DEVICE FOR PASSING GAS INTO TWO PIPES TO BE JOINED BY WELDING, ESPECIALLY PIPES OF SMALL DIAMETER

Abstract: 1. A device for application of shielding gas to the area adjacent a joint between two tubes to be welded, in particular tubes of small diameter (1, 2), with a body (6, 19) of fine pored material which can be introduced to the portion of the joint where shielding gas shall be applied, a gas supply means (10, 11) which can be connected to that body and with supports sealing the interior of the tube, characterized in that the body (6, 19) is held between two disks (3, 4) which are continuously fitted at their circumference with lamellar brush means (7, 8), the lamellar brush means being fastened to segmental elements (22, 23) which are displaceably mounted in radial direction in the disks (3, 4).

Description: Vorrichtung zur Gasbeflutung von zwei miteinander zu schwei Senden, insbesondere kleinkalibrigen Rohren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gasbeflutung von zwei miteinander zu verschweissenden, insbesondere kleinkalibrigen Rohren, - mit einem in den zu beflutenden Rohrabschnitt einführbaren Körper aus feinporigem Material und einer daran anschliessbaren Gaszuführung. Bei der Herstellung von hochwertigen Rohrschweissverbindungen an niedrig- und hochlegierten Stählen wird Schutzgas verwendet, um das Verzundern der Schweissnähte und der Übergangszonen im Rohrinneren zu verhindern. In der Praxis wird dazu Schutzgas durch die zu verschweissenden Rohre hindurchgeleitet, oder es werden die Rohre beiderseits der Verbindungsstellen abgedichtet, so dass in den so entstandenen Hohlraum Schutzgas geleitet werden kann. Dabei muss immer soviel Schutzgas unter leichtem Druck nachgeliefert werden, wie aus den Undichtigkeitsstellen bzw. dem Luftspalt entweicht, damit keine Luft durch diese Öffnungen eindringt und die Wirkung d Schutzgases beeinträchtigt. Wichtig ist auch, dass sich innerhalb der miteinander zu ver schweissenden Rohre eine laminare Gasströmung ausbildet, damit nicht durch Turbulenzen und Druckschwankungen Luft beispielsweise durch den Spalt zwischen den beiden Rohren eingesaugt wird. Deshalb hat man in der Praxis eine Vorrichtung der ein gangs beschriebenen Gattung eingesetzt, bei der das Schutz gas durch die Gaszuführung einem Körper aus feinporigem Mate rial, insbesondere Sintermetall, zugeführt wird, durch den es in das Rohrinnere ausströmt. Nachteilig ist aber, dass bei der insoweit bekannten Technologie verhältnismässig grosse Gasmen gen benötigt werden und dass es häufig schwierig ist, die mit einander zu verbindenden Rohre an ihren Enden zu verlässig abzudichten. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, beim Verschweissen insbesondere kleinkalibriger Rohre den Gasverbrauch zu senken und die Qualität der Schweissnaht zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch gelost, dass der Körper zwischen zwei Scheiben gehalten ist, die an ihrem Umfang durchgehend mit Streifenbürsten besetzt sind. Die erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich ohne Schwierigkeiten in die miteinander zu verschweissenden Enden der Rohre derart einführen, dass die Scheiben sich über ihre umfangsseitigen Streifenbürsten an der Innenseite der Rohre abstützen. Damit wird zunächst eine Zentrierung des Körpers in den Rohren erreicht. Damit wird aber auch eine wesentliche Verkleinerung des mit Schutzgas zu füllenden Raumes erreicht, denn die Streifenbürsten dienen nicht nur zur Zentrierung und Abstützung der Vorrichtung, sondern auch zur Abdichtung des so gebildeten Schutzgasraumes, weil sie gleichsam ein Labyrinth bilden, welches dem Schutzgas einen erhöhten Strömungswiderstand entgegensetzt. Infolgedessen können bei Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung erhebliche Schutzgasrnengen eingespart werden, und die Qualität der Schweissung wird auch verbessert, weil die klffleEnen Abmessungen des Schutzgasraumes die