeinanderliegenden Rohrenden selbst aufgenommen, wodurch die Dichtungen geschont und nicht so leicht undicht werden.
Pipe connection, in particular for turbine lines and the like, and method and device for their production. It is already known per se to apply shrinkage for connecting pipe ends. As a rule, however, special shrink sleeves have been used for this purpose. Apart from the fact that the use of special shrink sleeves makes the production of the pipe connection more expensive, there is also the fact that in many cases the attachment and handling of the heated shrink ring also makes difficulties.
The resulting loss of time easily leads to loss of shrink heat or it forces you to expect such heat losses and to heat the shrink ring excessively. This poses a certain risk because structural changes can occur which may have an unfavorable effect on the strength properties of the finished connection and can be avoided by keeping the shrinkage temperature low. In addition, there are a large number of cases in which the production of shrink connections with the help of shrink sleeves is prohibited by itself due to a lack of space. For example, when tunnels are lined with pipes, there is often no space at all to accommodate shrink rings.
The subject of the invention now forms a pipe connection by means of shrinkage. It consists in the fact that the pipe ends are shrunk directly over one another at the connection point.
The pipe connection according to the invention has a number of very important advantages: The number of expediently carefully machined shrink surfaces is reduced to two, making the production cheaper here.
The production of the connection is simplified because the laborious and time-consuming attachment of the heated sleeve is no longer necessary and instead only the connecting pipe piece, which was previously to be operated anyway, needs to be moved and guided.
The often preferred shrink connection can also be used in cases in which there is no space available for the application of a shrink ring or for the shrink ring itself.
The present pipe connection can be carried out in a wide variety of ways, namely in forms that open up new areas of application for such a shrink connection. For example, the temperature difference required for shrinkage between the pipe end of larger diameter and the pipe end of smaller diameter can be generated by means of devices that automatically remove the pipe ends when they are pushed into one another.
In order to avoid unnecessarily strong heating of the part to be shrunk on, or for the purpose of being able to use the greatest possible shrinkage, the two pipe ends can be used to generate the temperature difference required for shrinkage in addition to a heat source (heating flame, heat carrier, electrical resistance, etc.) use a cold source (cooling agent, relaxation cooling or the like) that brings the shrinking pipe end to a smaller diameter before the other one.
The pipe connection mentioned is particularly advantageous if the temperature difference between the two pipe ends is generated while these - be it by their own weight or by a special device - are pressed against each other in such a way that they are just about to shrink at the moment of attaining the The required minimum temperature differences slide into one another automatically. The production of the shrink connection in this way prevents the pipe end from being unnecessarily brought to a particularly high temperature,
This saves electricity, for example, when using electrical heating devices and also protects the structure. Furthermore, one can be satisfied with the lower shrinking temperature because the shrinking on without any loss of time immediately follows the heating, so there is no need to fear heat losses from the heated pipe end.
The present pipe connection also allows the use of a new type of method for producing shrink-fit connections for pipes, which cannot readily be used when using sleeves. As a result, for example, the pipe ends together with connections of pipes, the temperature differing between the two pipe ends required during the shrinkage, can be brought closer.
This makes it possible to carry out the shrinkage also in inaccessible places, for example in narrow tunnels, shafts, etc., as well as under conditions which could otherwise interfere with proper shrinkage; This is particularly intended for those cases in which the joining of the two pipe ends was difficult, took a lot of time or has to be carried out under the simultaneous effect of influences that already completely, partially or locally the heated pipe end in a short time can withdraw.
The latter can be the case, for example, when a pipe end that has been heated to shrinkage has to be brought a little way through a tunnel without being able to prevent it from coming into contact with the tunnel walls, which must have a cooling effect. Furthermore, the effect of the devices on the pipe end in question can be increased and, if necessary, maintained after the devices have been removed, if heat changes and heat losses from the pipe ends brought to the shrinkage temperature are prevented by means of heat protection, with which the surfaces of the pipe end are affected enveloped.
This measure also contributes to the shrinking of pipe ends even in cases where this would not be possible under normal circumstances. You can use various heat protection agents, which are released when the tubes are pushed into one another.
