DE1652872B1 - Verbindung zwischen einem zylindrischen rohr und einem auf dieses aufgeschobenen verbindungsteil - Google Patents

Description

hen und nach dem Zusammenfügen erhitzt werden.

Das Erhitzen der Röhren ist in vielen Fällen unerwünscht, und eine einwandfreie Lötverbindung erfor-30 dert große Sorgfalt und Sachkenntnis.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbin- gründe, eine Verbindung zwischen einem zylindung zwischen einem zylindrischen Rohr und einem drischen Rohr und einem auf dieses aufgeschobenen auf dessen Ende teleskopartig aufgeschobenen Ver- Verbindungsteils anzugeben, die dicht sowie zugfest bindungsteil, das eine im Querschnitt kreisförmige 35 ist und sich mit verhältnismäßig einfachen Mitteln Bohrung und eine zu dieser im wesentlichen konzen- herstellen läßt, ohne daß hierfür besonders geschulte irische Außenseite hat und durch plastische Verfor- Fachkräfte erforderlich sind.

mung mittels eines zweiteiligen Gesenks, das eine der Diese Aufgabe wird bei einer Verbindung der einAußenseite des Verbindungsteiles im wesentlichen gangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch ähnliche, aber kleinere Innenseite hat, auf dem Rohr 40 gelöst, daß das Verbindungsteil eine zur Bohrung festklemmbar ist. konzentrische, polygonale Außenseite hat, deren Flä-

Die Verbindung zweier Rohre durch plastisches chen bei ebenen Innenflächen der polygonförmigen Verformen, beispielsweise durch Sicken, ist bekannt Innenseite des Gesenks konvex und bei konvexen In-(Zeitschrift »Feinwerktechnik«, 1961, Heft 4, S. 135, nenseiten des Gesenks eben sind.
149). Das Einpressen von Sicken erfordert jedoch 45 Bei dieser Verbindung bleibt die Form des Rohres verhältnismäßig aufwendige Einrichtungen und Sorg- erhalten.

falt, zudem läßt es sich häufig nicht am Installations- Vorzugsweise sind die Kanten des polygonalen

ort durchführen, da es sich auf gebogene oder ver- Außenumfanges des Verbindungsteiles abgerundet,
zweigte Rohre und Rohre mit geringen Durchmes- Der Erfindungsgedanke wird im folgenden an

sungen, wenn überhaupt, nur schlecht anwenden 50 Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, es läßt. zeigt

Es ist ferner aus der britischen Patentschrift F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht

1 053 629 eine Verbindung einer Kunststoffhülse mit eines Rohres, eines Verbindungsteiles und eines Geeiner auf ihr gelagerten zusammendrückbaren Metall- senks zur Herstellung einer Verbindung gemäß einem hülse bekannt. Hier übernimmt der Kunststoff ab- 55 Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Rohr dichtende Funktionen. Zwar weisen die Kunststoff- und das Verbindungsteil im Zustand vor dem Zusamhülsen innenseitig zum Teil polygonale Flächen auf, mendrücken durch das Gesenk dargestellt sind,
diese haben jedoch den Zweck, eine Verdrehsicherung Fig. 2 einen Querschnitt in einer Ebene 2-2 der

zu bilden. Für höhere Temperaturen und/oder Fig. 1,

Drücke lassen sich Kunststoffe jedoch nicht einset- 60 Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung zen. nach dem Zusammenpressen der Teile des Ge-

Aus der deutschen Patentschrift 1096 442 sind senks,

außerdem ein Verfahren und eine Vorrichtung zum F i g. 4 einen Querschnitt in einer Ebene 4-4 der

Verbinden von zwei nebeneinanderliegenden elektri- F i g. 3,

sehen Leiterseilen mittels einer Hülse bekannt, deren 6g Fig.5 bis 7 Darstellungen entsprechend Fig.2 und Querschnitt die Form eines Ovals oder eines langge- 4, auf die zur Erläuterung der Vorgänge bei der Herstreckten Vieleckes hat. Die Hülse wird bei der Ver- stellung der Verbindung Bezug genommen wird,
bindung mit einem Gesenk verformt, dessen Arbeits- Fig. 8 bis 11 Querschnittsansichten von Verbin-

