DE9006288U1

DE9006288U1 - Formiergasgerät

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Publication number: DE9006288U1
Application number: DE9006288U
Authority: DE
Original assignee: AUSTENIT GESELLSCHAFT fur SCHWEISSTECHNISCHE BERATUNG und HANDEL MBH 4235 SCHERMBECK DE
Current assignee: AUSTENIT GESELLSCHAFT fur SCHWEISSTECHNISCHE BERATUNG und HANDEL MBH 4235 SCHERMBECK DE
Priority date: 1990-06-02
Filing date: 1990-06-02
Publication date: 1990-09-20
Anticipated expiration: 2000-06-03

Description

j; j Dipl.-lng. Josef Funken

Patentanwalt

HochstraBe 3 &thgr; ■ 4133 Neukirchen-Vluyn

Patentanwalt

Anwaltsakte 2347 GM 29. Mai 1990

Austenit Gesellschaft für schweißtechnische Beratung und Handel mbH
Im Heetwinkel 109

4235 SchermbecK

Formiergasgerät

Die Neuerung betrifft ein Formiergasgerät zum Anwenden beim Schweißen unter Formiergas und zum Bilden eines abgeschlossenen Raumes zwischen zwei mit axielem Abstand zueinander angeordneten Abschlußscheiben innerhalb einer Rohrleitung an der Stella, an der zwei mit ihren Enden gegeneinanderliegende Rohre unter Verwendung eines Schutz- bzw. Formiergases miteinander verschweißt werden, wobei an der Eingangsseite des Gerätes ein Gaseintrittskörper vorgesehen ist, der eine dem lichten Rohrdurchmesser angepaßte Abschlußscheibe trägt und einen Durchlaß für das Schutzgas von außen über einen Gasanschluß nach innen über Düsenöffnungen bildet, wobei an der Ausgangsseite des Gerätes ein Gasauslaßkörper vorgesehen ist, der eine dem lichten Rohrquerschnitt angepaßte Abochlüßscheibe trägt und einen Durchlaß für das Schutzgas von innen über wenigstens eine Auslaßbohrung nach außen über einen Auslaßkanal bildet, und wobei der Gaseintrittskörper und der Gasauslaßkörper über einen Distanzhalter zueinander

distanziert sind.

Beim Verschweißen von Rohren und Rohrformteilen miteinander, die aus ferritischen und austeniti sehen Stählen, also aus Edelstahlen bestehen, entstehen in der Umgebung der Schweißnaht AnI auf farber, üiese Bereiche werden durch das Schweißen korrosionsanfällig. Das trifft sowohl für Handschweiß-: g als auch für Automatenschweißuny zu.

Um beim Verschweißen von Rohrenden miteinander das Entstehen von Anlauffarben und damit die Neigung zur Korrosion zu verhindern, ist anschließend eine Bearbeitung der Umgebung der Schweißnaht mit einer entsprechend geeigneten Säure erforderlich, durch die die Widerstandsfähigkeit des Edelstahles gegen Korrosion wiederhergestellt wird. Eine derartige Nachbehandlung der Schweißnaht und der Umgebung der Schweißnaht ist bei Rohren an deren Außenumfang ohne besondere Schwierigkeiten möglich, eine solche Behandlung der entsprechenden Innenfläche der Rohre ist jedoch unter vertretbarem Aufwand nicht möglich.

Um im Innern des Rohres bein Schweißen eine Schutzgasatmosphäre zu schaffen und während des Schweißens aufrecht zu erhalten, ist ein Gerät bekannt, das zwei mit Abstand zueinander angeordnete Abschlußscheiben hat, die über einen Distanzhalter ir bestimmtem Alstand zueinander erhalten s^nd. Die Abschlußscheibe am Eingang dieses Gerätes ist auf einem Gaseintrittskörper angeordnet, in dem ein Einlaßkanal für von außt¹ zuzuführendes Schutzgas vorgesehen ist. Das Schutzgas tritt von außen her durch einen Nippel in den Einlaßkanal ein und verläßt den Einlaßkanal auf der Innenseite der Abschlußscheibe durch mehrere radiale Bohrungen eines Gasvertei1ors. Die Abscnlußscheibe am Ende des Gerätes ist auf einem Gasauslaßkörpe^ gelagert, der ebenfalls einen Gasdurchlaßkanal aufweist. Diese." Gasdurchlaßkanal ist über Aus 1 aßöf f nunaen mit rlpr äii-

ßeren Atmosphäre verbunden.

