-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gasbeflutung von zwei miteinander zu verschweißenden rohrförmigen Elementen mit einem in den rohrförmigen Verbindungsbereich der beiden rohrförmigen Elemente einführbaren Gaszuführkörper und mit beiderseits des Gaszuführkörpers angeordneten und mit diesem in Fluidverbindung stehenden nabenförmigen Elementen, auf denen jeweils gegen das Innere des jeweiligen rohrförmigen Elementes abdichtende nachgiebige scheibenförmige Dichtelemente angeordnet sind, wobei ein nabenförmiges Element einen nabenförmigen Bereich zur Aufnahme wenigstens eines Dichtelementes und einen auf der dem Verbindungsbereich abgewandten Seite am Dichtelement anliegenden Anschlagbund aufweist, wobei der Anschlagbund mit einem Gasanschlussstutzen versehen ist, welcher über einen im Anschlagbund ausgebildeten Kanal mit einer zentralen Innenbohrung im nabenförmigen Bereich und dem Gaszuführkörper in Fluidverbindung steht.
-
Ferner betrifft die Erfindung ein nabenförmiges Element für eine solche Vorrichtung mit einem nabenförmigen Bereich zur Aufnahme wenigstens eines Dichtelementes und einem daran angrenzenden Anschlagbund, wobei der Anschlagbund mit einem Gasanschlussstutzen versehen ist, welcher über einen im Anschlagbund ausgebildeten Kanal mit einer zentralen Innenbohrung im nabenförmigen Bereich in Fluidverbindung steht.
-
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 an der Schweißnaht und der Übergangszonen verhindert.
-
Eine Vorrichtung dieser Art ist z.B. aus
DE 10 2005 032 930 B4 bekannt. Dabei befindet sich der Gasanschluss des Gaszuführkörpers auf einer Seite der Vorrichtung und der Gasauslass auf der anderen Seite. Zur Vorbereitung des Schweißvorganges wird zunächst der zwischen den beiden auf den beiden nabenförmigen Elementen angeordneten Dichtelementen befindliche Raum mit Schutzgas gespült, um dort vorhandenen Sauerstoff auszutreiben. Überschüssiges Gas tritt aus diesem Raum durch die zwischen den Dichtscheiben befindliche Schweißfuge und durch den Gasauslass aus. Die Spülung bzw. Beflutung dieses Raumes mit Schutzgas wird während des Schweißvorganges fortgesetzt, um zu verhindern, dass Sauerstoff eindringen kann.
-
Um das Schutzgas zuzuführen, weist ein nabenförmiges Element einen Gasanschlussstutzen auf, welcher durch einen im Anschlagbund ausgebildeten Kanal mit einer zentralen Innenbohrung im nabenförmigen Bereich in Fluidverbindung steht. Die zentrale Innenbohrung im nabenförmigen Bereich ist über einen flexiblen Gasschlauch mit dem Gaszuführkörper verbunden. Der im Anschlagbund ausgebildete Kanal ist bei der Vorrichtung nach
DE 10 2005 032 930 B4 winkelförmig ausgebildet, was die Herstellung dieses Kanales aufwendig macht. Bei einer Weiterentwicklung der Anmelderin ist vorgesehen, dass der Kanal im Anschlagbund dadurch hergestellt wird, dass in die Stirnseite des Anschlagbundes eine exzentrische Bohrung in axialer Richtung eingebracht ist, in welche dann in einen Winkel von ca. 45° eine kleinere Bohrung eingebracht ist, die in die zentrale Innenbohrung im nabenförmigen Bereich mündet. Um den Kanal auszubilden, sind somit zwei Bohrungen erforderlich, wobei die Bohrung in der Stirnseite einen wesentlich größeren Durchmesser aufweisen muss, um die anschließende Schrägbohrung vornehmen zu können. Die Herstellung ist dadurch ersichtlich aufwendig, außerdem ist dadurch die Bauteilgröße und damit das Bauteilgewicht im Prinzip größer als für die Funktionsweise notwendig.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, mit der der Kanal im nabenförmigen Element wesentlich vereinfacht werden kann.
-
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Anschlagbund zum freien Ende hin eine Abschrägung aufweist und der Kanal als quer zur Abschrägung angeordnete Bohrung ausgebildet ist.
-
Durch die Abschrägung des Anschlagbundes ist es möglich, den Kanal auf einfache Weise dadurch zu erzeugen, dass quer zur Abschrägung eine einzige Bohrung eingebracht wird, welche bis in die zentrale Innenbohrung im nabenförmigen Bereich führt. Der Kanal besteht damit nur aus einer einzigen Bohrung, die einfach auszuführen ist. Außerdem kann durch die Anordnung und Ausbildung des Anschlagbundes und des Kanals die Baugröße des nabenförmigen Elementes verkleinert werden, was zusätzlich dazu führt, dass das Bauteil materialsparender und leichter ausgeführt werden kann, nämlich um ca. 30 bis 40 %.