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dungsteilen, auf die bei der Erläuterung eines bei- 15 des Verbindungsteiles 2, wie in F i g. 5 dargestellt spielsweisen Verfahrens zur Bestimmung der Quer- ist, und pressen diese Seiten jweeils an deren mittleschnittsform des Verbindungsteiles für das Ausfüh- ren Stellen in Richtung zum Zentrum des Rohres 1, rungsbeispiel gemäß F i g. 1 bis 4 Bezug genommen wie mit den Pfeilen 16,17 dargestellt ist. Bei dieser wird, 5 Verfahrensstufe berühren die Bodenflächen 18, 19

Fig. 12 bis 15 Darstellungen weiterer Ausfüh- der Auskerbungen 8, 9 der Gesenkteile 6, 7 nicht die rungsbeispiele der Erfindung, entsprechenden Seiten 20, 21 des Verbindungstei-

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht eines sechs- Ies2.

eckigen Bauteils, das als Äquivalent für ein Verbin- Bei der nächsten Stufe des Verfahrens wird das

dungsteil auf einem Rohr befestigt werden kann, io Verbindungsteil 2 auf Grund der durch die Pfeile

Fig. 17 eine Schnittansicht eines Rohres, auf des- 16,17 dargestellten Kräfte in eine längliche oder sen Ende das in Fig. 16 dargestellte Bauteil befestigt ovale Querschnittsform deformiert, wie in Fig. 6 ist, dargestellt ist, und die Bodenflächen 18, 19 der Aus-

Fig. 18 und 19 Schnittansichten von Rohren, Ver- kerbungen stoßen an den Seiten 20 bzw. 21 des Verbindungsteilen und Gesenken gemäß weiterer Aus- 15 bindungsteiles an.
führungsformen der Erfindung. Beim letzten Verfahrensschritt greifen am gesam-

Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß ten Umfang des Verbindungsteiles 2 solche Kräfte den F i g. 1 bis 4 wird ein Verbindungsteil 2 teleskop- an, wie sie mit den Pfeilen 16, 22 und 17, 23 dargeartig über ein Ende eines Rohres 1 geschoben, wie in stellt sind, und pressen den gesamten Körper des F i g. 1 dargestellt ist. Das Verbindungsteil 2 ist ein 20 Verbindungsteiles zusammen. Wie in F i g. 7 dargekurzer rohrförmiger Körper, dessen Innendurchmes- stellt ist, wird die Gestalt des äußeren Randes des ser wenig größer als der Außendurchmesser des Roh- Verbindungsteiles zu einem Profil verformt, welches res 1 ist, dessen Mittelteil 3 zylindrisch geformt ist mit dem durch die beiden Auskerbungen der Gesenk- und dessen beide Endteile 4, 5 eine sechseckige Quer- teile 6, 7 gebildeten vollständigen Sechseck übereinschnittsform und eine Wanddicke aufweisen, welche 25 stimmt. Zu dieser Zeit ist der innere Umfang des Vergrößer ist als die des Mittelteiles 3. Es ist zu beach- bindungsteiles 2 genau ein Kreis,
ten, daß die einzelnen Flächen des aus den Außensei- An Hand der F i g. 8 bis 11 soll ein empfehlens-

ten der Endteile 4, 5 gebildeten Sechseckes nicht ge- wertes Verfahren zur Bestimmung des Querschnittsradlinig verlaufen, sondern einer nach außen gewölb- profils des Verbindungsteils für das oben beschrieten Kurve folgen, wie in F i g. 2 dargestellt ist. 30 bene Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert

Die Außenseite des teleskopartig über das Rohr 1 werden.

