DE29821499U1 - Vorrichtung zum Verschließen eines Rohrendes oder Formteils zum Zwecke des Formierens einer Schweißnaht bei der Herstellung einer Schweißverbindung mit diesem Rohrende oder Formteil und Anordnung unter Verwendung der Vorrichtung - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Verschließen eines Rohrendes oder Formteils zum Zwecke

des Formierens einer Schweißnaht bei der Herstellung einer

Schweißverbindung mit diesem Rohrende oder Formteil

und Anordnung unter Verwendung der Vorrichtung

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen eines Rohrendes oder Formteils zum Zecke des Formierens einer Schweißnaht bei der Herstellung einer Schweißverbindung mit diesem Rohrende oder Formteil und eine Anordnung unter Verwendung der Vorrichtung zum Ausrichten und Heften eines mit einem Flansch oder vergleichbaren Verbindungsteil zu verschweißenden Rohres oder Rohrformteils.

Beim Lichtbogenschweißen in sich geschlossener Schweißnähte mit zweidimensionalem Verlauf, insbesondere beim Schweißen der Enden eines Rohrpaares oder bei der Herstellung einer Verbindung zwischen einem Rohrende einerseits und einem Formteil andererseits, beispielsweise einem DIN-Flansch oder einem Milchrohrverschraubungsteil oder einer Bordscheibe, wird dem Wurzelbereich der Schweißnaht ein Schutzgas zugeführt. Dieses sogenannte „Formieren,, geschieht bislang bei den vorgenannten Schweißverbindungen dadurch, daß die miteinander zu verbindenden Rohrenden oder Formteile an ihrem der Schweißnaht jeweils abweisenden Ende mittels eines Holz- oder Gummistopfens abgedichtet werden. Alsdann wird der derart abgeschlossene Rohrinnenraum mit dem geeigneten Schutzgas geflutet, wobei die Zu- und Abfuhr des Schutzgases und die Durchströmung des Rohrinnenraumes jeweils über eine Öffnung in den beiden Stopfen sichergestellt wird. Oftmals werden die abzudichtenden Rohrenden oder Formteile auch mit anderen Materialien, wie beispielsweise Pappe oder Kunststoffolien, abgeklebt und damit verschlossen.

In Folge der beim Schweißen auftretenden Erwärmung kann es an den verschlossenen Rohrenden oder Formteilen zu Verschmutzungen durch Klebstoffrückstände oder Verbrennen der verwendeten Klebstoffe, der Pappe, der Kunststoffolien oder der Holz- oder Gummistopfen kommen.

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In der Chemie und Pharmazie und im Nahrungsmittel- und Getränkebereich, insbesondere in Anwendungsgebieten, in denen aseptische Anforderungen gestellt werden, sind derartige Verschmutzungen unerwünscht, da nicht in jedem Falle sichergestellt werden kann, daß die verschmutzten Rohrleitungsteile zuverlässig und rückstandsfrei gereinigt werden können.

Die bislang angewendeten Maßnahmen zur Abgrenzung des mit Formiergas beaufschlagten Raumes und zur Begrenzung der Formiergasverluste erstrecken sich auf den gesamten Raum zwischen den jeweils verschlossenen Enden, obgleich der Schweißnahtbereich lediglich einen Bruchteil dieses Raumes umfaßt.

Es sind bereits Vorrichtungen zum gegenseitigen Zentrieren von zwei miteinander zu verschweißenden, eine runde Bohrung enthaltenden Werkstücken bekannt, die für jedes der Werkstücke beiderseits eines mit Schutzgaszuführung versehenen Schweißbereichs eine Spanneinheit aufweisen. Dabei umfaßt die jeweilige Spann-einheit eine Umfangsreihe von in einer Spann-Nut enthaltenen Spanngliedern, die durch gegenseitige axiale Näherung bzw. Entfernung der Flanken der Spann-Nut nach außen spannbar bzw. nach innen entspannbar sind und die des weiteren eine nach außen weisende Spannfläche für den Kontakt mit der Bohrungsfläche des Werkstücks sowie in Umfangsrichtung voneinander Abstand aufweisen. Die Zwischenräume der Spannglieder werden im Zuge der Schutzgaszuführung zum Schweißbereich vom Schutzgas durchströmt. 25

