NO148060B - Fremgangsmaate og apparat til fremstilling av roerformede koblinger av duktilt metall - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår fremstilling av koblinger av duktilt

metall til forbindelse av rørstykker av metall ved slaglod-

ding eller lodding.

Rørstykker av metall forbindes ofte ved lodding eller slaglodding under anvendelse av forbindelsesstykker av metall (vanligvis kjent som rørforbindelser, unioner eller koblinger og i den videre beskrivelse betegnet generelt som "koblinger"),

idet hver kobling inneholder to eller flere hylseformede fatninger som hver er innrettet til med liten klaring å motta et endeparti av et rørstykke, og som i en ringformet rille eller fordypning i innerveggen bærer et tilsettmateriale, f.eks. en loddelegering. Etter innsetning av et endeparti av et rørstykke og oppvarming av koblingen og dette endeparti vil smeltet tilsettmateriale flyte ut mellom den indre overflate av fatningen og den ytre overflate av rørstykket ("skjøteflåtene ") ved kapil-lærvirkning for ved avkjøling å gi en sterk og varig skjøt.

I en enkel utførelsesform kan en kobling være beregnet

på å forbinde to rørstykker som er hovedsakelig koaksiale og begge har den samme nominelle utvendige diameter. Mere kompli-

serte koblinger kan innbefatte bruk av vinkler eller albuer og/eller reduserende boringer og/eller organer til å forbinde mer enn to rørstykker, idet slike koblinger for eksempel kan

ha T-, X- eller Y-form.

I GB patentsøknad 7912139 er der beskrevet en forbedret kobling omfattende to eller flere fatninger hvor hver fatning har ett eller flere spor eller fordypninger tildannet i inner-

flaten og hvert spor eller fordypning inneholder et forråd av et termoplastisk tilsettmateriale. Slike koblinger blir vanlig-

vis fremstilt i en flertrinnsprosess omfattende valsing og/eller maskinering av et koblingsemne (dvs. uten loddemateriale), hvor-etter det termoplastiske tilsettmateriale føres inn i hvert spor eller fordypning ved f.eks. sprøytestøping.

Det er nå funnet at koblinger fremstilt av duktilt metall

og av den type som er beskrevet i det foran nevnte britiske patentskrift, eller i det minste enkelte fatninger av slike koblinger kan fremstilles fra rørstykker av duktilt metall i prak-

tisk talt én eneste operasjon.

I henhold til oppfinneren er der skaffet en fremgangsmåte til fremstilling av koblinger av duktilt materiale eller enkelte fatninger i slike koblinger, hvor hovedsakelig hele omkretsflaten av et rørstykke av duktilt metall fastholdes i støtteorganer hvis støtteflate er utformet med en fordypning, og et plastisk tilsettmateriale presses radialt utover mot innerveggen av metallrørstykket på et sted som ligger rett overfor fordypningen, hvorved veggen blir utvidet inn i fordypningen og det indre av den resulterende utvidelse forsynes med et forråd av det nevnte tilsettmateriale, karakterisert ved at det plastiske tilsettmateriale presses ut gjennom en eller flere åpninger som strekker seg gjennom veggen av en hul dor som er åpen ved den ene ende, og som er satt inn i rørstykket til en stilling hvor åpningene ligger rett overfor fordypningen i støtteflaten.

Fortrinnsvis blir der i den åpne ende av den hule dor satt inn et stempel for å utøve trykk på det plastiske tilsettmateriale i dorens indre for på denne måte å presse materialet gjennom åpningene.

Oppfinnelsen går også ut på et apparat til fremstilling av rørformede koblinger av duktilt metall med en innpregning som åpner inn mot den indre veggflate av koblingen og inneholder et plastisk tilsettmateriale, omfattende et støtte-element formet i overensstemmelse med i det minste en del av den utvendige overflate av et rørlegeme i det område av dette som grenser til det område hvor innpregningen skal dannes, og en dor som er innrettet til å anbringes inne i rørlegemet, karakterisert ved at doren er hul og har en eller flere åpninger som strekker seg gjennom dorens vegg, og mateorganer til å føre plastisk tilsettmateriale inn i dorens indre, at der foreligger trykkorganer til å utøve et trykk på tilsettmaterialet i dorens indre for å presse det ut gjennom åpningene i dorens vegg.

