DE102019007768A1

DE102019007768A1 - Düsenmittel, Verwendung und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE102019007768A1
Application number: DE102019007768.7A
Authority: DE
Inventors: Dirk Kunze
Original assignee: ORBITALSERVICE GmbH
Current assignee: ORBITALSERVICE GmbH
Priority date: 2019-11-10
Filing date: 2019-11-10
Publication date: 2021-05-12
Also published as: EP4054785A1; DE112020005661A5; WO2021089076A1

Abstract

Düsenmittel zum Aufsetzen auf einen Endbereich einer Formiergaszuleitung, wobei das Düsenmittel aufweist eine im Wesentlichen zentrale Gasdurchführungsbohrung, ein zylinderförmiges Einsatzende zum Einsetzen des Düsenmittels in die Formiergaszuleitung, ein zylinderförmiges Auslassende zum Auslassen von Formiergas zu einer Gasverwendungsstelle, insbesondere einer Schweißstelle, wobei das Einsatzende und das Auslassende mit einem jeweiligen Zylinderbreitumfang aneinander gesetzt ausgebildet sind, wobei das Einsatzende und das Auslassende unterschiedliche vorbestimmte Durchmesser aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Düsenmittel nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Verwendung nach dem Oberbegriff von Anspruch 9 und ein Verfahren zur Herstellung nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.
Bekannt ist es, dass für die Zuführung von Formierungsgas, nämlich leicht reduzierend wirkende Gasgemische aus Stickstoff oder Argon und Wasserstoff, im Schweißverfahren viele unterschiedliche Stopfen in die Formierungsgaszuleitung eingesetzt werden, die teilweise nicht vollständig dicht sind oder sehr viele unterschiedliche Größen vorgehalten werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein sicheres und zuverlässiges Düsenmittel bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Düsenmittel zum Aufsetzen auf einen Endbereich einer Formiergaszuleitung, wobei das Düsenmittel aufweist eine im Wesentlichen zentrale Gasdurchführungsbohrung, ein zylinderförmiges Einsatzende zum Einsetzen des Düsenmittels in die Formiergaszuleitung, ein zylinderförmiges Auslassende zum Auslassen von Formiergas zu einer Gasverwendungsstelle, insbesondere einer Schweißstelle, wobei das Einsatzende und das Auslassende mit einem jeweiligen Zylinderbreitumfang aneinander gesetzt ausgebildet sind, wobei das Einsatzende und das Auslassende unterschiedliche vorbestimmte Durchmesser aufweisen.
Die Erfindung liefert ein zuverlässiges, kompaktes Düsenmittel, wobei keine große Anzahl unterschiedlicher Durchmesser notwendig ist, da ein Düsenmittel mehrere Rohrdurchmesser abdecken kann. Durch die zentrale Gasdurchführungsbohrung in der Mitte kann Formiergas einströmen, welches beispielsweise für saubere Schweißergebnisse benötigt wird. Im Schweißbedarf werden bisher mehr als zehn verschiedene Düsenmittelgrößen benötigt, erfindungsgemäß kann diese Anzahl auf fünf für die gleiche Anzahl verschiedener Rohrdurchmesser halbiert werden. Weiterhin kann die Größe der zentrale Gasdurchführungsbohrung so angepasst werden, dass beispielsweise noch Wirbeldüsen aufgesetzt werden können.
Vorteilhaft ist es, wenn das Auslassende Aussparungen um die zentrale Gasdurchführungsbohrung herum aufweist. Vorteilhaft ist eine Verwendung als Gasverwirbelungsdüse, die verhindert, dass sich im Innenbereich, d.h. in unmittelbarer Nähe einer Schweißnaht, verschiedene Schmutzstoffe, beispielsweise Manganoxyde, an einer Innenwand absetzen. Besonders im Bereich von UHP Anwendungen ist dies nicht gewollt.
Vorteilhaft ist es, wenn das Einsatzende Aussparungen um die zentrale Gasdurchführungsbohrung herum aufweist. Die Düsenmittel haben ein Aussparungsmuster im Inneren, um zum einen die Stabilität und zum anderen den optimalen Sitz am Rohr zu gewährleisten, zudem sind die Stopfen durch diese Aussparungen flexibler.
Vorteilhaft ist es, wenn die Aussparungen wirbelförmig angeordnet sind, insbesondere mit einem Aussparungsanteil parallel zur zentralen Gasdurchführungsbohrung und/oder einem Aussparungsanteil von der zentralen Gasdurchführungsbohrung axial bis zu einem Randbereich des Düsenmittels aufweisen.
Vorteilhaft ist es, wenn der Zylinderbreitumfang des Einsatzendes und/oder der Zylinderbreitumfang des Auslassendes vorgegebenen Paarungen von Durchmessem, insbesondere entsprechend normierten Formiergaszuleitungen, entspricht.
Vorteilhaft ist es, wenn vier bis sechs Aussparungen vorgesehen sind und/oder Aussparungen im Wesentlichen drei und/oder viereckig in einem Querschnitt ausgebildet sind, wobei zumindest teilweise eine geometrische Parallelkante zu einer Zylinderoberfläche des Einsatzendes und/oder des Auslassendes ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Düsenmittel Silikon umfasst, insbesondere vollständig aus Silikon aufgebaut ist, insbesondere mit einer Shore-Härte 50 und Temperaturbeständigkeit bis 300°C.
Vorteilhaft ist es, wenn das Düsenmittel einstückig ausgebildet ist.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit dem Düsenmittel als Formiergasstopfenmittel zum Aufsetzen auf einen Endbereich einer Formiergaszuleitung als Schutzgaszuleitung bei einer Warmverarbeitung von Metallen, insbesondere Löten und/oder Schweißen und/oder Walzen und/oder Pressen und/oder Glühen, insbesondere WIG-Hand- und WIG-Orbitalschweißen.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Düsenmittel zum Aufsetzen auf einen Endbereich einer Formiergaszuleitung, hergestellt wird, wobei das Düsenmittel aufweist eine im Wesentlichen zentralen Gasdurchführungsbohrung, ein zylinderförmiges Einsatzende zum Einsetzen des Düsenmittels in die Formiergaszuleitung, ein zylinderförmiges Auslassende zum Auslassen von Formiergas zu einer Gasverwendungsstelle, insbesondere Schweißstelle, wobei das Einsatzende und das Auslassende mit einem jeweiligen breiteren Zylinderumfang aneinander gesetzt ausgebildet sind, wobei das Einsatzende und das Auslassende unterschiedliche zylinderförmige Durchmesser aufweisen, insbesondere mit Aussparungen, die an Einsatzende und/oder Auslassende um die zentrale Gasdurchführungsbohrung angeordnet sind, wobei ein Kunststoff-Spritzguss-Verfahren verwendet wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.
Es zeigen:

1a eine erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Ansicht,
1b eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenschnittansicht,
1c eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Aufsicht,
2a eine erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Ansicht,
2b eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenschnittansicht,
2c eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Aufsicht,
3a eine erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Ansicht,
3b eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenschnittansicht und
3c eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Aufsicht.

1a, 2a und 3a zeigen beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtungen eines Düsenmittels 1 in perspektivischer Ansicht, sowie 1b, 2b, 3b in Seitenschnittansicht und 1c, 2c, 3c in Aufsicht mit unterschiedlichen Durchmessern 7 und Zylinderbreitumfängen 6, 13 zusammengesetzt ausgebildet, wobei das Düsenmittel 1 zum Aufsetzen auf einen Endbereich 17 einer Formiergaszuleitung 4 ausgebildet ist, wobei das Düsenmittel 1 eine im Wesentlichen zentrale Gasdurchführungsbohrung 2 aufweist, ein zylinderförmiges Einsatzende 3 zum Einsetzen des Düsenmittels 1 in die Formiergaszuleitung 4, ein zylinderförmiges Auslassende 5 zum Auslassen von Formiergas zu einer Gasverwendungsstelle, insbesondere einer Schweißstelle, wobei das Einsatzende 3 und das Auslassende 5 mit einem jeweiligen Zylinderbreitumfang 6, 13 aneinander gesetzt ausgebildet sind, wobei das Einsatzende 3 und das Auslassende 5 unterschiedliche vorbestimmte Durchmesser 7 aufweisen. 2a, b, c zeigt beispielhaft keine Aussparungen, 1b und 3b zeigen erfindungsgemäße Vorrichtungen mit Aussparungen in Seitenschnittansicht, 1c und 3c zeigen erfindungsgemäßen Vorrichtungen in Aufsicht, wobei das Auslassende 5 Aussparungen 8 um die zentrale Gasdurchführungsbohrung 2 herum aufweist, wobei das Einsatzende 3 Aussparungen 9 um die zentrale Gasdurchführungsbohrung 2 herum aufweist, wobei die Aussparungen 8, 9 wirbelförmig angeordnet sind, insbesondere mit einem Aussparungsanteil 10 parallel zur zentralen Gasdurchführungsbohrung 2 und/oder einem Aussparungsanteil 11 von der zentralen Gasdurchführungsbohrung 2 axial bis zu einem Randbereich 12 des Düsenmittels 1 aufweisen, wobei der Zylinderbreitumfang 6 des Einsatzendes 3 und/oder der Zylinderbreitumfang 13 des Auslassendes 5 vorgegebenen Paarungen von Durchmessern 7, insbesondere entsprechend normierten Formiergaszuleitungen, entspricht, wobei vier bis sechs Aussparungen 8, 9 vorgesehen sind und/oder Aussparungen 8, 9 im Wesentlichen drei und/oder viereckig in einem Querschnitt 14 ausgebildet sind, wobei zumindest teilweise eine geometrische Parallelkante 15 zu einer Zylinderoberfläche 16 des Einsatzendes 3 und/oder des Auslassendes 5 ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Düsenmittel
2: Gasdurchführungsbohrung
3: Einsatzende
4: Formiergaszuleitung
5: Auslassende
6: Zylinderbreitumfang
7: Durchmesser
8: Aussparung
9: Aussparung
10: Aussparungsanteil
11: Aussparungsanteil
12: Randbereich
13: Zylinderbreitumfang
14: Querschnitt
15: Parallelkante
16: Zylinderoberfläche
17: Endbereich