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-A 27 08 040) enthält jede der Spann-Nuten eine Mehrzahl von speziell geformten Spannkeilen, die ihrerseits an ihrer dem Rohrumfang zugewendeten Außenfläche einen Spannschuh tragen, der sich großflächig an die zu spannende Rohrinnenfläche anlegen kann. Die Spannkeile werden mittels einer Anzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Zugfedern innerhalb der Spann-Nuten gehalten. Die Spann-Nuten werden einerseits von einer fest angeordneten Nutwand und andererseits von einem

hydraulischen Kolben gebildet, der zum Spannen der Spannkeile durch Druckmittelbeaufschlagung relativ zur Nutwand axial verschoben werden kann.

In der DE-A 32 33 796 wird vorgeschlagen, als Spannglieder eine Anzahl gleichmäßig über den Umfang verteilter Kugeln zu verwenden, die in radialen Führungsbohrungen einer Hülse unter dem Einfluß eines axial verschieblichen Konus nach außen gegen die Innenwand des zu verschweißenden Rohrteils spannbar sind.

In der EP-B 0 215 868 ist eine weitere Vorrichtung dieser Art beschrieben, bei der die Reihe von Spanngliedern von einer Vielzahl in Umfangsrichtung mit geringem Abstand voneinander angeordneten Windungen einer Schraubenfeder gebildet ist.

Die jeweiligen Spanneinheiten der bekannten Vorrichtungen lassen sich grundsätzlich dazu verwenden, ein Rohrende oder Formteil derart zu verschließen, daß zum einen eine vollständige Verdrängung des Luftsauerstoffs aus dem Schweißnahtbereich möglich und zum anderen ein Entweichen von Schutzgas aus dem Schweißbereich im Zuge des Formierens sichergestellt ist. Da die bekannten Vorrichtungen in erster Linie dem gegenseitigen Zentrieren und Spannen von zwei miteinander zu verschweißenden Werkstücken dienen, treten die Spanneinheiten stets paarweise und nur in Verbindung miteinander auf. Die jeweilige Spanneinheit ist, für sich gesehen, relativ aufwendig und daher als bloßes Verschlußteil für ein Rohrende oder Formteil zum Zwecke des Formierens einer Schweißnaht bei der Herstellung einer Schweißverbindung mit diesem Rohrende oder Formteil ungeeignet.

Grundsätzlich können die bekannten Vorrichtungen auch zur beiderseitigen Abgrenzung des Schweißbereichs gegenüber der Umgebung zum seines Formierens Verwendung finden. Aber auch hier ist festzustellen, daß der konstruktive Aufwand zur Lösung dieses Problems unangemessen ist.

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Aufgabe der Neuerung ist es, eine Vorrichtung zum Verschließen eines Rohrendes oder Formteils zum Zecke des Formierens einer Schweißnaht bei der Herstellung einer Schweißverbindung mit diesem Rohrende oder Formteil zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und mit der ein sicherer Verschluß ohne die Gefahr des Verschmutzens der miteinander zu verschweißenden Rohrenden oder Formteile unter allen Betriebs- und Arbeitsbedingungen sichergestellt ist. Darüber hinaus soll durch Anordnung der Vorrichtung die Möglichkeit geschaffen werden, den vom Formiergas beaufschlagten Raum auf den unmittelbaren Bereich der Schweißnaht zu begrenzen. Desweiteren soll durch die Anordnung der Vorrichtung das Ausrichten und Heften eines mit einem Flansch oder vergleichbaren Verbindungsteil zu verschweißenden Rohres oder Rohrformteils auf einfache und kostengünstige Weise ermöglicht werden.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen'der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 13. Eine Anordnung unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zum Ausrichten und Heften eines mit einem Flansch oder vergleichbaren Verbindungsteil zu verschweißenden Rohres oder Rohrformteils ist durch die Merkmale des Anspruchs 14 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche 15 bis