Støtteelementet kan ha en ryggf late som vender mot det område hvor innpregningen skal dannes, og være utformet med ett eller flere hulrom eller fordypninger til å motta innpregningen.

Med et plastisk tilsettmateriale menes det et materiale som kan deformeres under trykk, men som ikke er flytende ved omgivelsestemperaturer. Det foretrekkes å anvende et termoplastisk materiale som i tillegg til de ovennevnte egenskaper er flytende ved forhøyede temperaturer, og uttrykket "plastisk materiale" skal gjennom resten av den foreliggende fremstilling omfatte et slikt materiale.

Innpregningen kan strekke seg rundt omkretsen, aksialt eller på skrå i forhold til en symmetriakse gjennom rør-legemet. Hvis det ønskes, kan der imidlertid dannes en rekke relativt små separate innpregninger på avstand fra hverandre rundt eller langs innerveggen av legemet. Trykket kan utøves på det plastiske materiale ved hjelp av et fluidumtrykksystem eller et mekanisk system. Det plastiske materiale inneholder passende metalliske eller ikke-metalliske fyllstoffer og/

eller drøyemidler.

Når innpregningen har form av et ringformet spor som streKker seg rundt hele den innvendige omkrets av rørlegemet, kan støtteelementet omfatte to rørelementer som begge har en slik diameter at de tett omgir rørlegemet. I dette tilfelle blir de to rørelementer anbragt på rørlegemet på en aksial avstand fra hinannen som er sammenlignbar med den aksiale - bredde av den ringformede innpregning. Hvis det ønskes, kan rørelemen-tene forbindes med hinannen ved hjelp av ett eller flere tele-skopiske eller annerledes utførte innstillingsorganer, f.eks. skruer,for variasjon av avstanden mellom rørelementene i overensstemmelse med den aksiale dimensjon av innpregningen. Alternativt kan de to rørelementer være glidbart forbundet med hinannen ved hjelp av et antall fingre eller tapper som bæres på et av elementene og kan stå i inngrep med spor eller slisser tildannet i det annet element, idet fingrene og slissene (eller sporene) i bruk står på tilstrekkelig radial avstand fra rør-legemet til at de ikke vil forstyrre dannelsen av innpregningen. Støtteorganets elementer kan videre ha form av klemmer. Slike klemmer kan omfatte to halvringformede deler som er hengslet sammen for å lette anbringelsen på rørlegemet^ og inneholder organer til å holde de to deler sammen og klemme dem fast på rørlegemet. Holdeorganene kan utgjøres av skruer, bolter eller spenner. Alternativt kan klemmene ha form av to rektangulære legemer som hvert har et halvsylindrisk spor med en diameter som er lik eller så vidt større enn den utvendige diameter av rørlegemet. De to halvdeler av klemmen kan spennes mot hinannen og samtidig spennes rundt rørlegemet ved hjelp av bolter eller på annen måte, f.eks. ved hjelp av et fluidumtrykksystem, spe-sielt når det trykk som utøves på det plastiske medium, utøves av et fluidumtrykksystem.