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end <SEP> automatically strip <SEP> off <SEP> or seliii @SEP> together. <SEP> In the <SEP> last mentioned <SEP> case <SEP> <SEP> can be
<tb> diu <SEP> Eiiirü-litung <SEP> so <SEP> meet <SEP> that <SEP> the <SEP> together <SEP> ge @ cbiilieni "heat protection agent <SEP> after <SEP> the
<tb> 3hareil'en <SEP>% -on <SEP> the <SEP> shrink surfaces <SEP>
<tb> I'ut; en:
ilidielitung <SEP> forms.
<tb> For the <SEP> position <SEP> of the <SEP> new <SEP> pipe connections, <SEP> are <SEP> especially <SEP> such <SEP> pipes,
<tb> whose <SEP> shrink surfaces <SEP> form conical surfaces <SEP>
<tb> and <SEP> of <SEP> are such <SEP> arrangement <SEP>, <SEP> that <SEP> is the
<tb> Diameter <SEP> of the <SEP> conical surface <SEP> at the <SEP> pipe end
<tb> smaller <SEP> diameter <SEP> after <SEP> its <SEP> end
<tb> towards <SEP> grows, <SEP> with <SEP> pipe end <SEP> larger <SEP> diameter <SEP> <SEP> corresponds to <SEP> whose <SEP> end <SEP> corresponds to <SEP> tapered <SEP>. <SEP> Also <SEP> or <SEP> instead of <SEP>
<tb> can <SEP> to <SEP> the. <SEP> Shrink surfaces <SEP> also <SEP> a <SEP> toothing <SEP> should be provided <SEP>.
An advantageous embodiment of the new pipe connection is obtained when the shrink surfaces of one or both pipes end by turning, milling, abrading fen or the like from the pipe walls running straight. This leads, among other things, to pipe connections, the parts of which do not rise above the outer or inner surfaces of the pipe walls, which means that despite the shrinkage points, a continuous pipe is created that is smooth on the outside and inside. The difference in diameter between the beginning and the end of the conical shrinking surfaces is expediently made equal to the shrinkage dimension. Depending on the length of the shrinking surfaces, their inclination is then steeper or flatter.
Several conical shrink surfaces can be used one behind the other.
The joining of the pipe ends can be facilitated by a funnel-shaped construction of one and a hegel-shaped construction of the other pipe end at the end faces in a manner well known per se for other pipe connections.
To produce the pipe connection, a device for generating the temperature difference between the two pipe ends required for the shrinkage is advantageously used, which device is longitudinally displaceable in the pipe or on the pipe and which can act directly on the pipe ends. This design of the device also allows remote control of the shrink points if they should be inaccessible for any reason. The device can be designed in such a way that the tube itself serves directly as a guide for the device located inside or also in the form of a jacket.
This arrangement of a longitudinally displaceable device also allows the shrink surfaces themselves to be heated directly, with the resulting advantages. So far, one has often been dependent on only heating the sleeves intended for shrink-fit connections on the outer surface, where a temperature drop towards the shrink-on surface had to be accepted. Unnecessary heat emission or heat absorption by the present device is advantageously prevented by enclosing it with a heat protection layer where no heat exchange is to take place.
This can also happen where the device mentioned borders on parts of the own or the neighboring bar pipe that are not to be treated.
In those cases in which it is desired that the device automatically removes itself from the shrink surfaces when the pipe ends are pushed into one another, this can be achieved by designing the device in several parts and equipping it with conical or funnel-shaped end faces. These can then be pushed aside through the end faces of the telescoping pipe ends without the need for special devices or operators.
The new pipe connection can also be used with advantage in those cases in which one wants to refrain from a weakening of the wall thickness of the pipe to be shrunk. In this case, the shrinking surface of one end of the pipe can be produced simply by a slight surface machining of the straight pipe section, while the other pipe end can be formed as a sleeve i -tu, which has an area corresponding to the first-mentioned shrinking surface.
It arises. then, as Fig. 4, ae and 7 show, a pipe connection that produces a pipe string that is smooth either on the inside or on the outside.