Die vorgeschlagene Vorrichtung ist im wesentlichen geprägt durch wenigstens zwei kreisscheibensegmentförmige Spannsegmente, die auf einem Führungsträger derart angeordnet sind, daß sie dort in der Querschnittsebene des Rohres, vom Zentrum des Rohres ausgehend sternförmig orientiert, in Grenzen radial verschieblich sind. Ihre Verschiebebewegung wird durch eine, bezogen auf die Rohrachse, axial oder tangential orientierte Stellbewegung an einem Spannteil generiert, das die Spannsegmente kontaktiert. Dabei kann es sich beispielsweise bei der Stellbewegung um eine axiale Verschiebebewegung eines kegel- oder keilförmigen Spannteiles handeln, das entsprechend ausgebildete Spannsegmente in radialer Richtung verschiebt. Das Spannteil kann auch derart ausgebildet sein, daß es in Folge einer Drehbewegung die mit ihm an

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den Kontaktflächen korrespondierenden Spannsegmente in radialer Richtung verschiebt. Des weiteren ist es möglich, die radiale Verschiebebewegung der Spannsegmente durch eine kniehebelartige Stellbewegung an einem geeignet ausgebildeten Spannteil zu generieren.
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Durch die in Grenzen radial verschieblichen Spannsegmente lassen sich Rohre und Formstücke, die im Rahmen eines bestimmten Nenndurchmessers um mehrere Millimeter in Bezug auf ihren Innendurchmesser differieren können (beispielsweise Innendurchmesser für Rohre nach DIN- oder ISO für einen bestimmten Nenndurchmesser), mit einer einzigen Vorrichtung sicher verschließen.

Durch das radiale Auseinanderfahren der Spannsegmente wird zwischen diesen jeweils ein Spalt gebildet, über den das zur Flutung und Durchströmung des Rohrinnenraumes bereitgestellte Schutzgas, mehr oder weniger kontrolliert und auf das notwendige Maß begrenzt, entweichen kann.

Damit die Spannsegmente gleichmäßig radial nach außen verschoben werden, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, daß die Spannsegmente an ihrem äußeren Umfang von einem in sich geschlossenen Federelement umschlossen werden.

Um insbesondere bei größeren Rohrnennweiten die Formiergasverluste zwischen den Spannsegmenten, hier insbesondere im äußeren Bereich, zu reduzieren, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung diesbezüglich vor, daß das Federelement als elastischer Dichtring ausgebildet ist. Aus Gründen der thermischen Belastung hat sich hier als Dichtringmaterial insbesondere Viton bewährt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung sind an den Spannsegmenten und dem Spannteil miteinander korrespondierende, zur Rohrachse geneigte kegel- oder keilförmige Kontaktflächen angeordnet, wobei das Spannteil auf einem Spannbolzen gelagert und dort axial verschieblich

ist. Gemäß einem ersten Vorschlag erfolgt die axiale Verschiebung auf dem Spannbolzen über ein Gewindebolzen-Mutter-System. Ein weiterer Vorschlag sieht vor, daß die axiale Verschiebung auf dem Spannbolzen über einen druckmittelbetätigten Stellantrieb erfolgt.

Damit sich die Vorrichtung leicht aus dem Rohrende oder Formteil löst und anschließend entfernen läßt, wird weiterhin vorgeschlagen, daß das Spannteil bei seiner Stellbewegung eine durch wenigstens eine Feder erzeugte Rückstellkraft erfährt. Durch die rückstellende Kraft der Feder wird das Spannteil im Verlauf der lösenden Stellbewegung aus den Spannsegmenten herausgedrückt, so daß letztere unter der Wirkung des sie umschließenden Federelementes radial nach innen verschoben werden und dabei das Rohrende freigeben.

Damit die Vorrichtung verkantungsfrei und ohne besonderen Aufwand an dem zu verschließenden Rohrende oder Formteil justiert werden kann, sieht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung vor, daß jedes Spannsegment an seinem äußeren Umfang einen am stirnseitigen Ende des Rohrendes oder Formteils anliegenden, als axialen Anschlag fungierenden Rezeß aufweist.

Damit über die Vorrichtung dem Rohrinnenraum das erforderliche Schutzgas zugeführt oder der Sauerstoffgehalt im Rohrinnenraum, beispielsweise über ein Sauerstoffmeßgerät, gemessen werden kann, sind gemäß einem weiteren Vorschlag eine die jeweilige stirnseitige Umgebung der Vorrichtung miteinander verbindende Bohrung in Verbindung mit einem Anschluß vorgesehen.

