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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gasbeflutung von zwei miteinander
zu verschweißenden
rohrförmigen
Elementen, mit einem in den Verbindungsbereich der beiden rohrförmigen Elemente
einführbaren,
rohrförmigen
flexiblen Körper und
mit an beiden Enden des rohrförmigen
Körpers angeordneten
nabenförmigen
Elementen, auf denen jeweils gegen das Innere des jeweiligen rohrförmigen Elementes
abdichtende, nachgiebige Dichtelemente angeordnet sind.
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Solche
Vorrichtungen werden z.B. bei der Herstellung von hochwertigen Schweißverbindungen zwischen
Rohren und/oder Behältern
an niedrig- und hochlegierten Stellen eingesetzt, um einem begrenzten
Rohrabschnitt im Bereich der herzustellenden Schweißnaht ein
Schutzgas zuzuführen,
welches das Verzundern der Schweißnaht und der Übergangszonen
verhindert.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
ist aus
DE 37 28 184
C2 bekannt. Diese Vorrichtung weist einen rohrförmigen flexiblen
Körper,
beispielsweise in Form eines Wellschlauches, eines Federschlauches
oder eines umklöppelten
PTFE-Schlauches auf, an dem beidendseitig jeweils ein nabenförmiges,
scheibenförmige
Dichtelemente tragendes Element angeordnet ist. Etwa in der Mitte
des rohrförmigen
Körpers
ist ein Gaszuführkörper aus
einem feinporigen Material, beispielsweise Sintermetall, angeordnet,
aus dem das Schutzgas in den Bereich der zu bildenden Schweißnaht abgegeben
wird. Diese Vorrichtung hat sich seit langem in der Praxis bewährt, allerdings
ist sie aufgrund der Notwendigkeit des Gaszuführkörpers relativ aufwändig. Ferner
ist von Nachteil, dass bei der Schutzgasabgabe eine turbulente Strömung entstehen
kann, was dazu führen
kann, dass der Sauerstoff aus dem zu beflutenden Raum nicht vollständig entfernt
wird. Ferner ist der Gasaustritt aufgrund der begrenzten Abmessungen
des Gaszuführkörpers im
zu beflutenden Raum örtlich
begrenzt.
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Aus
EP 1 116 544 B1 ist
eine weitere gattungsgemäße Vorrichtung
dieser Art bekannt. Auch diese Vorrichtung weist einen Gaszuführkörper auf, der
vorzugsweise an einem Ende der Vorrichtung angeordnet ist. Auch
mit dieser Vorrichtung ist es deshalb nicht möglich, eine gleichmäßige Gasbeflutung über den
gesamten zu beflutenden Bereich zu erreichen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiterzuentwickeln,
dass eine möglichst
gleichmäßige Gasbeflutung über den gesamten
zu beflutenden Raum erfolgt.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der rohrförmige
flexible Körper von
einem zweilagigen, spiralförmig
gewickelten Draht gebildet ist, wobei der Innendraht einen kreisförmigen Querschnitt
und der zwischen den Windungen des Innendrah tes angeordnete Außendraht
einen dreieckförmigen
Querschnitt aufweist, dessen beide, zum Innendraht gerichtete Seiten
konkav ausgebildet sind.
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Es
hat sich überraschend
herausgestellt, dass durch den Einsatz eines solches zweilagigen, spiralförmig gewickelten
Drahtes, einer sogenannten Doppeldrahtspirale, auf einen Gaszuführkörper vollständig verzichtet
werden kann, was die Vorrichtung wesentlich einfacher im Aufbau
und damit kostengünstiger
macht. Überraschenderweise
tritt das Gas über
der gesamten Länge
des rohrförmigen
flexiblen Körpers
laminar aus diesem aus, und zwar ganz offensichtlich zwischen den
speziell gestalteten Kontaktstellen zwischen dem Innen- und dem
Außendraht
des rohrförmigen
flexiblen Körpers.