It has now been found that the new pipe connection and the method of production described are suitable both for connecting thick-walled and thin-walled pipes of large diameter (turbine overhead lines, tunnel linings, etc.), as well as for making connections of pipes of smaller diameter. Correspondingly, this method and the described types of pipe connections can also be used in order, for example, to connect Iiessel- drum sections and other tubular pieces to one another.
Similar to what is already known from other pipe connections, an additional sealing of the joints can be made by welding, caulking, using the metal spraying process or other suitable means.
The additional sealing can be done, for example, by caulking the inner butt joint after one pipe section has been shrunk on. This caulking causes a tight connection of the two pipe sections at this point, but then the two hinge surfaces of the pipes are pushed onto one another as tightly as possible due to the forces exerted in one direction, thus achieving a good connection of the shrink surface.
The gap then possibly remaining after the shrinking on of the surfaces and after caulking the inner butt joint on the outer butt joint can be filled in a known manner by welding or in some other way, whereby an additional seal of the connection is also achieved.
The internal butt joint can be caulked in a known manner by means of a chisel. In order to achieve a good grip surface for the latter, the pipe wall can have a recess inside at this point, or a caulking ring made of particularly good stem material can be dovetailed or otherwise used in the latter.
The latter is always recommended when the pipe material is unsuitable for caulking, for example it is brittle.
Finally, the additional seal can also be achieved in that in addition to the actual or main seal of the two pipe ends to be connected to one another by shrinkage, special sealing rings which serve this purpose are also made from light. deformable metal. For example, they can be of greater thickness than the shrinkage dimension, so that they are pressed together during the shrinking process. The arrangement of these special ring seals is sufficient even if the shrinkage pressure. is only so strong that the shrink surfaces of the pipe ends fit together well.
The pressure required for this is only very low, so that the two pipe ends remain practically tension-free, so that the material does not become fatigued.
The pipe connection according to the present invention is explained in the drawings in different embodiments. Fig. 1 to 3 show embodiments with the conical shrink surfaces a. The latter are formed by turning the straight pipe end to about half its wall thickness ge. The gap that can be seen in Fig. 3 at b can be closed, for example, by prying in sealants.
Figs. 4, 5 and 7 show execution forms in which, if possible, the original wall thickness of the pipe ends he has remained. The shrink surface a has been made here at one pipe end by ge ring turning, while the other pipe end is sleeve-like and has a surface corresponding to the above-mentioned shrink surface.
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Fig. <SEP> 6 <SEP> shows <SEP> the <SEP> arrangement <SEP> of a <SEP> toothing <SEP> in <SEP> of the <SEP> visual sump surface. <SEP> Instead of <SEP> only
<tb> a <SEP> pair of teeth <SEP> can <SEP> also <SEP> whose <SEP> several <SEP> are available <SEP>. <SEP> At the same time <SEP> <SEP> Fig. <SEP> 6 <SEP> shows the
<tb> = application <SEP> of <SEP> weld seams <SEP> for <SEP> formation
<tb> an <SEP> additional <SEP> seal.
<tb> The <SEP> fig. <SEP> S <SEP> and <SEP> 9 <SEP> show <SEP> the <SEP> example
<tb> a <SEP> \ 'orrieleline <SEP> for <SEP> production <SEP> of the <SEP> new
<tb> Rolirv <SEP> connection.
<SEP> A <SEP> made up of several parts <SEP>, <SEP> arranged in a ring <SEP>, <SEP> for example
<tb> electrically <SEP> heated <SEP> device <SEP> <SEP> settles
<tb> against <SEP> the <SEP> shrinking surface <SEP> of the <SEP> pipe end
<tb> larger <SEP> diameter <SEP>. <SEP> You <SEP> can <SEP> be moved within the pipe by means of special organs such as ropes, rods or the like. Heat transfer to the pipe end with a smaller diameter is prevented by a heat insulating layer.
Heat loss from the pipe end to be shrunk is also prevented by an outer heat insulating layer, so that the heating of this end is not ineffective even if the pipe end is placed against cooler tunnel walls, which may even be sprinkled with water. The individual parts of the device are pressed against the shrink surfaces by means of springs x (Fig. 9), for example.