geschobenen Endteiles 4 des Verbindungsteiles 2 Man geht von einem Verbindungsteil aus, welches

wird dann zwischen ein zweiteiliges Gesenk 6, 7 ein- als bereits gemäß F i g. 7 zusammengepreßt angegeklemmt. Die Gesenkteile 6, 7 sind jeweils mit einer nommen werden soll, und stellt aus einem geeigneten klauenartigen Einkerbung 8, 9 versehen, deren Profil 35 Werkstoff ein Bauteil her, das mit dessen Profil und der Hälfte des Sechsecks entspricht. Diese Einker- Maßen übereinstimmt, wie in F i g. 8 dargestellt ist. bungen werden auf die äußere Oberfläche des End- Die Form und die Größe dieses Bauteiles sind gleich teiles 4 des Verbindungsteiles 2 aufgepaßt. Es ist zu denjenigen der Auskerbungen der Gesenkteile, und beachten, daß die Flächen der durch die Einkerbun- der Durchmesser d_x seines inneren Umfanges wird gen 8, 9 gebildeten halben Sechsecke der Gesenkteile 40 unter Berücksichtigung der besonderen Werkstoff-6, 7 jeweils geradlinig verlaufen, wie in F i g. 2 darge- eigenschaften und des Außendurchmessers des mit stellt ist. ihm zu verbindenden Rohres festgelegt.

Wenn an die Gesenkteile 6, 7 genügend große, in Dann wird in das in F i g. 8 dargestellte Verbin-

Richtung der Pfeile 10 bzw. 11 gerichtete Kräfte an- dungsteil ein konisches Werkzeug gepreßt, und der gelegt werden, wird das Endteil 4 des Verbindungs- 45 innere Durchmesser wird durch Druck bis auf d₂ austeiles zusammengepreßt und so verformt, daß es den geweitet, wie in F i g. 9 dargestellt ist. Dabei wird in den F i g. 3 und 4 dargestellten Zustand annimmt. jede Fläche des äußeren Umfanges in eine konvexe Seine Innenfläche haftet nun fest an der Außenseite Form deformiert, wie in der Zeichnung zu sehen ist. des Rohres 1. Der zusammengepreßte Zustand des Anschließend wird das Verbindungsteil geglüht, um Endteiles 4 bleibt auch dann erhalten, wenn die Ge- 50 Spannungen im Werkstoff zu beseitigen,
senkteile 6, 7 entfernt werden. Auf Grund des von Nun wird das weichgeglühte Verbindungsteil mit-

dem Endteil 4 des Verbindungsteils ausgeübten tels eines Gesenkes zusammengepreßt. Wenn das Druckes wird auch das Rohr 1 zusammengepreßt und Profil des Verbindungsteils in die in F i g. 8 dargeverformt, doch bleibt wegen seines Rückfederungs- stellte Form zurückkehrt, können sein Profil und Vermögens, durch die es in seine ursprüngliche Form 55 seine Größe, wie sie in F i g. 9 dargestellt sind, als zurückstrebt, der feste Halt zwischen dem Rohr und endgültig angesehen werden, und die Verbindungsdem Verbindungsteil ständig erhalten. Gewünschten- teile können mit diesen Abmessungen hergestellt werfalls kann die Innenfläche des Verbindungsteiles 2 den. Häufig wird jedoch das geglühte Verbindungsteil oder die Außenseite des Rohres 1 vor der Verbin- nicht in die Form gemäß F i g. 8 zurückkehren, sondung mit einem Bindemittel oder einem Dichtungs- 60 dem eher in eine Form, wie sie in Fig. 10 dargestellt mittel beschichtet werden. ist. Um Vergleiche zu ermöglichen, ist in F i g. 10 mit