I den utførelsesform hvor støtteelementet for rørlegemet vender ryggen mot det område hvor innpregningen skal dannes, er den som nevnt utformet med et eller flere hulrom eller fordypninger til å motta innpregningen. I den utførelsesform hvor støtteelementet grenser til de område hvor innpregningen skal dannes, benyttes det i kombinasjon med et annet støtte-element som står på aksial avstand fra det førstnevnte, slik at området for innpregningen ligger mellom de to støtte-elementer. I den første utførelsesform er formen og stør-relsen - dvs. dybden - av innpregningen bestemt av formen og størrelsen av det hulrom som er tildannet i støtteelementet, og i praksis blir trykk utøvet på f.eks. Plastisk loddepasta i den hule dor, hvorved rørlegemet blir deformert slik at det hovedsakelig fyller hulrommet. I henhold til den annen utfø-relsesform blir der istedenfor et plastisk materiale under konstant trykk tilført en utmålt mengde plastisk materiale gjennom åpningene i doren, idet mengden'svarer til det materiale som er nødvendig i den ferdig fremstilte kobling. Når der utøves et trykk, vil det plastiske materiale deformere veggen av rørlegemet inn i mellomrommet mellom støtteelemen-tene, og dybden av den resulterende innpregning bestemmes av den tilførte mengde plastisk materiale. Støtteelementet eller -elementene kan ha form av rørelementer, klemmer eller lignende som beskrevet foran. For måling av den utleverte mengde plastisk material:- kan enten trykkorganene kalibreres eller en lukkbar åpning tildannes i veggen av den hule dor, idet åpningen fører inn til et slags laderom som enden av trykkorganene (f.eks. et stempel) kan bevege seg i. Plastisk materiale i form av pulver, pellets eller brikker føres deretter inn i laderommet, og. den mengde materiale som føres ut gjennom åpningene i doren, bestemmes enten av den mengde som tilføres laderommet, eller av det volum av laderommet som fortrenges, og som naturligvis kan være innstillbart. Det er ikke nødvendig å benytte en bestemt laderomsfyl1 ing direkte ved fremstilling av en innpregning. Et hvilket som helst volum av plastisk materiale kan foreligge i veien mellom laderommet og doråpningene under forutsetning av at der ikke foreligger noen lufthull. Levering av en bestemt mengde materiale fra laderommet til det indre av doren vil således presse en tilsvarende mengde ut gjennom åpningene ved den fremre ende. Trykkorganene kan deretter gå tilbake til sin opprinnelige stilling for å tillate ny fylling av laderommet.

I en utførelsesform av apparatet utgjør den hule dor en forlengelse av stempel/sylinder-anordningen med det indre av doren i forbindelse med sylinderen, hvorved trykk som utøves i sylinderen ved bevegelse av stempelet overføres til det plastiske tilsettmateriale som er inneholdt i det indre av doren, for derved å presse tilsettmaterialet ut gjennom åpningen eller åpningene i dorveggen. Sylinderen inneholder passende et laderom for det plastiske materiale. Doren kan forsynes med en eller flere pakninger for avtetting mot den indre vegg av rørlegemet for å hindre termoplastisk materiale i å unnslippe. I denne utførelsesform for apparatet ifølge oppfinnelsen er doren i virkeligheten en propp som rager ut fra sylinderen, og hvis det ønskes, kan sylinderen også omfatte en ringformet forsenk-ning med en indre sylindervegg som utgjør en forlengelse av doren, og som den ene ende av rørlegemet er skjøvet inn på. I dette tilfelle kan den ytre eller utragende vegg av fordypningen sammenpassende motta rørlegemet og utgjøre et av støtte-elementene. For å bidra til riktig posisjonering av innpregningen kan den ytre vegg rage ut fra bunnen av fordypningen et stykke svarende til den stilling som det er meningen at innpregningen skal innta i forhold til den ene ende av rørlegemet.

Trykkorganene kan være mekanisk eller hydraulisk forskyv-bare inne i sylinderen. Mekanisk forskyvning kan oppnås ved bruk av gjenger med en eller flere innganger mellom stempelet og sylinderen. For å skaffe tilstrekkelig trykk kan stempelet ut-styres med et hjul eller et håndtak med relativt stor diameter

for å gi tilstrekkelig momentarm.

Et apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse

er særlig nyttig ved bruk av rør av duktilt metall til fremstilling av koblinger av duktilt metall eller enkelte fatninger i slike koblinge^ når koblingene er av den type som er be-

skrevet i GB patentsøknad 7912139. Nærmere bestemt kan appa-

ratet omfatte et rørstøtteorgan som er innrettet til å avstøtte hovedsakelig hele omkretsen av minst ett rørparti, idet støtte-organet i sin anleggsflate har et hulrom, en hul( i den ene ende åpen dor som er innrettet til å anbringes inne i rørlegemet,

og hvis vegger har en eller flere gjennomgående åpninger, slik at de ytre munninger av åpningene kan anbringes i rørlegemet rett overfor hulrommet i støtteelementet resp. mellomrommet mellom støtteelementene, og organer, f.eks. et stempel, til å

utøve et trykk på et plastisk tilsettmateriale i doren.