Eine lediglich aus Dreh- und Normteilen bestehende und in ihrem Aufbau relativ einfache und damit kostengünstige Vorrichtung zeichnet sich gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung im wesentlichen dadurch aus, daß der Führungsträger als kreisförmige, konzentrisch zur Rohrachse angeordnete Scheibe ausgebildet ist, die in axialer Richtung von einer der Anzahl der Spannsegmente entsprechenden Anzahl, bezogen auf die Rohrachse, sternförmig

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orientierter Führungsschlitze durchdrungen ist, und daß jedes Spannsegment einen axial orientierten Führungsbolzen aufweist, der mit seinem zylindrischen Schaft und einem angrenzenden Flachkopf in dem zugeordneten Führungsschlitz formschlüssig geführt ist. Darüber hinaus ist am Führungsträger ein in der Rohrachse orientierter, sich axial auf der Seite der Spannsegmente erstreckender Spannbolzen befestigt, auf dem ein kegelförmiges Spannteil axial verschieblich angeordnet ist, das sich zum Führungsträger hin verjüngt und dessen als kegelförmige Mantelfläche ausgebildete Kontaktfläche mit den Kontaktflächen der Spannsegemente korrespondiert. Der Spannbolzen weist eine die jeweilige stirnseitige Umgebung der Vorrichtung miteinander verbindende Bohrung in Verbindung mit einem Anschluß auf.

Gemäß einem ersten Vorschlag ist der durch das Spannteil hindurchgreifende Teil des Spannbolzens als Gewindebolzen ausgebildet, der eine Knebelschraube zur Erzeugung der axialen Stellbewegung des Spannteiles trägt. Ein weiterer Vorschlag sieht alternativ vor, daß der durch das Spannteil hindurchgreifende Teil des Spannbolzens mit einem druckmittelbeaufschlagten Stellantrieb verbunden ist. Ein derartiger Stellantrieb ist beispielsweise fernsteuerbar und kann ohne weiteres in einen teilautomatisierten Arbeitsablauf integriert werden.

Um insbesondere die stark beanspruchten Bauteile der Vorrichtung verschleißfest auszuführen, sieht ein weiterer Vorschlag vor, daß wenigstens die Spannsegmente, das Spannteil und der Führungsträger aus harteloxiertem Aluminium ausgeführt sind.

Ein weiter Vorschlag sieht vor, eine Anordnung aus zwei Vorrichtungen gemäß der Neuerung zu schaffen, die in gleicher Lage und in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Dabei ist ein Spann- und Verbindungsbolzen vorgesehen, auf dem das erste Spannteil und das zweite Spannteil gelagert sind, wobei der Spann- und Verbindungsbolzen in seinem mittleren Teil eine Distanzhülse trägt, die den vorgesehenen Abstand der beiden Vorrichtungen zwischen dem ersten und dem zweiten Spannteil herstellt. Darüber hinaus sind

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der Spann- und Verbindungsbolzen und die Distanzhülse gegen Verdrehen zueinander gesichert, und die Stellbewegung zur Erzeugung der Verschiebebewegung der Spannsegmente wird am ersten Spannteil generiert.

Die vorstehend beschriebene Anordnung ermöglicht es nun zum einen, den Raum in unmittelbarer Nähe zur Schweißnaht abzugrenzen und somit die Formiergasmengen zu minimieren. Dabei wird eine der beiden Vorrichtungen zum Verschließen des Rohrendes oder Formteils verwendet, während die andere Vorrichtung den Verschluß des Rohres auf der anderen Seite der Schweißnaht, jedoch in unmittelbarer Nähe zu dieser, herstellt.

Darüber hinaus kann die so getroffene Anordnung in vorteilhafter Weise zum Ausrichten und Heften eines mit einem Flansch oder vergleichbaren Verbindungsteil zu verschweißenden Rohres oder Rohrformteils genutzt werden. Dies war bislang beispielsweise nur durch wesentlich aufwendigere sog. Innenspannvorrichtungen möglich.

Gemäß einem ersten Vorschlag wird das erste Spannteil auf dem Spann- und Verbindungsbolzen durch ein Gewindebolzen-Mutter-System axial verschoben. Eine zweite Ausgestaltung sieht in diesem Zusammenhang vor, daß das erste Spannteil auf dem Spann- und Verbindungsbolzen durch einen druckmittelbeaufschlagten Stellantrieb axial verschoben wird.