According to the above, the end faces of the device have a conical shape so that when the pipe ends are pushed together they cause the individual parts to move inward and are released here by the shrink surface. Any external devices that are required to generate the difference in temperature between the two pipe ends can be designed accordingly.
In .den Fig. 10 and 11 a pipe connection produced by shrinking two kegelförmi ger surfaces is shown, in which the wall of a pipe res has a caulking edge (Fig. 10) for the purpose of caulking the inner butt joint. where for the same purpose a special caulking ring '(Abh. 11) schw & Iben- s e' hw,
angular is inserted into a pipe wall. a and b are the two pipe sections that are shrunk onto each other by means of their conical surfaces c and d.
A recess e on the inner circumference of the pipe <I> b </I> forms a caulking edge f on the inner butt joint, through which the joint can be well sealed by caulking. and which allows the caulking tool to be applied well (Fig. 10).
Instead of the recess e, if the pipe material is unsuitable for caulking, a special caulking ring g with a groove h made of suitable stem material such as soft iron, lead, copper or the like can be inserted into the pipe wall (Fig. 11) Good sealing of the inner butt joint and insertion of the caulking tool into the chamfer <I> h </I> allowed. The gap in the outer butt joint that remains at <I> i </I> is then filled in by welding or in some other way, thus further sealing the overall connection.
The pipe connection produced in this way withstands all forces occurring in the pipeline and the connection cannot become loose, since these forces are kept away from the shrinkage point by caulking the inner butt joint.
In Figs. 12, 13 and 14 a pipe connection is shown in which, in addition to the actual seal by shrinkage, special sealing rings made of easily deformable metal are provided.
According to Fig. 12, the seal is made by a sealing ring c made of easily deformable metal, such as copper or the like, inserted near the longitudinal center of the shrink zone, and in this type of seal the sealing ring c is conveniently located on both sides in the ring grooves of the shrinking surfaces of the pipe ends. Several sealing rings can also be located near the longitudinal center of the shrink zone.
Since, in order to achieve the seal, the ring is compressed between the two surfaces to be shrunk when shrinking
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be <SEP> must, <SEP> so <SEP> must <SEP> one <SEP> useful <SEP> one
<tb> of the <SEP> two <SEP> ring grooves <SEP> trough-shaped <SEP>, <SEP> so <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> the <SEP> shrinkage <SEP> that
<tb> Excess <SEP> material <SEP> of the <SEP> sealing ring
<tb> c <SEP> can press this <SEP> recess <SEP> into <SEP> <SEP>, <SEP> here by <SEP> producing the <SEP> seal <SEP>.
<SEP> The latter is <SEP>
<tb> with <SEP> this <SEP> sealing arrangement <SEP> of <SEP> especially <SEP> importance, <SEP> because <SEP> the <SEP> sealing ring <SEP> c
<tb> after <SEP> <SEP> shrinkage <SEP> not <SEP> any more <SEP> is accessible <SEP>, <SEP> so <SEP> also <SEP> not <SEP> cut afterwards
<tb> can be <SEP>. In the design according to Fig. 13, the seal is moved from the center of the shrink zone to the ends of the latter, so two sealing rings ä and e are provided here.
In this version, the sealing rings, which are also compressed during shrinking, are only on one side in ring grooves of a suitable shape, once in the outer end and once in the inner pipe end, while on the other side they end against the cylindrical surface on the inside or. Lay the outside of the pipe. During the shrinkage, the sealing material presses against the cylindrical contact surface and thereby produces the seal which, if necessary, can be completed by cutting the sealing material accessible here.
This type of seal allows a displacement between the ring and the pipe end caused by tensile or compressive stresses without the sealing rings being displaced.
Finally, Fig. 1.1 shows the combination of the types of seals shown in Figs. 12 and 13.
In all versions, it is recommended that the shrink surfaces of the pipe ends be provided with a toothing. Through this separation of the shrinking surfaces, any tensile or compressive stresses that may occur are kept away from the ring seals and absorbed by the pipe ends that lie on top of one another, which protects the seals and prevents them from leaking so easily.