Bei diesem bekannten Gerät treten aus den einzelnen Bohrungen der Gasverteilerdüse scharfe Schutzgasstrahlen aus. Das führt zu Verwirbe1ungen und zu Toträumen innerhalb des Raumes zwischen den beiden Abschlußscheiben, se daß während des Schweißens noch Reste von Sauerstoff vorhanden sind, die mit dem erhitzten Stahl in unerwünschter Weise reaqieren, so daß sich Anlauffarben bilden und Korrosionsneigung entsteht.

Wegen der turbulenten Strömung des Schutzgases stellt sich ein großer Verbrauch an Schutzgas ein. Das bedeutet gleichzeitig, daß ab dem Beginn aes Spülens mit Schutzgas in dem Raum zwischen den beiden Abschlußscheiben eine relativ lange Zeitspanne verstreichen muß, bis mit den Schweißen begonnen werden kann.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formiergasgerät der einleitend genannten Art zu schaffen, mit den Anlauffarben und Korrosion beim Verschweißen von Rohrer und Rohrformteilen aus ferritischen und austeniti sehen Stählen zu vermeiden sind und eine hohe Qualität der Schweißnaht bei geringem Formiergasverbrauch gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gaseintrittskörper an seiner Innenseite mehrere Gaseintrittskanäle aufweist, an deren Eintrittsenden je eine für das Schutzgas durchlässige Sintermetal1-Linse angeordnet ist, daß an dem Gasauslaßkörper an seiner Innenseite wenigstens ein Gasauslaßkanal vorgesehen ist, in dem ein Druckventil angeordnet und an dessen Auslaßende eine für das Schutzgas durchlässige Sintermetal1-Linse vorgesehen ist und daß an dem Gaseintrittskörper und dem Gasauslaßkörper jeweils an deren Innenseiten je eine Ge-

windebohrung mit Innengewinde vorgesehen ist, in die der Distanzhaltereingeschraubtist.

Auf diese Weise gelangt man zu einem Formiergasgerät, mit dessen Hilfe Formiergas-Schweißen durchgeführt werden ' kann, ohne daß sich Anlauffarben bilden, wobei gleichzeitig Korrosiun zu vermeiden ist. Hinzu kommt, daß mit HiI- \ fe dieses Formiergasgerätes beim Schweißen eine hohe Zeiteinsparung möglich ist, da der durch das Formiergasgerät gebildete Raum schnell insgesamt mit Schutzgas bzw. Formiergas gefüllt ist und keine Sauerstoffreste in dem Raum verbleiben. Eine Nachbehandlung der Schweißnaht mit einer geeigneten Säure ist nicht erforderlich. Des weiteren ist hierdurch ein geringer Formiergasverbrauch bei gleichzeitig hoher Qualität der Schweißnaht gewährleistet.

Zweckmäßig hat der Gaseintrittskörper eine zentrale Längsbohrung, in die seitlich mehrere schräg angeo^rdnete Gaseintrittskanäle und von der Innenseite her eir.p koaxiale Gewindebohrung münden.

Die Eintrittskanäle können mit der zentralen Längsbohrung je einen Winkel von etwa 70° einschließen.

Es empfiehlt sich, drei Eintrittskanäle vorzusehen, die j in der Stirnansicht gesehen untereinander je einen Winkel | von 120° einschließen. I

Der Gaseintrittskörper kann auf seiner Innenseite einen |

sich nach innen hin konisch verjüngenden Kegelstumpf mit ;

einem Böschungswinkel von etwa 70° haben, in dessen Ke- |

gelstumpfflache die Einlaßbohrungen münden. I

% Das Gerät kann weiterhin so ausgebildet sein, daß der I

Gasauslaßkörper eine zentrale Längsbohrung hat, in die I

seitlich ein als Schrägbohrung ausgebildeter Gasauslaßkanal und von der Innenseite her eine koaxialp Gewindebohrung münden.

Dabei kann die Schrägbohrung mit der zentralen Längsbohrung einen Winkel von etwa 70° einschließen.

Weiterhin empfiehlt sich, daß der Gaseintrittskörper auf seiner Innenseite einen sich nach innen verjüngenden Kegelstumpf mit einem Böschungswinkel von etwa 70° hat, in dessen Mantelfläche die Schrägbohrung mündet.

