DE102005032930B4

DE102005032930B4 - Vorrichtung zur Gasbeflutung

Info

Publication number: DE102005032930B4
Application number: DE200510032930
Authority: DE
Inventors: Werner Jankus
Original assignee: Individual
Current assignee: Industriebedarf und Schweisstechnik Erika Jank De
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-07-15
Also published as: DE102005032930A1; DK200600907A

Abstract

Vorrichtung zur Gasbeflutung von zwei miteinander zu verschweißenden rohrförmigen Elementen, mit einem in den Verbindungsbereich der beiden rohrförmigen Elemente einführbaren Gaszuführkörper und mit beiderseits des Gaszuführkörpers angeordneten nabenförmigen Elementen, auf denen jeweils gegen das Innere des jeweiligen rohrförmigen Elementes abdichtende, nachgiebige, scheibenförmige Dichtelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf jedem nabenförmigen Element (6, 7) jeweils wenigstens zwei voneinander beabstandete Dichtelemente (10) angeordnet sind, welche jeweils einen inneren ringförmigen metallischen Kern (11) und einen äußeren Scheibenkörper (12) aus einem elastomeren Material aufweisen, wobei der Scheibenkörper (12) des jeweiligen Dichtelementes (10) eine einzige umlaufende, sich radial nach außen verjüngende Dichtlippe (13) aufweist, und wobei zwischen den Dichtelementen (10) Distanzringe (24) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gasbeflutung von zwei miteinander zu verschweißenden rohrförmigen Elementen, mit einem in den Verbindungsbereich der beiden rohrförmigen Elemente einführbaren Gaszuführkörper und mit beiderseits des Gaszuführkörpers angeordneten nabenförmigen Elementen, auf denen jeweils gegen das Innere des jeweiligen rohrförmigen Elementes abdichtende, nachgiebige, scheibenförmige Dichtelemente angeordnet sind.

Solche Vorrichtungen werden z.B. bei der Herstellung von hochwertigen Schweißverbindungen zwischen Rohren und/oder Behältern an niedrig- und hochlegierten Stählen eingesetzt, um einem begrenzten Rohrabschnitt im Bereich der herzustellenden Schweißnaht ein Schutzgas zuzuführen, welches das Verzundern der Schweißnaht und der Übergangszonen verhindert.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus DE 37 28 184 C2 bekannt. Diese Vorrichtung weist Dichtscheiben aus einem temperaturbeständigen Silikonkautschuk auf, wobei jede Dichtscheibe zwei gegen die Rohr- oder Behälterinnenseite abdichtende Dichtlippen aufweist. Der Gasanschluss des Gaszuführkörpers befindet sich auf einer Seite der Vorrichtung, der Gasauslass auf der anderen Seite. Zur Vorbereitung des Schweißvorganges wird zunächst der zwischen den beiden Stützen befindliche Raum mit Schutzgas gespült, um dort vorhandenen Sauerstoff auszu treiben. 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.

Aus EP 1 116 544 B1 ist eine weitere gattungsgemäße Vorrichtung dieser Art bekannt. Auch diese Vorrichtung weist Dichtscheiben aus einem hitzebeständigen Silikonkautschuk auf, die jeweils auf einem Nabenkörper angeordnet sind, welche beiderseits des Gaszuführkörpers vorgesehen sind. Beide Vorrichtungen haben sich in der Praxis bewährt. Allerdings sind die Dichtelemente noch verbesserungswürdig, weil sie relativ aufwändig und damit kostenintensiv sind. Außerdem sind sie wegen ihrer speziellen Geometrie nicht variabel einsetzbar.

Aus DE 20 2004 019 719 U1 ist eine Vorrichtung zur Gasbeflutung von zwei miteinander zu verschweißenden Rohren mit einem Gaszuführungskörper bekannt, der auf einem mehrstückig ausgebildeten, einteiligen rohr- bzw. nabenförmigen Element angeordnet ist, auf dem weiterhin seitlich jeweils Dichtelemente angeordnet sind. Dabei sind diese Dichtelemente zweiteilig ausgebildet, nämlich mit einem inneren Kern und einem äußeren Scheibenkörper aus einem elastomeren Material. Dieser Scheibenkörper weist zwei Dichtwülste auf, was die Gestaltung dieses Bauteiles sehr aufwändig macht. Mehrteilige Dichtelemente für andere Anwendungszwecke sind grundsätzlich aus DE 102 06 624 A1 und DE 198 39 502 A1 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter zu entwickeln, dass der Aufbau der Dichtelemente wesentlich vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf jedem nabenförmigen Element jeweils wenigstens zwei voneinander beabstandete Dichtelemente angeordnet sind, welche jeweils einen inneren ringförmigen metallischen Kern und einen äußeren Scheibenkörper aus einem elastomeren Material aufweisen, wobei der Scheibenkörper des jeweiligen Dichtelementes eine einzige umlaufende, sich radial nach außen verjüngende Dichtlippe aufweist, und wobei zwischen den Dichtelementen Distanzringe angeordnet sind.