Um den Raum zwischen den beiden Vorrichtungen zum Zwecke des Formierens der Schweißnaht mit Formiergas zu beaufschlagen, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der vorgeschlagenen Anordnung vorgesehen, daß der Raum zwischen den beiden Vorrichtungen über eine in dem Spann- und Verbindungsbolzen angeordnete, auf der Seite des ersten Spannteils aus der Anordnung herausgeführte Bohrung mit der Umgebung verbunden ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend kurz beschrieben. Es zeigen

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Figur 1 einen Meridianschnitt durch eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Neuerung in ihrer Spannstellung innerhalb eines Rohrendes;

Figur 2 die Vorrichtung gemäß Figur 1 innerhalb eines Rohrendes in ihrer gelösten Stellung;

Figur 3 eine Ansicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 1 in der dort mit „Z„ gekennzeichneten Blickrichtung;

Figur 4 einen Meridianschnitt durch eine Anordnung aus zwei Vorrichtungen gemäß Figur 1, wobei eine Verbindung dieser Vorrichtungen miteinander vorgesehen ist und die Stellbewegung am ersten Spannteil durch ein Gewindebolzen-Mutter-System generiert wird;

Figur 5 ebenfalls im Meridianschnitt eine Anordnung gemäß Figur 4, wobei die Stellbewegung am ersten Spannteil durch einen druckmittelbeaufschlagten Stellantrieb generiert wird und sich die Anordnung in ihrer entspannten Stellung befindet und

Figur 5a die Anordnung gemäß Figur 4 in ihrer Spannstellung.

Ein Rohr 1 (Figur 1) ist an seinem, bezogen auf die Darstellungslage, linksseitigen Ende mit der vorgeschlagenen Vorrichtung verschlossen. Diese besteht aus einem Führungsträger 4, der als kreisförmige, konzentrisch zur Rohrachse angeordnete Scheibe ausgebildet und in axialer Richtung von wenigstens zwei, bezogen auf die Rohrachse, sternförmig orientierten Führungsschlitzen 4a (siehe auch

Figur 3) durchdrungen ist. In jedem der Führungsschlitze 4a wird ein zylindrischer Schaft 9b eines Führungsbolzens 9 formschlüssig geführt, und zwar dadurch, daß letzterer an seinem, bezogen auf die Darstellungslage, rechtsseitigen Ende einen Flachkopf 9a aufweist, der über die Ränder des Führungsschlitzes 4a hinweggreift. Am linksseitigen Ende des zylindrischen Schaftes 9b verjüngt sich dieser in einen Gewindeteil 9c, das in eines der zugeordnete Spannsegmente 2.1 bis 2.n, von denen wenigstens zwei vorgesehen sind, eingeschraubt ist. Bei dem

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dargestellten Führungsbolzen 9 handelt es sich beispielsweise um ein Normteil gemäß DIN 923.

Die Spannsegmente 2.1 bis 2.n haben eine kreisscheibensegmentförmige Form, wobei jedes Kreisscheibensegment radial innenseits kegelförmig ausgedreht ist und jeweils mit seiner kegelförmigen Mantelfläche eine Kontaktfläche 2.1a bis 2.na bildet, die jeweils mit der in sich geschlossenen kegelförmigen Mantelfläche 3.a eines Spannteiles 3 korrespondiert. Das Spannteil 3 besitzt eine zentrische Bohrung 3b und wird in dieser von einem Spannbolzen 5 durchdrungen, der rechtsseitig durch den Führungsträger 4 durchgeschraubt und dort an seinem freien Ende mit einer Kontermutter 10 gesichert ist. An dem durch das Spannteil 3 hindurchgreifenden linksseitigen Teil des Spannbolzens 5 ist dieser als Gewindebolzen 5b ausgebildet. Auf den Gewindebolzen 5b ist eine Knebelschraube 6 aufgeschraubt, die über eine Scheibe 7 an das Spannteil 3 zur Anlage gebracht wird. Zwischen dem Führungsträger 4 und dem Spannteil 3 befindet sich auf dem Spannbolzen 5 eine schraubenförmig ausgebildete Feder 13. Der Spannbolzen 5 ist in axialer Richtung von einer Bohrung 5a durchdrungen, die sich in einer auf dem linksseitigen Ende des Spannbolzens 5 aufgeschraubten Hutmutter 8 fortsetzt und dort in einen nicht näher bezeichneten Anschluß, beispielsweise für eine Leitung zur Zufuhr von Schutzgas oder zur Anordnung eines Sauerstoffmeßgerätes, ausmündet. Die Spannsegmente 2.1 bis 2.&eegr; werden an ihrem äußeren Umfang von einem in sich geschlossenen Federelement 11 umschlossen. Bei diesem Federelement 11 handelt es sich beispielsweise entweder um eine metallische Spiralfeder oder um einen elastischen Dichtring, vorzugsweise hergestellt aus Viton. Jedes Spannsegment 2.1 bis 2.&eegr; weist an seinem Umfang einen am stirnseitigen Ende des Rohrendes oder Formteils 1 anliegenden, als axialen Anschlag fungierenden Rezeß 2.1b bis 2.nb auf.