-
Dabei hat es sich als herstellungstechnisch besonders vorteilhaft herausgestellt, dass der Winkel zwischen der Achse der Bohrung und der Längsachse des nabenförmigen Bereiches zwischen 25 und 35°, vorzugsweise bei 30°, liegt.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Gasanschlussstutzen in die Bohrung eingeschraubt ist, was bei der bisher bekannten Ausführungsform mit zwei zueinander winkelförmigen Bohrungen nicht möglich war. Auch dadurch lässt sich der Herstellungsaufwand wesentlich vereinfachen, da ein Einlöten des Anschlussstutzen oder eine andere stoffschlüssige Verbindung nicht mehr erforderlich ist.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Abschrägung des Anschlagbundes in einer radialen Stirnfläche mündet, an welcher eine Zugöse angeordnet ist. Mit Hilfe dieser Zugöse kann die Vorrichtung in an sich bekannter Weise durch das jeweilige rohrförmige Element gezogen werden.
-
Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfindung auch ein nabenförmiges Element für eine vorbeschriebene Vorrichtung vor, das sich dadurch auszeichnet, dass der Anschlagbund zum freien Ende hin eine Abschrägung aufweist, und der Kanal als quer zur Abschrägung angeordnete Bohrung ausgebildet ist.
-
Bevorzugt liegt der Winkel zwischen der Achse der Bohrung und der Längsachse des nabenförmigen Bereiches zwischen 25 und 35°.
-
Der Gasanschlussstutzen ist vorzugsweise in die Bohrung des Anschlagbundes des nabenförmigen Elementes eingeschraubt und weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Abschrägung des Anschlagbundes in eine radiale Stirnfläche mündet, an welcher eine Zugöse angeordnet ist.
-
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in
-
1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Gasbeflutung in zwei miteinander zu verschweißenden Rohrabschnitten,
-
2 ein nabenförmiges Element der Vorrichtung in perspektivischer Darstel lung,
-
3 das nabenförmige Element nach 2 in perspektivischer Darstellung in einer anderen Winkellage und
-
4 einen Längsschnitt durch das nabenförmige Element nach 2 und 3.
-
In der 1 sind zwei Rohrenden 1, 2 von miteinander zu verschweißenden rohrförmigen Elementen dargestellt. Diese rohrförmigen Elemente können Rohre sein, aber auch Behälter. Die Rohre können geradlinig oder gekrümmt sein. Zwischen den beiden Rohrenden 1, 2 befindet sich eine Schweißfuge 3.
-
In das Innere der beiden Rohrenden 1, 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gasbeflutung eingesetzt. Diese Vorrichtung weist zunächst einen Gaszuführkörper 4 auf, der bevorzugt aus einem feinporigen Material, z.B. Sintermetall, besteht und beim dargestellten Ausführungsbeispiel als hohler Ringkörper ausgebildet ist, dessen Oberfläche dementsprechend als allseitige Gasaustrittsfläche dient, was durch Pfeile 5 angedeutet ist. Beiderseits des Gaszuführkörpers 4 weist die Vorrichtung jeweils ein nabenförmiges Element 6, 7 auf, wobei sich das nabenförmige Element 6 im Rohrende 1 und das nabenförmige Element 7 im Rohrende 2 befindet.
-
Der Gaszuführkörper 4 ist mit dem nabenförmigen Element 6 über eine vorzugsweise starre Gasleitung 8 verbunden. In dieser Gasleitung sind Gasöffnungen ausgebildet, was durch Pfeile 8a angedeutet ist. Das nabenförmige Element 6 weist eine zeichnerisch nicht erkennbare durchgehende Innenbohrung auf, so dass es mit dem Gaszuführkörper 4 in Fluidverbindung steht und Gas durch die Innenbohrung strömen kann. Auf der abgewandten Seite ist das nabenförmige Element 6 mit einem Gasaustritt 9 verbunden, der z.B. aus Sintermetall bestehen kann. Auf dem nabenförmigen Element 6 ist wenigstens eine vorzugsweise hochtemperaturbeständige Dichtscheibe 10, vorzugsweise aus Silikon, angeordnet, die mit ihrem Umfangsrand dichtend an der Innenwandung des Rohrendes 1 anliegt. Diese Dichtscheibe 10 ist auf dem nabenförmigen Element 6 mittels einer Befestigungsmutter 11 befestigt.
-
Der Gaszuführkörper 4 ist des Weiteren über eine vorzugsweise flexible Zuleitung 29 mit dem nabenförmigen Element 7 verbunden, dessen erfindungsgemäßer Aufbau nachfolgend näher beschrieben wird.