Durch diese Gestaltung wird der Herstellungs- bzw. Materialaufwand deutlich verringert, da die Dichtelemente nicht mehr vollständig aus einem elastomeren Material, insbesondere Silikonkautschuk oder dgl., bestehen, sondern einen inneren metallischen Kern (vorzugsweise aus Edelstahl) aufweisen. Durch diese Gestaltung werden nicht nur die Herstellungs- und Materialkosten verringert, sondern die Stabilität der Dichtelemente im Kernbereich wird vergrößert. Ferner ist von wesentlichem weiteren Vorteil, dass die Gestaltung der Dichtelemente es ermöglicht, für den jeweiligen Einsatzzweck der Vorrichtung grundsätzlich beliebig viele einzelne Dichtelemente nebeneinander auf dem jeweiligen nabenförmigen Element anzuordnen, so dass diese Dichtelemente als Standardbauteile verwendet werden können und es keiner für den jeweiligen Anwendungszweck angepasster spezieller Dichtelemente bedarf. Durch geeignete Auswahl der Distanzringe bzw. deren Breite können die Dichtelemente im jeweils gewünschten Abstand angeordnet werden. Durch die Verjüngung der Dichtringe nach außen kann sich das jeweilige Dichtelement außenseitig besonders flexibel und dichtend an die jeweilige Rohrwandung anlegen.

Bevorzugt ist der metallische Kern des jeweiligen Dichtelementes in den Scheibenkörper eingesetzt. Dies kann z.B. durch Umspritzen des metallischen Kerns geschehen.

Es kann auch vorgesehen sein, dass der Scheibenkörper des jeweiligen Dichtelementes auf den ringförmigen metallischen Kern aufvulkanisiert ist.

Wie an sich bekannt, besteht der jeweilige Scheibenkörper bevorzugt aus Silikon, insbesondere Silikonkautschuk.

Um die Vorrichtung auch für gekrümmte Rohrabschnitte geeignet zu machen, ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass die beiden nabenförmigen Elemente über einen Universalgelenkkörper miteinander verbunden sind.