Wie die Verformung des Verbindungsteiles 2 beim unterbrochener Linie das Profil des Verbindungstei-Zusammenpressen verläuft, ist in den F i g. 5 bis 7 les nach F i g. 8 dargestellt. Wie in der Zeichnung zu dargestellt. Im einzelnen geschieht folgendes: Zu- erkennen ist, entstehen Teile, welche, verglichen mit nächst, wenn Kräfte in Richtung der Pfeile 10 und 11 65 der unterbrochenen Linie, um einen Betrag S₁ dicker an die Gesenkteile 6 bzw. 7 angelegt werden, korn- sind, und andere Teile, welche um einen Betrag S₂ men die Seitenwände 12, 13 der Einkerbungen 8, 9 dünner sind, so daß also der innere Umfang nicht der Gesenkteile 6, 7 in Anlage mit den Seiten 14 bzw. wieder zu einem genauen Kreis wird. Die Beträge S₁

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und S₂ sind im übrigen in der Zeichnung stark über- sehen, in welche Dichtungen 36 bzw. 37 eingesetzt

trieben dargestellt. sind Die Anordnung ist in Fi g. 13 in einem Zustand

Schließlich wird an der Außenseite des Teiles, des- dargestellt, in welchem an das Befestigungsteil 32 sen Wandstärke um S₁ zu dick ist, von dem Profil ge- noch kein Gesenk angelegt worden ist, während das maß F i g. 9 (welches in F i g. 11 mit unterbrochener 5 Befestigungsteil 33 mittels eines Gesenkes zusam-Linie dargestellt ist) der Betrag S₁ entfernt, z. B. ab- mengepreßt wurde. Unter Einwirkung des Gesenkes geschabt, während die Außenseite eines Teiles, der ist die Außenseite des Teiles 33 so verformt worden, um S₂ dünner ist, um den Betrag S₂ aufgefüllt wird. daß eine gleichmäßige Außenabmessung entstanden Das so festgelegte und in F i g. 11 mit ausgezogener ist, während der innere Durchmesser des Mündungs-Linie dargestellte Profil ist die gewünschte Form. io teiles der Ausnehmung 35 wesentlich verringert

Bei beispielsweise durchgeführten Versuchen wur- wurde, so daß die Dichtung 37 nicht herausfallen

de ein Verbindungsteil aus weichem Stahl verwen- kann.

det, welches eine Entfernung 1 zwischen gegenüber- In Fig. 14 ist ein Verbindungsteil 38 dargestellt,

liegenden Seiten der Außenfläche (vgl. F i g. 11) von welches bis auf das Merkmal, daß im inneren Um-

51,7mm und einen Innendurchmesser^ von 43mm 15 fang seiner Anschlußteile 39, 40 ringförmige Rillen

besaß und bei dem die Breite der dicken sechseckigen 41 bzw. 42 vorgesehen sind, dem Bauteil gemäß

Teile an seinen beiden Enden 10 mm und die Wand- F i g. 1 gleicht. Ringförmige Rillen 44 befinden sich

stärke des Mittelteiles 3 (vgl. F i g. 1) 4 mm betrug. auch auf der Außenfläche eines Rohres 43, das in das

Dieses Verbindungsteil wurde teleskopartig über ein Teil 40 eingesetzt werden soll, und wenn an das Teil

Stahlrohr mit einem Außendurchmesser von 42,7 mm 20 40 die Gesenkteile angelegt werden, greifen die Rillen

und einer Wandstärke von 3,7 mm geschoben und 42 in die Rillen 44 ein, und zwischen dem Verbin-

mittels eines Gesenks zu einem regelmäßigen Sechs- dungsteil und dem Rohr entsteht ein stärkerer Halt,

eckprofil zusammengepreßt, dessen Abmessung zwi- Da die Rillen 41, 42 und 44 nicht so tief sein müssen,

sehen gegenüberliegenden Seiten des äußeren Umfan- wie diejenigen gewöhnlicher Gewinde, wird die Fe-

ges 50 mm betrug. Dann wurde der innere Umfang 25 stigkeit des Rohres 43 weniger stark beeinträchtigt als

des Verbindungsteiles unter Beibehaltung eines ge- im Falle einer Schraubverbindung. Falls die Werk-

nauen Kreises bis zu einem Durchmesser von stoffe des Verbindungsteiles und des Rohres sich in

40,5 mm zusammengedrückt, und das Teil griff ihrer Härte unterscheiden, können die Rillen in der