Hver åpning i doren strekker seg fortrinnsvis hovedsake-

lig radialt fra det indre til omkretsflaten/og en rekke åpninger er fortrinnsvis anordnet slik at deres ytre munninger befinner seg på et hovedsakelig ringformet parti av overflaten.

Det foretrekkes videre at det 'hulrom som er tildannet

i anleggsflaten av rørstøtteorganet, omfatter et sammenhengende eller ikke sammenhengende ringformet hulrom eller en serie av hulrom, slik at det resulterende spor i koblingen selv har form av en sammengende eller avbrutt ring, fortrinnsvis en rundt omkretsen sammenhengende ring. Anordningen av åpningene og hulrommet eller hulrommene kan også være innrettet til å gi andre former for spor eller fordypninger i koblingen, f.eks. et avbrutt spor eller fordypning eller en sammenhengende eller avbrutt skrue-

linje eller en serie eller et mønster av fordypninger.

Rørstøtteorganet er fortrinnsvis utført i to eller flere deler som er innrettet til å samvirke for å fastholde rørstykket på doren, idet der foreligger egnede klemorganer.

Når den kobling som skal dannes, er av den art som passer

til forbindelse mellom to rørstykker som er hovedsakelig koaksiale, og derfor omfatter to fatninger som hver fortrinnsvis har en hovedsakelig ringformet rille tildannet i sin innerflate med rillen fylt med et forråd av plastisk tilsettmateriale, innbefatter rørstøtteorganet fortrinnsvis to hovedsakelig ringformede hulrom som ligger på avstand fra hinannen, og doren

omfatter to serier av hull, idet hver serie har sine ytre munninger på separate, hovedsakelig ringformede partier av .bmkrets-flaten. Disse to partier står på hovedsakelig samme avstand fra hinannen som hulrommene i rørstøtteorganene. Den hule dor har fortrinnsvis enten en lukket ende og et stempel som utøver trykk på det plastiske tilsettmateriale fra den åpne ende, eller doren kan være åpen i begge ender og i hver ende ha et stempel til å utøve et trykk.

Utførelsesformer av apparatet i henhold til oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under henvisning til figurene 1-5 på tegningen .

På fig. 1 er der vist et apparat som er egnet til fremstilling av en kobling til forbindelse av to rørstykker som er hovedsakelig koaksiale, idet rørstykkene har den samme nominelle utvendige og innvendige diameter. Apparatet er vist å bestå av organer til å opplagre og støtte et parti av et rør-stykke (ikke vist) av duktilt metall med hovedsakelig sirkulært tverrsnitt. I denne spesielle utførelsesform av oppfinnelsen omfatter støtteorganene to kraftige stykker 1 og 2 av bløtt stål. Stålstykket 1 har styretapper 3, og stykket 2 har mot-svarende fordypninger (ikke vist), samtidig som der er anordnet sammenspenningsorganer i form av fire bolter 4 (bare én er vist). Hvert av stålstykkene 1 og 2 har en støtteflate 5 med hovedsakelig halvsirkelformet tverrsnitt utformet med spor, hulrom eller fordypninger 6, slik at de to overflater 5, når stykkene 1 og 2

er spent sammen, i fellesskap danner organer til å støtte hovedsakelig hele omkretsen av i det minste et parti av rørstykket av duktilt metall og fordypningene 6 danner to hovedsakelig ringformede spor som står på avstand fra hinannen. En hul dor er vist ved 7. Denne har en lukket ende 8 og åpninger som strekker seg radialt utover fra det hule indre til omkretsflaten.

De ytre munninger av åpningene er vist ved 9, og disse åpninger danner to serier av åpninger i hovedsakelig ringformede partier 10 og 11 av omkretsflaten. Hver serie har hovedsakelig den samme innbyrdes avstand som avstanden mellom de ringformede spor i rørstøtteorganet. Et stempel 12 er anordnet for innsetting i den åpne ende 13 av doren. Stempelet har et holdeparti 14 for samvirkning med presseorganer (ikke vist), f.eks. en hydraulisk presse.