Dieser Effekt tritt nicht nur dann ein, wenn der rohrförmige flexible
Körper
geradlinig angeordnet ist (bei geraden Rohren), sondern auch bei
einer gekrümmten
Anordnung, wenn gekrümmte
Rohre miteinander zu verschweißen
sind. Ferner läßt sich
die Vorrichtung wesentlich einfacher handhaben, da der rohrförmige Körper wesentlich
flexibler ist als bei bekannten Vorrichtungen dieser Art.
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In
ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der
Innendraht aus Federstahl besteht. Dadurch wird die Handhabung der
Vorrichtung weiter verbessert, weil sich der rohrförmige Körper bei
der Bewegung durch ein Rohrsystem quasi selbsttätig aus einer gekrümmten Lage
in die gestreckte Lage zurückstellt.
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Ferner
ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass der Außendraht
aus Edelstahl besteht. Die Vorrichtung ist bei dieser Gestaltung
beständig
gegen Korrosion; eine Oberflächenbeschichtung
oder dgl., wie bei bekannten Vorrichtungen dieser Art, ist entbehrlich.
So kann beispielsweise auf eine Oberflächengalvanisierung völlig verzichtet
werden.
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Um
eine druckdichte Verbindung zwischen den nabenförmigen Enden und dem rohrförmigen flexiblen
Körper
zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die beiden nabenförmigen Enden
jeweils in den rohrförmigen
flexiblen Körper
eingeschraubt sind.
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Dabei
kann in Ausgestaltung zusätzlich
vorgesehen sein, dass die beiden nabenförmigen Elemente jeweils zusätzlich mit
einer Klebeverbindung am rohrförmigen
flexiblen Körper
gesichert sind.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese
zeigt in
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1 in
schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Gasbeflutung in zwei
miteinander zu verschweißenden
Rohrabschnitten und in
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2 ein
vergrößertes Detail
der 1.
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In
der 1 sind zwei Enden 1, 2 von miteinander
zu ver schweißenden
rohrförmigen
Elementen dargestellt. Diese rohrförmigen Elemente können Rohre
sein oder aber auch Behälter.
Die Rohre können
geradlinig oder gekrümmt
sein. Zwischen den beiden Enden 1, 2 befindet
sich eine Schweißfuge 3.
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In
das Innere der beiden Enden 1, 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Gasbeflutung eingesetzt. Diese Vorrichtung weist einen allgemein
mit 4 bezeichneten rohrförmigen flexiblen Körper auf, dessen
erfindungswesentliche genaue Gestaltung aus 2 hervorgeht.
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Dieser
rohrförmige
flexible Körper 4 besteht aus
einem zweilagigen spiralförmig
gewickelten Draht, dessen Innendraht 5 einen kreisförmigen Querschnitt
hat und dessen Außendraht 6,
der zwischen den Windungen des Innendrahtes 5 gewickelt angeordnet
ist, einen dreieckförmigen
Querschnitt aufweist, wobei die beiden zum Innendraht gerichteten
Seiten 6a und 6b konkav ausgebildet sind.
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An
beiden Enden des rohrförmigen
Elementes 4 weist die Vorrichtung jeweils ein nabenförmiges Element 7, 8 auf,
wobei sich das nabenförmige
Element 7 im Rohrende 1 und das nabenförmige Element 8 im
Rohrende 2 befindet.
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Zur
Befestigung der nabenförmigen
Elemente 7, 8 am jeweiligen Ende des rohrförmigen Elementes 4 ist
in das jeweilige nabenförmige
Element 7, 8 jeweils ein Schraubstutzen 9 einge schraubt,
der mit seinem anderen Ende jeweils in den rohrförmigen flexiblen Körper 4 eingeschraubt
ist. Zusätzlich
kann die Schraubverbindung auch noch mit einer Klebeverbindung gesichert
sein.