In weiterer Ausgestaltung der Neuerung kann in der Schrägbohrung des Gasauslaßkerpers ein Druckventil vorgesehen und die Schrägbohrung mit einer für das Schutzgas durchlässigen Linse aus Sintermetall verschlossen sein.

Zweckmäßig kann am Ausgang der zentralen Längsbohrung des Gasauslaßkörpers ein Innengewinde vorgesehen sein, in das eine Zugöse mit e'ner Längsbohrung für das Schutzgas eingeschraubt ist.

Das Druckventil in der Schrägbohrung kann auf einen Überdruck von 2 bar ein_jstellt sein.

Die Dichtscheiben auf dem Gaseintrittskörper und dem Gasauslaßkörper können aus einem Silikon-Teflon-Gemisch bestehen und jede Dichtscheibe kann zwischen zwei im Durchmesser kleineren Halteplatten gehalten sein.

Der Distanzhalter zwischen dem Gaseintrittskörper und dem Gasauslaßkörper kann starr oder flexibel sein, jenachdem ob das Gerät in einem geraden oder einem gekrümmten Rohr verwendet wird.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich-

nung dargestellten Ausführungsbeispie1 es des näheren er-1 äutert. Es zeigt

Fig. 1 das neuerungsgema'i3 ausgebildete Formierqasgerät teilweise geschnitten innerhalb zweier geschnittener Rohrenden,

Fig. 2 Pin«³ Ansicht auf den in Figur 1 links darge
stellten Gaseintrittskörper,

Fig. 3 eine Ansicht auf Figur 2 in Richtung des Pfeiles III,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Figur 3,

Fig. 5 eine Ansicht auf den in Figur 1 rechts dargestellten Gasauslaßkörper,

Fig 6 eine Ansicht auf Figur 5 in Richtung des Pfeiles VI und

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Figur 6.

Auf einem Gaseintrittskörper 10 aus Edelstahl ist auf einer umlaufenden Rille 11 eine Absch1ußscneibe 12 angeordnet, die aus einer elastisch biegsamen mittleren Dichtschaibe 13 aus einem Silikon-Teflon-Gemisch und aus zwei Halteplatt &eegr; 14 und 15 aus Edelstahl besteht. Die Dichtscheibe 13 ist zwischen den zwei Halteplatten 14 und 15 gehalten, die mittels mehrerer Schrauben 16 und 17 miteinander verbunden sinu.

Der Gaseintrittskörper 10 hat einen mittleren zylindrischen Teil 18, an den sich nach rechts, also nach innen

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hin ein Kegelstumpf 19 anschließt. Auf der linken Seite der umlaufenden Rille 11, also nach außen hin sind ein Gewindeteil 20 und ein Nippel 21 angeordnet. Eine Spannmutter 22 ist auf dem Gewinde des Gewindeteils 20 fest gegen die Abschlußscheibe 12 gedreht, so daß die Abschlußscheibe 12 sicher zwischen der Spannmutter 22 und einer umlaufenden Schulter 23 des Gaseintrittskorpers 10 gehalten ist.

In dem Gaseintrittskörper 10 ist eine zentrale Längsbohrung 24 vorgesehen, die sich vom Anfang 25 des Nippels 21 bis zu einer etwa in der Mitte des Gaseintrittskorpers 10 befindlichen Verteilerstelle 26 erstreckt. Von der Verteilerstelle 26 aus zweigen von der zentralen Längsbohrung 24 drei schräg verlaufende Bohrungen 27, 28 und 29 ab, die die Gaseintrittskanäle bilden. Diese münden mit ihren Enden 30, 31 und 32 in der Mantelfläche des Ktjelstumpfes 19 des Gaseintrittskorpers 10. Die Schrägbohrungen 27,28 und 29 sind an ihren Enden 30, 31 und 32 mit Sintermetal1-Linsen 33, 34 für das Formiergas durchlässig verschlossen und mit 'nnengewinde 35 versehen.

Des weiteren zweigt von dem Abzweigpunkt 26 eine weitere zentrale Längsbohrung 36 mit Innengewinde 37 ab, in die ein Distanzhalter 38 mit passendem Außengewinde eingeschraubt ist.