Figur 2 zeigt die gelöste Stellung der Vorrichtung, in der das Spannteil 3 im Vergleich zur Spannstellung der Vorrichtung (Figur 1) um ein Stück von dem Führungsträger 4 entfernt wurde. Dies geschieht durch Lösen der

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Knebelschraube 6, wodurch das Spannteil 3 unter der Wirkung der rückstellenden Kraft der Feder 13 aus den Spannsegmenten 2.1 bis 2. &eegr; herausgeschoben wurde. Letztere werden bei ihrer radial nach innen gerichteten, geführten Verschiebebewegung durch das Federelement 11 unterstützt. In der gelösten Stellung der Vorrichtung, wenn sich die Spannsegmente 2.1 bis 2.&eegr; in ihrer, in radialer Richtung gesehen, innersten Endlage befinden, offenbart sich zwischen dem Innendurchmesser des Rohrendes oder Formteils 1 und der jeweiligen Spannfläche der Spannsegmentes 2.1 bis 2.&eegr; ein Ringspalt, der den Spannbereich der vorgeschlagenen Vorrichtung im Rahmen unterschiedlicher Durchmesser eines bestimmten Nenndurchmessers (beispielsweise DIN- oder ISO-Rohre) erkennen läßt.

Aus Figur 3 ist eine Vorrichtung mit vier Spannsegmenten 2.1 bis 2.4 ersichtlich. Darüber hinaus wird deutlich, daß zwischen den einzelnen Spannsegmenten bis 2.4 radial orientierte Spalte 12 ge'bildet werden, über die im Bereich zwischen dem Außendurchmesser des Führungsträgers 4 und dem Innendurchmesser des Federelementes 11 (s. Figur 1) ein Durchtritt von Schutzgas zum Zwecke der Spülung des Rohrinnenraumes gegeben ist.

Der Spannbereich der vorgeschlagenen Vorrichtung beträgt, bezogen auf den Durchmesser, etwa 5 bis 6 Millimeter, und er ist bestimmt durch die in Figur 3 ersichtliche radiale Erstreckung der Führungsschlitze 4a im Zusammenwirken mit dem zylindrischen Schaft 9b des Führungsbolzens 9 (Figur 1).

Um die vorgeschlagene Vorrichtung einerseits leicht und andererseits verschleißfest auszubilden, wird sie zweckmäßig aus harteloxiertem Aluminium hergestellt, wobei sich diese Ausführung auf die Spannsegmente 2.1 bis 2.n, das Spannteil 3 und den Führungsträger 4 beschränken kann.

Zwei im wesentlichen gleiche Vorrichtungen der vorbeschriebenen Art (Figur 4) sind in gleicher Lage und in einem Abstand voneinander angeordnet, der durch eine zwischen dem ersten Spannteil 31 und dem zweiten Spannteil 32

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angeordnete Distanzhülse 14 bestimmt ist. Letztere ist auf einem mittleren Teil eines Spann- und Verbindungsbolzens 5* gelagert. Das, bezogen auf die Darstellungslage, linksseitige Ende des Spann- und Verbindungsbolzens 5* greift durch das zweite Spannteil 32 hindurch und ist endseitig auf dem Führungsträger 4 über die Kontermutter 10 festgelegt. Das rechtsseitige Ende des Spann- und Verbindungsbolzens 5* entspricht jener Ausführung, wie sie Gegenstand der Vorrichtung gemäß Figur 1 ist. Im Bereich des Führungsträgers 4 des ersten Spannteils 31 ist die Distanzhülse 14, in radialer Richtung gesehen, auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils mit einer Ausnehmung 14a versehen, in die jeweils ein Mitnehmer- und Widerlagerstift 15a bzw. 15b eingreift. Die Mitnehmer- und Widerlagerstifte 15a und 15b sind in dem Spann- und Verbindungsbolzen 5* verankert. Eine Bohrung 5a* durchdringt das rechtsseitige Ende des Spann- und Verbindungsbolzens 5* und mündet hinter dem Führungsträger 4 in den Raum zwischen den beiden Vorrichtungen aus.