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Auf
den nabenförmigen
Elementen 7, 8 sind jeweils beabstandet voneinander
eine Mehrzahl von allgemein mit 10 bezeichneten scheibenförmigen Dichtelementen
angeordnet, die vorzugsweise mit Hilfe von ebenfalls auf den nabenförmigen Elementen 7, 8 angeordneten
Distanzringen 11 beabstandet voneinander sind. Jedes Dichtelement 10 weist
bevorzugt einen inneren metallischen Kern 12, der beispielsweise
aus Edelstahl besteht, und einen äußeren Scheibenkörper 13 aus
einem elastomeren Material, vorzugsweise einem hitzebeständigen Silikonkautschuk,
auf. Dazu ist der metallische Kern 12 in eine entsprechende
Ausnehmung des Scheibenkörpers 13 eingesetzt
bzw. der Scheibenkörper 13 wird durch
Umspritzen des Kernes 12 hergestellt. Außenseitig
weist der Scheibenkörper 13 jeweils
eine sich radial nach außen
verjüngende
Dichtlippe 14 auf.
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Aufgrund
der Abmessungen der nabenförmigen
Elemente 7, 8 ist es möglich, auf den nabenförmigen Elementen 7, 8 durch
das Vorsehen ein oder mehrerer Distanzringe 11 mehr oder
weniger Dichtelemente 10 aufzusetzen.
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Zur
Zuführung
von Gas, beispielsweise Schutzgas, in den rohrförmigen Körper 4, ist im nabenförmigen Element 8 eine
Gaslei tung 15 ausgebildet, die sich mittig durch das nabenförmige Element 8 erstreckt
und sich bis zu einem am rechten Ende des nabenförmigen Körpers 8 vorgesehenen
Gasanschluss 16 fortsetzt.
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Vom
Gasanschluss 16 strömt
Schutzgas durch die Gasleitung 15 in den rohrförmigen Körper 4 und
tritt aus diesem zwischen den konkaven Seiten 6a, 6b des
Außendrahtes 6 und
dem Innendraht 5 laminar in den mit Gas zu beflutenden
Raum aus, diese laminare Strömung
ist mit 17 angedeutet. Das austretende Schutzgas spült bzw.
beflutet den Raum zwischen den beiden nabenförmigen Elementen 7, 8 und
gelangt über Öffnungen 18 in
einen die Gasleitung 15 umgebenden Ringkanal 19 des
nabenförmigen
Elementes 8. Aus diesem Ringkanal 19 gelangt das
ausströmende
Gas über Öffnungen 20 zu
einem Gasaustritt 21.
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In
den Ringkanal 19 erstreckt sich bevorzugt eine Sonde 22,
die an einem im Ringkanal 19 befindlichen Ende 23 abgeschrägt ist und
deren anderes Ende außerhalb
des nabenförmigen
Elementes 8 einen Anschluss 24 für ein nicht
dargestelltes Sauerstoffmessgerät
trägt. Über die
Sonde 22 wird im Sauerstoffmessgerät ständig eine der Kapazität des Sauerstoffmessgerätes entsprechende
Teilmenge des aus dem gespülten
bzw. gefluteten Raum zwischen den nabenförmigen Elementen 7, 8 ausströmenden Gases
zugeführt,
wodurch eine ständige
Messung des Sauerstoffgehaltes in diesem Raum möglich ist.
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Wenn
der Schweißvorgang
beendet und die Schweißfuge 3 durch
eine Schweißnaht
geschlossen ist, kann die Vorrichtung mit einem an einer Öse 25 des
nabenförmigen
Elementes 7 angeschlossenen Zugmittel weiterbewegt werden.
Dabei kann die Vorrichtung auch gekrümmte Rohrabschnitte passieren, wie
dies in 1 dargestellt ist, ohne dass
die Dichtung zwischen den nabenförmigen
Elementen 7, 8 und den Rohrinnenseiten aufgehoben
wird. Gelangt die Vorrichtung mit ihrem rohrförmigen Element 4 in einen
geradlinigen Bereich, stellt sich das rohrförmige Element 4 selbsttätig in eine
gestreckte Position zurück,
insbesondere dann, wenn, wie bevorzugt vorgesehen ist, der Innendraht 5 aus
einem Federstahl besteht. Der dreieckförmige Außendraht 6 besteht
bevorzugt aus Edelstahl.