1,1 mm tief in das Stahlrohr ein, wie es in F i g. 3 dar- weicheren Seite auch fortgelassen und nur in der här-

gestellt ist. Die Druckkraft des Gesenks betrug zu 30 teren Seite Rillen vorgesehen werden,

dieser Zeit 20 Tonnen, und mit einer handbetätigten Fig. 15 zeigt ein Verbindungsteil 45 für den glei-

Öldruckpresse, die einen Kolben mit einem Durch- chen Zweck wie das Teil nach Fig. 1, doch ist dieses

messer von 45 mm aufweist und einen inneren Druck Verbindungsteil 45 über seine gesamte Außenseite als

von 700 kg/cm² erzeugt, konnte der beschriebene Ar- Sechskantsäule ausgebildet und eignet sich besonders

beitsvorgang mit einem Kolbenhub von ungefähr 35 für die Verwendung bei einem Rohr 46 mit geringem

5 mm durchgeführt werden. Durchmesser.

Die Kanten der Außenseite des Verbindungsteiles Fig. 16 und 17 zeigen ein Ausführungsbeispiel der und die Ecken der Auskerbungen der Gesenkteile Erfindung, bei welchem nicht ein Verbindungsteil der werden vorzugsweise so abgerundet, wie es in F i g. 2 bisher beschriebenen Art, sondern ein anderes Haltedargestellt ist. Durch diese Maßnahme kann verän- 40 glied 48 am Ende eines Rohres 47 montiert ist. Auch dert werden, daß die erweiterten oder vorgewölbten das Halteglied 48 bei diesem Ausführungsbeispiel be-Teile des Verbindungsteiles in den Spalt zwischen sitzt äußere Abmessungen, welche auf die an Hand den Gesenkteilen geraten, wenn diese einander be- der Fig. 8 bis 11 erläuterte Weise bestimmt werden, rühren, wodurch ihre feste gegenseitige Auflage be- Ein solches Halteglied 48 ist zweckdienlich, wenn das einträchtigt würde. Ferner kann dadurch verhindert 45 Rohr 47 mittels eines Schraubenschlüssels gedreht werden, daß die Gesenkteile auf Grund der Einwir- werden soll. Es kann vorteilhaft sein, in der Innenkung starker Kräfte auf die Ecken der Auskerbungen fläche des Haltegliedes 48 und in der Außenseite des zerbrechen. Rohres 47 zur Rohrachse parallele Rillen vorzuse-

Neben dem erwähnten Ausführungsbeispiel der hen, damit sich das Halteglied nicht um das Rohr

Erfindung gibt es zahlreiche Abwandlungen dieses 50 drehen kann. Ein solches Halteglied 48 kann auch

Ausführungsbeispiels. dazu verwendet werden, mit dem Rohr 47 ein in die-

Ein in Fig. 12 dargestelltes Verbindungsteil 24 ses hineingeschobenes weiteres Rohr 49 zu kup-

weist die gleiche äußere Form auf wie das Bauteil pein.

beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, doch ist in Die anfängliche äußere Form des Haltegliedes seinem inneren Umfang bei den beiden Endteilen 26, 55 kann ein regelmäßig sechseckiges Profil sein, dessen 27 jeweils eine ringförmige Rille vorgesehen, in wel- Flachen nicht konvex, sondern gerade verlaufen. Dachen sich Dichtungen 28, 29 befinden. Wenn also ein mit der innere Umfang des zusammengepreßten Hai-Rohr 30 in das Endteil 26 eingesetzt und dieses zu- tegliedes ein genauer Kreis wird, kann in diesem Fall sammengepreßt wird, ergibt sich eine ebenso feste jede Seite der Auskerbung der Gesenkteile konvex mechanische Kupplung, wie sie in Fig. 3 dargestellt 60 ausgebildet sein, wie in F ig. 18 dargestellt ist.
ist, und zusätzlich erhält man durch die Zwischenfü- Ferner kann das Profil des Haltegliedes anfänglich gung der Dichtung einen hermetischen Verschluß. eine ovale Öffnung aufweisen, wie in Fig. 19 darge-

Ein in Fig. 13 dargestelltes Verbindungsteil 31 stellt ist, die bei der Zusammenpressung durch das

weist an beiden Enden ein Befestigungsteil 32 bzw. Gesenk zu einem genauen Kreis wird.