Eine Verdrehbewegung der Knebelschraube 6 verschiebt das erste Spannteil 31 gegen das rechtsseitige Ende des Spann- und Verbindungsbolzens 5* Diese axiale Relativbewegung wird über die Distanzhülse 14 auf das zweite Spannteil 32 übertragen, so daß die beiden Spannteile 31, 32 die zugeordneten kreisscheibensegmentförmigen Spannsegmente 2.1 bis 2.n synchron verschieben und damit beiderseits der Schweißnaht S jeweils einen kraftschlüssigen Verschluß mit dem umgebenden Rohr oder Rohrformteil 1 herstellen.

Die Anordnung der Figuren 5 und 5a unterscheidet sich von jener gemäß Figur 4 dadurch, daß das rechtsseitige Ende eines Spann- und Verbindungsbolzens 5** mit einem Stellantrieb 16 verbunden ist. Ein Gehäuse 16a des Stellantriebes 16 ist mit dem ersten Spannteil 31 verbunden. Eine von einem Hubzylinder 16b betätigte Verstellstange 16e ist mit einem Verbindungsteil 5b** des Spann- und Verbindungsbolzens 5** starr verbunden. Der Hubzylinder 16b weist einen ersten Anschluß 16c und einen zweiten Anschluß 16d für Druckmittelzu- bzw. Druckmittelabfuhr auf, so daß der Stellantrieb 16 eine hin- und hergehende Stellbewegung ausführen kann. Unterhalb des Hubzylinders 16b ist im Gehäuse

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16a ein Anschluß 17a für die Zufuhr von Formiergas vorgesehen. Über eine Zulaufbohrung 17b gelangt das Formiergas vom Anschluß 17a in eine gehäuseseitige Verteilerrinne 17c, von wo aus es über eine Bohrung 5a** im Verbindungsteil 5b** dem Spann- und Verbindungsbolzen 5** in der in der Beschreibung zu Figur 4 beschriebenen Weise zuströmt. Die Verteilerrinne 17c hat die Aufgabe, die Zufuhr von Formiergas sowohl in der entspannten als auch in der gespannten Stellung der Anordnung sicherzustellen.

In Figur 5 ist die entspannte Stellung der Anordnung und in Figur 5a ist die Spannstellung der Anordnung dargestellt.

Claims (17)

13K07U1: &iacgr;* · ' ·. ·..:.·*.30.11.199815Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Verschließen eines Rohrendes oder Formteils zum Zwecke des Formierens einer Schweißnaht bei der Herstellung einer Schweißverbindung mit diesem Rohrende oder Formteil, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei kreisscheibensegmentförmige Spannsegmente (2.1, ... 2.n) vorgesehen sind, die auf einem Führungsträger