Ein in Figir 1 rechts dargestellter Gasauslaßkörper 39 aus Edelstahl hat eine umlaufende Rille 40, auf der eine Abschlußscheibe 41 gelagert ist, die aus einer elastisch biegsamen mittleren Dichtscheibe 42 aus einem Silikon-Teflon-Gemisch und aus zwei äußeren Halteplatten 43 und 44 aus Edelstahl besteht. Die Dichtscheibe 42 ist zwischen den zwei Halteplatten 43 und 44 gehalten, die mittels mehrerer Schrauben 45 und 46 miteinander verbunden sind.

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De»· Gasauslaßkörper 39 hat einen zylindrischen Mittelteil 47, an den sich nach links, also nach innen hin ein Kegelstumpf 48 anschließt. Auf der rechten Seite der Rille 40, also nach außen hin ist ein Gewindeende 49 mit Außeng&iacgr;SfInde 50 vorgesehen, auf das eifte Sp&nnmjttev Sl aufgeschraubt ist, wobei zwischen der Sp&nnro"tter 51 und ei

umlauf enden Schulter 52 des Gasausl aßkörpe""S 39 tiie &Idigr; Abschlußscheibe 41 festgehalten ist. |

In dem Gasauslabkörper 39 ist eine axial verlaufende zentrale Längsbohrung 53 «nit Innengewinde 54 vorgesehen, von der an einem Abzweigpunkt 55 eine Schrägbohrung 56 mit Innengewinde 57 abzweigt. Außerdem zweigt von dem Abzweigpunkt 55 eine weitere axiale Längsbohrung 58 mit Innengewinde 59 ab, in die der Distanzhalter 38 eingeschraubt ist.

In der Schrägbohrung 56 ist ein Ventil 60 angeordnet, das auf einen Druck von 2 bar eingestellt ist. Am Ende 61 der Schrägbohrung 56 ist eine für das Schutzgas durchlässige Sintermetall-Linse 62 vorgesehen. In das äußere Ende der Bohrung 53 ist eine Öse 63 mit Außengewinde 64 eingeschraubt, die eine zentrale Bohrung 65 für das Schutzgas hat.

Der Böschungswinkel des Kegel stumpfes &Iacgr;9 des Gaseintrittskorpers 10 wie auch der Böschungswinkel des Kegelstumpfes 48 des Gasauslaßkörpers 39 betragen etwa 70°.

Die Schrägbohrunger 27, 28 und 29 schließen in der Draufsicht gemäß Figur 3 je einen Winkel von 120° ein.

Das vorstehend beschriebene Formi ergasgerä &igr;. ist in zwei einander gegenüberliegenden Rohrenden 68 und 69 eingesetzt. Die beiden Rohrenden 68 und 69 bilden zwischen sich einen engen Stoßschlitz 70, entlang dem die beiden

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Rohrenden 68 und 69 verschweißt werden. Zwischen den beiden Abschlußscheiben 12 und 41 ist ein abgeschlossener Raum 71 gebildet.

Bevor die beiden Rohrenden 68 und 69 entlang der Stoßsteile 70 miteinander verschweißt werden, wird an den Nippel 21 ein unter genügend hohem Druck stehendfei Schutzgas bzw. ein Formiergas anlesen lossen, das entlang der Pfeile 72 und 73 durch den Gasei n>.ri ttskörper 10 strömt und diesen durch die Sintermetal1-Linsen 33 unC ?^&Dgr; in einer laminr^er; Strömung in Richtung der Pfeile 74 und ji 75 verläßt. Nachdüi. si.:! ein Drutic von 2 bar in iiis Raum

'i ⁷I aufgebaut hat, strä.=. das Schutzgas entlang der Pfeile

§ 76 '"-urch di« Si ntermetal !-Linse ZZ und das Druckventil 60

si sowie durch die Schrägbohr-tr.ü "6 i Richtung der Pfeile

&psgr; 77, 78 und 79 in den äußeren Raum 80 auf der rechten Sei-

&. te der Abs~h1 ußscheibe 41. Ein Teil des Schutzgases

% strömt auch -urch den Stoßschlitz 70 in Richtung de-

Pfeile 81 und 82 nach außen.