I bruk blir det hule indre av doren fylt med et plastisk, f.eks. termoplastisk tilsettmateriale, f.eks. et termoplastisk slaglodd som beskrevet i GB patentsøknad 36655/78 eller et termoplastisk loddemateriale som beskrevet i GB patentsøknad 7912209. Doren blir deretter satt inn i et rørstykke av duktilt metall, slik at røret dekker begge serier med åpninger og hver ende av røret fortrinnsvis strekker seg hovedsakelig like langt bort fra den nærmeste serie åpninger. Røret og doren klemmes deretter sammen i støtte- eller bæreorganet, slik at seriene av hull står rett overfor sporene eller hulrommene 6, med veggen av rørstykket liggende mellom fordypningene 6 og munningene 9. Den riktige anbringelse av rørstykket kan passende oppnås ved valg av lengdedimensjonene av støtteorganene, doren og rør-stykket, slik at serien av hull og fordypningene 6 står rett overfor hverandre når delene er spent sammen, med den lukkede ende av doren og den tilsvarende ende av rørstykket i flukt med enden av anleggsflaten i støtteorganene. Trykk blir deretter utøvd på det termoplastiske tilsettmateriale via stempelet, og materialet blir ekstrudert gjennom åpningene for å utvide de partier av metallrøret hvis innerflate vender mot åpningene, og hvis ytterflate vender mot fordypningene. Disse partier blir utvidet inn i fordypningene, og det indre av de resulterende innpregninger i innerflaten blir forsynt med et forråd av termoplastisk tilsettmateriale.

Fig. 2 viser et apparat omfattende en dor med en kombinasjon av et stempel og en sylinder med en gjennombrytning. Figuren viser i snitt at apparatet omfatter en hul dor 15 til å motta et rørlegeme. Den hule dor har åpninger 16 som strekker seg radialt gjennom dorveggen, og danner en forlengelse av en stempel/ sylinder-innretning omfattende stempelet 17 og sylinderveggen 18. Det hule indre av doren står i forbindelse med sylinderen. En gjennombrytning eller åpning 19 i veggen av sylinderen skaffer mulighet for innføring av plastisk tilsettmateriale i sylinderen. Stempelet omfatter et første parti 20 med en diameter som gjør at den passer glidende inn i et første parti 21 av sylinderen, og et annet parti 22 med en større diameter for bevegelse i et utvidet annet parti 23 av sylinderen. Den resulterende ringformede skulder 24 på stempelet tjener til å begrense stempelets trykkbevegelse. En fylling av plastisk tilsettmateriale er vist i sylinderen ved 25, og den gjenværende del av en tidligere fylling er vis'- ved 26. Ved bruk blir stempelet beveget innover i sylinderen (f.eks. ved hjelp av skruegjenger ved dreining av et hjul 27), slik at fyllingen 25 blir forskjøvet inntil den kommer i berøring med den tidligere fylling 26. Som vist på

fig. 3 er gjennombrytningen eller åpningen 19 da lukket av partiet 20 av stempelet, og når bevegelsen av stempelet fore-setter blir plastisk tilsettmateriale presset gjennom hullene 16 for å deformere og fylle det resulterende spor i et rør-legeme 28 som tidligere er spent fast på yttersiden av doren

15 ved hjelp av klemorganer 29. Når stempelet har nådd sin ende-stilling fastlagt av skulderen 24 (eller hvis man på et tidligere tidspunkt kommer til at rillen i rørlegemet er tilstrekkelig stor), blir klemmene spent løs og rørlegemet fjernet, hvor-etter stempelet blir trukket tilbake for å frilegge gjennombrytningen,som da er klar for neste fylling: Et slikt apparat er meget egnet for bruk som bærbart verktøy som tillater en meka-niker å fremstille innpregninger på stedet. Fig. 4 på tegningen viser i enderiss en form for klemorganer for rørlegemet på den hule dor. Klemorganene omfatter to klemstykker 30 og 31 som hvert har en halvsylindrisk overflate 32 resp. 33, og som eventuelt kan være hengslet sammen ved 34, idet der foreligger låseorganer (f.eks. skruegjenger og bolter) slik at overflatene sammen danner en ringflate for fastklemming av et rørlegeme når klemstykkene er låst sammen. Fig. 5 på tegningen viser en modifikasjon av apparatet på fig. 2. Her har sylinderveggen 18 en ringformet fordypning 35 med en innvendig sylindrisk vegg som utgjør en forlengelse av doren, og som den ene ende av rørlegemet 36 er anbragt i, mens den ytre eller utragende vegg av fordypningen sammenpassende mottar rørlegemet og utgjør ett av støttelementene 37. Det annet støtteelement er vist ved 38. I den spesielle utfør-elsesf orm som er vist på fig. 5, har videre stempelet ikke et første parti som passer inn i et smalt parti av sylinderen. Isteden har stempelet jevn diameter. Det er derfor nødvendig