-
Das nabenförmige Element 7 weist zunächst einen nabenförmigen Bereich 12 mit einer zentralen Innenbohrung 13 auf, die als Sackbohrung ausgebildet ist. Der nabenförmige Bereich 12 geht auf der der Zuleitung 29 abgewandten Seite in einen Anschlagbund 14 mit vergrößertem Durchmesser über. Der Anschlagbund 14 dient zur seitlichen Anlage wenigstens einer Dichtscheibe 15, die vorzugsweise hochtemperaturbeständig ist und aus Silikon besteht. Der nabenförmige Bereich 12 weist dabei ein Außengewinde 16 auf und die Dichtscheibe 15 ist auf der dem Anschlagbund 14 gegenüberliegenden Seite mittels einer Befestigungsmutter 17 auf dem nabenförmigen Bereich 12 des nabenförmigen Elementes 7 axial gehalten. Die Dichtscheibe 15 dichtet mit ihrem Umfangsrand den Innenumfang des Rohrendes 2 ab. Die zentrale Innenbohrung 13 ist mit einem Innengewinde 13a versehen, in welches die flexible Zuleitung 29 mit ihrem entsprechend gestalteten Ende eingeschraubt ist.
-
Wesentlich für die Gestaltung des nabenförmigen Elementes 7 ist nun, dass der Anschlagbund 14 zum freien Ende hin eine Abschrägung 18 aufweist, welche in eine radiale Stirnfläche 19 mündet. In diese Abschrägung 18 ist quer zur Oberfläche der Abschrägung 18 eine Bohrung 20 mit Innengewinde 21 eingebracht, die in die zentrale Innenbohrung 13 mündet. Dabei ist der Winkel zwischen der Achse 20a der Bohrung 20 und der Längsachse 22 des nabenförmigen Bereiches 12 so gewählt, dass dieser etwa zwischen 25 und 35°, vorzugsweise bei 30°, liegt, so dass es möglich ist, mittels einer einzigen Bohrung 20 eine Fluidverbindung von der Außenseite des nabenförmigen Elementes 7 zur zentralen Innenbohrung 13 herzustellen.
-
An der radialen Stirnfläche 19 des nabenförmigen Elementes 7 ist eine Zugöse 23 für eine Zugvorrichtung 24 angeordnet, mit der es möglich ist, die gesamte Vorrichtung durch die zu verbindenden Rohre zu ziehen.
-
In das Innengewinde 21 der Bohrung 20 ist ein Gasanschlussstutzen 25 eingeschraubt, welcher zur Verbindung mit einer Gaszuleitung 26 dient, die vorzugsweise einer Schnellkupplung 27 aufweist. Diese Gaszuleitung 26 ist an ein nicht dargestelltes Schutzgasreservoir, z.B. eine Gasflasche, angeschlossen.
-
Im Bereich der Schweißfuge 3 und der Dichtscheibe 17 sind der Vollständigkeit halber Messsonden 28 angedeutet, die es ermöglichen, den Sauerstoffgehalt im durch die Vorrichtung begrenzten Verbindungsraum zwischen der beiden Rohrenden 1 und 2 zu bestimmen.
-
Vor Beginn eines Schweißvorganges zur Verbindung der beiden Rohrenden 1 und 2 wird Schutzgas über die Gaszuleitung 26 über den Gasanschlussstutzen 25 durch das nabenförmige Element 7 hindurch und über die flexible Zuleitung 29 in den Gaszuführkörper 4 geleitet, welches aus dem Gaszuführkörper 4 austritt und in den Verbindungsbereich zwischen den beiden Rohrenden 1 und 2 eintritt. Dieses Schutzgas verdrängt den im Verbindungsraum befindlichen, für den Schweißvorgang unerwünschten Sauerstoff, welcher im Laufe des Spülvorganges komplett durch den Gasaustritt 9 bzw. die Schweißfuge 3 austritt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rohrende
- 2
- Rohrende
- 3
- Schweißfuge
- 4
- Gaszuführkörper
- 5
- Pfeile
- 6
- nabenförmiges Element
- 7
- nabenförmige Element
- 8
- Gasleitung
- 8a
- Pfeile
- 9
- Gasaustritt
- 10
- Dichtscheibe
- 11
- Befestigungsmutter
- 12
- nabenförmiger Bereich
- 13
- Innenbohrung
- 13a
- Innengewinde
- 14
- Anschlagbund
- 15
- Dichtscheiben
- 16
- Außengewinde
- 17
- Befestigungsmutter
- 18
- Abschrägung
- 19
- Stirnfläche
- 20
- Bohrung
- 20a
- Achse
- 21
- Innengewinde
- 22
- Längsachse
- 23
- Zugöse
- 24
- Zugvorrichtung
- 25
- Gasanschlussstutzen
- 26
- Gaszuleitung
- 27
- Schnellkupplung
- 28
- Messsonden
- 29
- Zuleitung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102005032930 B4 [0004, 0005]