Claims

- 10 Schutzansprüche

Formiergasgerät zum Anwenden beim Schweißen unter Formiergas und zum Bilden eines abgeschlossenen Raumes zwischen zwei mit axialem Abstand zueinander angeordneten Abschlußscheiben i...erhalb einer Rohrleitung an der Stelle, an der zwei mit ihren Enden geger.ei nanderliegende Rohre unter Verwendung eines Schutz- bzw. Formiergases miteinander verschweißt werden, wobei an der Eingangsseite des Gerätes ein Gaseintrittskörper vorgesehen ist, der eine dem lichten Rohrdurchmesser angepaßte Abschlußscheibe trägt und einen Durchlaß für das Schutzgas von außen über einen Gasanschluß nach innen über Düsenöffnungen bildet, wobei an der Ausgangsseite des Gerätes ein Gasauslaßkörper vorgesehen ist, der eine dem lichten Rohrquerschnitt angepaßte Abschlußscheibe trägt und einen Durchlaß für das Schutzgas von innen über wenigstens eine Auslaßbohrung nach außen über einen Auslaßkanal bildet, und wobei der Gaseintrittskörper und der Gasauslaßkörper über einen Distanzhalter zueinander distanzieii sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseintrittskörper (10) an seiner Innenseite mehrere Gaseintrittskanäle (27,28,29) aufweist, an deren Eintrittsenden (30,31,32) je eine für das Schutzgas durchlässige Sintermetal1-Linse (33,34) angeordnet is!, daß an dem Gasauslaßkörper (39) ?,, seiner Innenseite wenigstens ein Gasauslaßkanal (56) vorgesehen ist, in dem ein Druckver.ti 1 (60) angeordnet und an dessen Auslaßende (61) eine für Jas Schutzgas durchlässige Sintermetall-Linse (62) vorgesehen ist und daß an dem Gaseintrittskörper (10) un'⁴ dem Gasauslaßkörper (39) jeweils an deren Innenseiten je eine Gewindebohro,ng (36,58) vorgesehen ist, in die der Di sta.izha 1 ter (38) eingeschraubt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseintrittskörper (10) eine zentral·; Längsbohrung (24) hat, in die seitlich w'.,rere schräg angeordnete Gaseintrittskanäle (27,28,29) und von der Innenseite her eine koaxiale Grwindebohrung (36) münden.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskanäle (27,28,29) mit der zentralen Längsbohrung (24) je einen Winkel von etwa 70° einsch1i eßen .

4. Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Eintrittskanale (27,28,29) vorgesehen sind, <*ie in der Stirnansicht gesehen untereinander je einen Winkel von 120° einschließen.

*>. Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseintrittskörper (10) auf seiner Innenseite einen sich nach innen hin konisch verjüngenden Kegelstumpf (19) mit einem Böschungswinkel von etwa 70° hat, in dessen Kegelstumpffläche die Eintrittskanäle (27,28,29) münden.

6. Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasauslaßkörper eine zentrale Längsbohrung (53) hat, in die seitlich ein als Schrägbohrung (56) ausgebildeter Gasauslaßkanal (56) und von der Innenseite her eine koaxiale Gewindebohrung (58) münden.

7. Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägbohrung (56) mit der zentralen Längsbohrung (53) einen Winkel von etwa 70^c einschließt.

E. Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprü-

ehe, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasaustrittskörper (39) auf seiner Innenseite einen sich nach innen verjüngenden Kegelstumpf (48) mit einem Böschungswinkel von etwa 70° hat, in dessen Mantelflache die Schrägbohrung (56) mündet.

9. Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schrägbohrung (56) des Gasauslaßkörpers (39) ein Druckventil (60) vorgesehen und die Schragbohrung (56) mit einer für das Schutzgas durchlässigen Linse (62) aus Sintermetall verschlossen ist.

10. Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche-, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der zentralen Längsbohrung (53) des Gasauslaßkörpers (39) ein Innengewinde (54) vorgesehen i st ^ in das eine Zugöse (63) mit einer Längsbohrung (65) für das Schutzgas eingeschraubt ist.

11. Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil (60) in der Schrägbohrung (56) auf einen Überdruck von 2 bar eingestellt ist.

12. Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheiben (13,42) auf dem Gaseintrittskörper (10) und dem Gasauslaßkörper (39) aus einem Silikon-Teflon-Gemisch bestehen und jede Dichtscheibe (13,42) zwischen zwei im Durchmesser kleineren Halteplatten (14,15,43,44) gehalten i st.

13. Gerät nach wenigsten einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzhai- | ter (38) zwischen dem Gaseintrittskörper (10) und dem | Gasauslaßkörper (39) starr oder flexibel ist.