å forsyne gjennombrytningen 39 med en plugg eller et annet lukkeorgan for å hindre at termoplastisk materiale skal presses ut av gjennombrytningen ved utøvelse av trykk via stempelet 40 .

Skjønt det er beskrevet hvorledes man kan frembringe en

indre innpregning, kan fremgangsmåten og apparatet benyttes i en omvendt utførelse for å skaffe en innpregning på den ytre overflate av et rørlegeme. Hvis det skulle være ønskelig, kan det trykk som utøves for å skaffe innpregningen, understøttes ved bruk av et negativt trykk (på lignende måte som ved vakuum-forming) i hulrommet i støtteelementet.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av koblinger av duktilt metall eller enkelte fatninger i slike koblinger, hvor hovedsakelig hele omkretsflaten av et rørstykke av duktilt metall fastholdes i støtteorganer (5) hvis støtteflate er utformet med en fordypning (6), og et plastisk tilsettmateriale pres-

ses radialt utover mot innerveggen av metallrørstykket på et sted som ligger rett overfor fordypningen (6), hvorved veggen blir utvidet inn i fordypningen og det indre av den resulterende utvidelse forsynes med et forråd av det nevnte tilsettmateriale, karakterisert ved at det plastiske tilsettmateriale presses ut gjennom en eller flere åpninger (9) som strekker seg gjennom veggen av en hul dor (7) som er åpen ved den ene ende, og som er satt inn i rør-stykket til en stilling hvor åpningene ligger rett overfor fordypningen i støtteflaten.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der i den åpne ende av den hule dor (7) settes inn et stempel (12) for å utøve trykk på det plastiske tilsettmateriale i dorens indre for på denne måte å presse materialet gjennom åpningene (9).

3. Apparat til fremstilling av rørformede koblinger av duktilt metall med en innpregning som åpner inn mot den indre veggflate av koblingen og inneholder et plastisk tilsettmateriale, omfattende et støtteelement (1, 2) formet i overensstemmelse med i det minste en del av den utvendige overflate av et rørlegeme i det område av dette som grenser til det område hvor innpregningen skal dannes, og en dor (7) som er innrettet til å anbringes inne i rørlegemet, karakterisert ved at doren er hul og har en eller flere åpninger (9) som strekker seg gjennom dorens vegg, og mateorganer til å føre plastisk tilsettmateriale inn i dorens indre, og at der foreligger trykkorganer (12) til å utøve et trykk på tilsettmaterialet i dorens indre for å presse det ut gjennom åpningene (9) i dorens vegg.

4. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at støtteelementet har en ryggflate som vender mot det område hvor innpregningen skal dannes, og er utformet med ett eller flere hulrom (6) eller fordypninger til å motta innpregn ingen.

5. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at et slikt hulrom (6) eller en slik fordypning strekker seg i omkretsretningen, aksialt eller skrått i forhold til en symmetriakse for rørlegemet, eller er endeløs eller sammenhengende.

6. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at støtteelementet (1, 2) grenser til det område hvor innpregningen skal dannes, og er kombinert med et annet støtteelement (1, 2) som står på aksial avstand fra det førstnevnte, idet området for innpregningen ligger mellom de to støtteelementer.

7. Apparat som angitt i et av kravene 4-6, karakterisert ved at de ytre munninger av åpningene (9) i dorens vegg kan anbringes i rørlegemet rett overfor fordypningen i støtteelementet (1, 2) resp. mellomrommet mellom støtteelementene (1, 2), med veggen av rørelementet mellom munningene og fordypningen resp. mellomrommet mellom støtteelementene (1, 2).