Dieser Universalgelenkkörper ist dabei bevorzugt als Wendelwellschlauch ausgebildet, welcher vorzugsweise durch eine Drahtgewebeklöppelung verstärkt ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft nähert erläutert. Diese zeigt in
1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Gasbeflutung in zwei miteinander zu verschweißenden Rohrabschnitten,
2 eine Seitenansicht eines Dichtelementes der Vorrichtung und in
3 einen Schnitt durch das Dichtelement nach 2.
In der 1 sind zwei Enden 1, 2 von miteinander zu verschweißenden 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.
In das Innere der beiden Enden 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 dient dementsprechend als allseitige Gasaustrittsfläche 5. 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 beim Ausführungsbeispiel mit dem nabenförmigen Element 6 verbunden, beispielsweise in diesen eingeschraubt. Das nabenförmige Element 6 mit dem Gaszuführkörper 4 ist über einen Universalgelenkkörper 8, der vorzugsweise als Wendelwellschlauch ausgebildet ist, mit dem nabenförmigen Ele ment 7 verbunden. Dazu weist der hohle Wendelwellschlauch 8 Einschraubenden 9 auf. Anstelle des dargestellten Wendelwellschlauches 8 können selbstverständlich auch andere geeignete, eine Gasdurchleitung ermöglichende Universalgelenkkörper verwendet werden. Der Wendelwellschlauch 8 ist bevorzugt mit einer Drahtgewebeumklöppelung 8a verstärkt.
Wesentlich ist nun, dass auf den nabenförmigen Elementen 6, 7 jeweils beabstandet voneinander eine Mehrzahl von allgemein mit 10 bezeichneten scheibenförmigen Dichtelementen angeordnet sind, die vorzugsweise mit Hilfe von ebenfalls auf den nabenförmigen Elementen 6, 7 angeordneten Distanzringen 24 beabstandet voneinander sind. Der Aufbau der Dichtelemente 10 geht am besten aus den 2 und 3 hervor. Jedes Dichtelement weist einen inneren metallischen Kern 11 auf, der beispielsweise aus Edelstahl besteht und einen äußeren Scheibenkörper 12 aus einem elastomeren Material, vorzugsweise einem hitzebeständigen Silikonkautschuk. Dabei ist, wie am besten aus 3 erkennbar, der metallische Kern 11 in eine entsprechende Ausnehmung des Scheibenkörpers 12 eingesetzt bzw. der Scheibenkörper 10 wird durch Umspritzen des Kernes 11 hergestellt. Außenseitig weist der Scheibenkörper 12 eine umlaufende, sich radial nach außen verjüngende Dichtlippe 13 auf.
Wie 1 zeigt, ist es beim dargestellten Ausführungsbeispiel aufgrund der Abmessungen der nabenförmigen Elemente 6, 7 möglich, auf den nabenförmigen Elementen durch die Distanzrin ge 11 beabstandet voneinander vier derartige Dichtelemente 10 aufzusetzen. Bei kürzeren oder längeren nabenförmigen Elementen 6, 7 können selbstverständlich auch weniger oder mehr Dichtelemente 10 eingesetzt werden.
Zur Zuführung von Gas, beispielsweise Schutzgas, in den Gaszuführkörper 4 ist im nabenförmigen Element 7 eine Gasleitung 14 ausgebildet, die sich mittig durch das nabenförmige Element 7 erstreckt und sich bis zu einem am rechten Ende des nabenförmigen Körpers 7 vorgesehenen Gasanschluss 15 fortsetzt.
Vom Gasanschluss 15 strömt Schutzgas durch die Gasleitung 14, den Wendelwellschlauch 8 in das Innere des Gaszuführkörpers 4 und wird über dessen Gasaustrittsfläche 5 in den mit Gas zu beflutenden Raum abgegeben. Das aus der Gasaustrittsfläche 5 ausströmende Schutzgas spült bzw. beflutet den Raum zwischen den beiden nabenförmigen Elementen 6, 7 und gelangt über Öffnungen 16 in einen die Gasleitung 14 umgebenden Ringkanal 17 des nabenförmigen Elementes 7. Aus diesem Ringkanal 17 gelangt das ausströmende Gas über Öffnungen 18 zu einem Gasaustritt 19.
In den Ringkanal 17 erstreckt sich bevorzugt eine Sonde 20, die an einem im Ringkanal 17 befindlichen Ende 21 abgeschrägt ist und deren anderes Ende außerhalb des nabenförmigen Elementes 7 einen Anschluss 22 für ein nicht dargestelltes Sauerstoffmessgerät trägt. Über die Sonde 20 wird im Sauerstoff messgerät ständig eine der Kapazität des Sauerstoffmessgerätes entsprechende Teilmenge des aus dem gespülten bzw. befluteten Raum zwischen den nabenförmigen Elementen 6, 7 ausströmenden Gases zugeführt, wodurch eine ständige Messung des Sauerstoffgehaltes in diesem Raum möglich ist.
Wenn der Schweißvorgang beendet und die Schweißfuge 3 durch eine Schweißnaht geschlossen ist, kann die Vorrichtung mit einem an einer Öse 23 des nabenförmigen Elementes 7 angeschlossenes 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 6, 7 und den Rohrinnenseiten aufgehoben wird.

Claims

Vorrichtung zur Gasbeflutung von zwei miteinander zu verschweißenden rohrförmigen Elementen, mit einem in den Verbindungsbereich der beiden rohrförmigen Elemente einführbaren Gaszuführkörper und mit beiderseits des Gaszuführkörpers angeordneten nabenförmigen Elementen, auf denen jeweils gegen das Innere des jeweiligen rohrförmigen Elementes abdichtende, nachgiebige, scheibenförmige Dichtelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf jedem nabenförmigen Element (6, 7) jeweils wenigstens zwei voneinander beabstandete Dichtelemente (10) angeordnet sind, welche jeweils einen inneren ringförmigen metallischen Kern (11) und einen äußeren Scheibenkörper (12) aus einem elastomeren Material aufweisen, wobei der Scheibenkörper (12) des jeweiligen Dichtelementes (10) eine einzige umlaufende, sich radial nach außen verjüngende Dichtlippe (13) aufweist, und wobei zwischen den Dichtelementen (10) Distanzringe (24) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Kern (11) des jeweiligen Dichtelementes (10) in den Scheibenkörper (12) eingesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (12) des jeweiligen Dichtelementes (10) auf den ringförmigen metallischen Kern (11) aufvulkanisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Scheibenkörper (12) aus Silikon besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden nabenförmigen Elemente (6, 7) über einen Universalgelenkkörper (8) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Universalgelenkkörper (8) als Wendelwellschlauch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wendelwellschlauch (8) durch eine Drahtgewebeumklöppelung (8a) verstärkt ist.