(4) angeordnet und dort in der Querschnittsebene des Rohres (1), vom Zentrum des Rohres ausgehend sternförmig orientiert, in Grenzen radial verschieblich sind, und daß die radiale Verschiebebewegung der Spannsegmente (2.1, ... 2.n) durch eine, bezogen auf die Rohrachse, axial oder tangential orientierte Stellbewegung an einem die Spannsegmente (2.1, ... 2.n) kontaktierenden Spannteil (3;31,32) generiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannsegmente (2.1, ... 2.n) an ihrem äußeren Umfang von einem in sich geschlossenen Federelement (11) umschlossen werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (11) als elastischer Dichtring, vorzugsweise aus Viton, ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spannsegmenten (2.1, ... 2.n) und dem Spannteil (3;31,32) miteinander korrespondierende, zur Rohrachse geneigte kegel- oder keilförmige Kontaktflächen (2.1a, ... 2.na; 3a) vorgesehen sind, und daß das Spannteil (3;31,32) auf einem Spannbolzen (5;5*;5**) axial verschieblich angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebung auf dem Spannbolzen (5;5*) über ein Gewindebolzen-Mutter-System (5b,6) erfolgt.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebung auf dem Spannbolzen (5**) über einen druckmittelbetätigten Stellantrieb (16) erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannteil (3;31,32) bei seiner Stellbewegung eine durch wenigstens eine Feder (13) erzeugte Rückstellkraft erfährt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Spannsegment (2.1, ... 2.n) an seinem äußeren Umfang einen am stirnseitigen Ende des Rohrendes oder Formteils (1) anliegenden, als axialen Anschlag fungierenden Rezeß (2.1b, ... 2.nb) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine die jeweilige stirnseitige Umgebung der Vorrichtung miteinander verbindende Bohrung in Verbindung mit einem Anschluß.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der Führungsträger (4) als kreisförmige, konzentrisch zur Rohrachse angeordnete Scheibe ausgebildet ist, die in axialer Richtung von einer der Anzahl der Spannsegmente (2.1, ... 2.n) entsprechenden Anzahl, bezogen auf die Rohrachse, sternförmig orientierter Führungsschlitze (4a) durchdrungen ist, daß jedes Spannsegment (2.1, ... 2.n) einen axial orientierten Führungsbolzen (9) aufweist, der mit seinem zylindrischen Schaft (9b) und einem angrenzenden Flachkopf (9a) in dem zugeordneten Führungsschlitz (4a) formschlüssig geführt ist, daß am Führungsträger (4) ein in der Rohrachse orientierter, sich axial auf der Seite der Spannsegmente (2.1, ... 2.n) erstreckender Spannbolzen (5;5*;5**) befestigt ist, auf dem ein kegelförmiges Spannteil (3;32,32) axial verschieblich angeordnet ist, das sich zum Führungsträger (4) hin verjüngt und dessen als kegelförmige Mantelfläche ausgebildete Kontaktfläche (3a) mit den Kontaktflächen (2.1a, ... 2.na) der Spannsegmente (2.1, ... 2.n) korrespondiert, daß der Spannbolzen

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(5;5*;5**) eine die jeweilige stirnseitige Umgebung der Vorrichtung miteinander verbindende Bohrung (5a;5a*;5a**) in Verbindung mit einem Anschluß aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Spannteil (3;31) hindurchgreifende Teil des Spannbolzens (5;5*) als Gewindebolzen (5b) ausgebildet ist, der eine Knebelschraube (6) trägt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Spannteil (3;31) hindurchgreifende Teil des Spannbolzens (5**) mit einem druckmittelbeaufschlagten Stellantrieb (16) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens die Spannsegmente (2.1, ... 2.n), das Spannteil (3;31,32) und der Führungsträger (4) aus harteloxiertem Aluminium ausgeführt sind.

14. Anordnung unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zum Ausrichten und Heften eines mit einem Flansch oder vergleichbaren Verbindungsteil zu verschweißenden Rohres oder Rohrformteils, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Vorrichtungen mit den Merkmalen (1 bis 13, 16) in gleicher Lage und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, daß ein Spann- und Verbindungsbolzen (5*;5**) vorgesehen ist, auf dem das erste Spannteil (31) und das zweite Spannteil (32) gelagert sind, daß der Spann- und Verbindungsbolzen (5*;5**) in seinem mittleren Teil eine Distanzhülse (14) trägt, die den vorgesehenen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Spannteil (31,32) herstellt, daß der Spann- und Verbindungsbolzen (5*;5**) und die Distanzhülse (14) gegen Verdrehen zueinander gesichert sind, und daß die Stellbewegung am ersten Spannteil (31) generiert wird.

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15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Spannteil (31) auf dem Spann- und Verbindungsbolzen (5*) durch ein Gewindebolzen-Mutter-System (5b,6) axial verschoben wird.

16. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Spannteil (31) auf dem Spann- und Verbindungsbolzen (5**) durch einen druckmittelbeaufschlagten Stellantrieb (16) axial verschoben wird.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den beiden Vorrichtungen über eine in dem Spann- und Verbindungsbolzen (5*,5**) angeordnete, auf der Seite des ersten Spannteils (31) aus der Anordnung herausgeführte Bohrung (5a*;5a**) mit der Umgebung verbunden ist.