33 auf, dessen äußere Abmessung jeweils zum Ende 65 Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispie-

hin zunimmt. Im Rand jedes der Befestigungsteile ist len der Erfindung wird ein Bauteil mit sechseckförmi-

eine sich nach innen erstreckende Ausnehmung 34 ger Außenseite und kreisförmiger Innenseite zusam-

bzw. 35 mit konstantem inneren Durchmesser vorge- mengepreßt, doch ist das Profil der Außenseite nicht

auf ein Sechseck beschränkt, sondern kann allgemein polygonal oder auch kreisförmig sein, und in einem solchen Fall sollten die verwendeten Gesenke selbstverständlich eine Form aufweisen, die der Hälfte des polygonen oder kreisförmigen Profils entspricht. Γη

jedem Falle eines beliebigen Profils wird die Form des Bauteils vor der Zusammenpressung so gewählt, daß jeder Teil des Bauteiles unter Einwirkung des Gesenks gleichmäßig in die Richtung des Zentrums gedrückt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

COPY

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Claims (2)

1 2 flächen so gestaltet sind, daß die Hülse in das Kabel Patentansprüche: eindringt und das Hülsenmaterial sich mit dem Kabel verbindet. Der Querschnitt des Kabels soll im Ver-

1. Verbindung zwischen einem zylinderischen bindungsbereich nicht rund erhalten bleiben, sondern Rohr und einem auf dessen Ende teleskopartig 5 stark verformt werden, um die gewünschte formaufgeschobenen Verbindungsteil, das eine im schlüssige und zugfeste Verbindung zu gewährlei-Querschnitt kreisförmige Bohrung und eine zu sten.

dieser im wesentlichen konzentrische Außenseite Schließlich ist aus der britischen Patentschrift

hat und durch plastische Verformung mittels 728 131 ein Verfahren zum Herstellen doppelwandi-

eines zweiteiligen Gesenks, das eine der Außen- io ger Röhren für Wärmetauscher u. dgl. bekannt, bei

seite des Verbindungsteiles im wesentlichen ahn- welchem zwei Metallröhren ineinander geschoben

liehe, aber kleinere Innenseite hat, auf dem Rohr und durch Verformen mindestens einer der beiden

festklemmbar ist, dadurch gekennzeich- Röhren, z.B. durch Aufschrumpfen der äußeren

net, daß das Verbindungsteil (2, 48) eine zur Röhre auf die innere, in innige Berührung miteinan-

Bohrung konzentrische polygonale Außenseite 15 der gebracht werden. Um bei solchen für Wärmetau-

(14,15,20,21) hat, deren Flächen bei ebenen In- scher bestimmten Röhren eine gute Wärmeleitung

nenflächen der polygonförmigen Innenseite (12, quer durch die Wand dieser zusammengesetzten

13, 18, 19) des Gesenks (6,7) konvex und bei Röhre zu gewährleisten, werden die beiden Röhren

konvexen Innenseiten des Gesenks (6, 7) eben an ihren Berührungsflächen noch miteinander verlö-

sind. 20 tet. Das Lötmetall wird vor dem Zusammenschieben

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch ge- der Röhren in wendeiförmige Rillen, die in der kennzeichnet, daß die Kanten des polygonalen Außenseite der inneren Röhre oder der Innenseite Außenumfanges des Verbindungsteiles (2) abge- der äußeren Röhre vorgesehen sind, eingebracht und rundet sind. nach dem Zusammenfügen der Röhre durch Erhitzen

25 zum Schmelzen gebracht. Bei dieser Verbindung müssen die zu verbindenden Teile mit Rillen verse-