Claims

Düsenmittel (1) zum Aufsetzen auf einen Endbereich einer Formiergaszuleitung (4), wobei das Düsenmittel (1) aufweist eine im Wesentlichen zentrale Gasdurchführungsbohrung (2), ein zylinderförmiges Einsatzende (3) zum Einsetzen des Düsenmittels (1) in die Formiergaszuleitung (4), ein zylinderförmiges Auslassende (5) zum Auslassen von Formiergas zu einer Gasverwendungsstelle, insbesondere einer Schweißstelle, wobei das Einsatzende (3) und das Auslassende (5) mit einem jeweiligen Zylinderbreitumfang (6, 13) aneinander gesetzt ausgebildet sind, wobei das Einsatzende (3) und das Auslassende (5) unterschiedliche vorbestimmte Durchmesser (7) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassende (5) Aussparungen (8) um die zentrale Gasdurchführungsbohrung (2) herum aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzende (3) Aussparungen (9) um die zentrale Gasdurchführungsbohrung (2) herum aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (8, 9) wirbelförmig angeordnet sind, insbesondere mit einem Aussparungsanteil (10) parallel zur zentralen Gasdurchführungsbohrung (2) und/oder einem Aussparungsanteil (11) von der zentralen Gasdurchführungsbohrung (2) axial bis zu einem Randbereich (12) des Düsenmittels (1) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderbreitumfang (6) des Einsatzendes (3) und/oder der Zylinderbreitumfang (13) des Auslassendes (5) vorgegebenen Paarungen von Durchmessern (7), insbesondere entsprechend normierten Formiergaszuleitungen, entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vier bis sechs Aussparungen (8, 9) vorgesehen sind und/oder Aussparungen (8, 9) im Wesentlichen drei und/oder viereckig in einem Querschnitt (14) ausgebildet sind, wobei zumindest teilweise eine geometrische Parallelkante (15) zu einer Zylinderoberfläche (16) des Einsatzendes (3) und/oder des Auslassendes (5) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenmittel (2) Silikon umfasst, insbesondere vollständig aus Silikon aufgebaut ist, insbesondere mit einer Shore-Härte 50 und Temperaturbeständigkeit bis 300°C.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenmittel (2) einstückig ausgebildet ist.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit dem Düsenmittel (1) als Formiergasstopfenmittel zum Aufsetzen auf einen Endbereich (17) einer Formiergaszuleitung (4) als Schutzgaszuleitung bei einer Warmverarbeitung von Metallen, insbesondere Löten und/oder Schweißen und/oder Walzen und/oder Pressen und/oder Glühen, insbesondere WIG-Hand- und WIG-Orbitalschweißen.
Verfahren zum Herstellen eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Düsenmittel (1) zum Aufsetzen auf einen Endbereich (17) einer Formiergaszuleitung (4), hergestellt wird, wobei das Düsenmittel (1) aufweist eine im Wesentlichen zentralen Gasdurchführungsbohrung (2), ein zylinderförmiges Einsatzende (3) zum Einsetzen des Düsenmittels (1) in die Formiergaszuleitung (4), ein zylinderförmiges Auslassende zum Auslassen von Formiergas zu einer Gasverwendungsstelle, insbesondere Schweißstelle, wobei das Einsatzende und das Auslassende mit einem jeweiligen breiteren Zylinderumfang aneinander gesetzt ausgebildet sind, wobei das Einsatzende und das Auslassende unterschiedliche zylinderförmige Durchmesser aufweisen, insbesondere mit Aussparungen, die an Einsatzende und/oder Auslassende um die zentrale Gasdurchführungsbohrung angeordnet sind, wobei ein Kunststoff-Spritzguss-Verfahren verwendet wird.