Ausbildung einer laminaren Strömung begünstigen, wodurch im Ergebnis ein unerwünschter Lufteinbruch vermieden wird. Streifenbürsten sind handelsübliche Bauelemente, die sich ohne Schwierigkeiten mit dem Umfang der Scheiben verbinden lassen. Vorzugsweise sollten Streifenbürsten verwendet werden, die Fasern aus einem Cr-Ni-Stahl aufweisen. Wenn die Dichte der Fasern nicht ausreichend sein sollte, um einen hinreichenden Strömungswiderstand zu bilden, können die Scheiben an ihrem Umfang auch mit mehreren Reihen Streifenbürsten besetzt sein. Eine praktische Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben Kreisringscheiben sind, die an ihrem inneren Umfang über einen rohrförmigen Steg gasdicht miteinander verbunden sind, und dass zwischen den Kreisringscheiben ein rohrförmiger Abschnitt aus dem feinporigen Material angeordnet ist, wobei die Gaszuführung in einer Kreisringscheibe oder im rohrförmigen Steg mündet. Dabei wird zwischen Scheiben, Steg und rohrförmigem Abschnitt aus feinporigem Material ein Ringraum gebildet, dem das Gas zugeführt wird und aus dem es durch den rohrförmigen Abschnitt aus dem feinporigen Material in einen Schutzraum austreten kann, der zwischen diesem Abschnitt, den beidseits davon angeordneten Streifenbürsten und der Innenseite des Rohres gebildet ist. Insbesondere kann die Gaszuführung dann an einen innerhalb des rohrförmigen Stegs angeordneten Verteiler anschliessbar sein, von dem im wesentlichen radiale Verteilerleitungen zum rohrförmigen Steg ausgehen. Bei einer anderen Ausführung können die Scheiben Yollscheiben sein, die über ein im wesentlichen mittig angeordnetes Rohr miteinander verbunden sind, welches an einem Ende geschlossen und mit dem anderen Ende an die Gaszuführung anschliessbar ist, wobei der Körper aus feinporigem Material das Rohr umgibt und das Rohr im Bereich des Körpers Öffnungen für den Gasdurch tritt aufweist. Insbesondere kann der Körper ein Hohl körper sein. Auch bei dieser Ausführung strömt das Gas durch das Rohr und dessen Durchlassöffnungen in den Hohl körper oder in das feinporige Material und aus diesem in den Schutzraum, der zwischen den Scheiben, den Streifenbürsten und dem Rohrinneren gebildet ist. Die Zentrierung der Vorrichtung und die Abstützung der Vor richtung im Rohrinneren kann noch verbessert werden, wenn an wenigstens eine der Scheiben aussenseitig ein Bügel oder ein Bügel kreuz mit sich im wesentlichen rechtwinklig zur Scheiben ebene erstreckenden Federzungen angeschlossen ist, wobei die Enden der Federzungen einen Durchmesser aufspannen, der im wesentlichen dem Aussendurchmesser der Streifenbürsten entspricht. Dann übernehmen die Federzungen die Abstützung und Zentrierung der Vorrichtung im Rohrinneren, während die Streifenbürsten durch Stützkräfte nicht mehr oder weniger belastet werden, so dass sie ihre Dichtfunktion besser erfüllen können. Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Streifenbürsten an Segmenten befestigt sind, die in radialer Richtung verschieblich an den Scheiben angebracht sind. Dann kann die Vorrichtung auf einfache Weise an unterschiedliche Rohrkaliber angepasst werden. Insbesondere können die Segmente Langlöcher für zugeordnete Befestigungsschrauben aufweisen, mit denen die Segmente an den Scheiben fixiert werden. Sind mehrere Reihen Streifenbürsten vorhanden, dann emp fehlt es sich, die Segmente versetzt zueinander anzuordnen, um den Schutzgasverlust gering zu halten. Eine weitere Reduzierung des Schutzgasverlustes ist dann möglich, wenn zwischen den Reihen der Streifenbürsten eine Ringscheibe aus einem nachgiebigen, hitzebeständigen Material, insbesondere aus einem Keramikgewebe, angeordnet ist, welche auch bei grossen Druckdifferenzen im Bereich der Vorrichtung sicherstellt, dass nur wenig oder gar kein Schutzgas aus dem Schutzgasraum entweichen oder Luft in den Schutzgasraum eindringen kann. Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläuter; es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung und teilweise geschnit ten die Enden zweier miteinander zu verschweissender Rohre mit einer Vorrichtung zur Gasbeflutung, Fig. 2 eine andere Ausführung des Gegenstandes nach Fig. 1, Fig. 3 teilweise einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführung des Gegenstandes nach Fig. 1, Fig. 4 teilweise eine axiale Draufsicht auf den Gegen stand nach Fig. 3. In der Zeichnung sind die Enden 1, 2 von zwei miteinander zu verschweissenden Rohrabschnitten dargestellt. Die Rohrabschnitte sollen unter Schutzgas verschweisst werden. In das Innere der Enden 1, 2 ist eine Vorrichtung zur Gasbeflutung eingesetzt, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus zwei im Abstand voneinander angeordneten kreisringförmigen Scheiben 3, 4 besteht, die an ihrem inneren Umfang über einen rohrför- migen Steg 5 gasdicht miteinander verbunden sind und zwischen denen im Bereich des äusseren Umfanges ein rohrförmiger Abschnitt 6 aus Sintermetall angeordnet ist. Die Scheiben 3, 4 und der Steg 5 bestehen aus Metall. Der äussere Umfang der Scheiben 3, 4 ist jeweils durchgehend mit Streifenbürsten 7, 8 besetzt, die Fasern aus einem Cr-Ni-Stahl besitzen. Über die Streifenbürsten 7, 8 stützt sich die Vorrichtung an der Innenseite der Rohre ab. Ausserdem begrenzen die Streifenbürsten 7, 8 einen Ringraum 9, der im übrigen zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 6 aus Sintermetall und der Innenseite der Rohre gebildet ist. Über einen Schlauch 10, der auf einen Stutzen 11 aufgeschoben ist, wird das Schutzgas einem etwa mittig angeordneten Verteiler 12 zugeführt, von dem im wesentlichen radiale Verteilerleitungen 13 ausgehen, die am rohrförmigen Steg 5 enden und damit in einen Ringraum 14 münden, der zwischen den Scheiben 3, 4, dem Steg 5 und dem Abschnitt 6 aus Sintermetall gebildet ist. Das Schutzgas strömt aus dem Ringraum 14 durch das Sintermetall des rohrförmigen Abschnitts 6 in den äusseren Ring raum 9, wo sich eine laminare Strömung ausbildet. Das Schutzgas im Ringraum 9 verhindert, dass Luft durch den Schweissspalt 15 in den-Ringraum 9 eingesaugt wird. Die Streifenbürsten 7, 8 bilden gleichsam ein Labyrinth mit hohem Strömungswiderstand für das Schutzgas, so dass der Schutzgasverbrauch gering bleibt Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Die Scheiben 3, 4 sind in diesem Fall Voll scheiben, die an ihrem Aussenumfang mit jeweils zwei nebeneinanderliegenden Reihen von Streifenbürsten-7, 8 durchgehend besetzt sind. Die beiden Scheiben 3, 4 sind mit gegenseitigem Abstand auf einem mittig angeordneten Rohr 16 mit Hilfe von Muttern 17 verspannt. Das Rohr 16 ist an dem in Figur 2 rechten Ende 18 geschlossen und bildet an dem in Figur 2 linken Ende den Stutzen 11 für den Anschluss des Schlauches 10. Zwischen den beiden Scheiben 3, 4 ist auf das Rohr 16 ein Hohl körper 19 aufgesetzt, der das Rohr 16 umgibt und dadurch einen inneren Ringraum 14 bildet. Der Hohl körper 19 besteht aus einem Sintermetall. Das Rohr 16 weist im Inneren des Hoh1körpers#l9 Öffnungen 20 für den Gasdurchtritt auf. Dementsprechend kann das durch den Schlauch 10 herangeführte Schutzgas durch den Stutzen 11, das Rohr 16, die Öffnungen 20 in den Ringraum 14 und von dort durch den Hohl körper 19 in den äusseren Ringraum 9 strömen. Im äusseren Ringraum 9 bildet sich wiederum eine laminare Gasströmung auf, die Lufteinbrüche durch den Schweissspalt 15 verhindert. Die in der Figur 2 rechte Scheibe 4 trägt an ihrer Aussenseite einen Bügel oder ein Bügel kreuz mit davon abgewinkelten Federzungen 21, die sich an der Innenseite des Rohres abstützen und die Vorrichtung zentrieren bzw. halten. Dadurch werden die Streifenbürsten 7, 8 von Stützkräften entlastet. Nicht dargestellt ist, dass auch die andere Scheibe 3 aussenseitig einen Bügel oder ein Bügel kreuz mit Federzungen 21 tragen kann. Die Federzungen 21 spannen jedenfalls einen Durchmesser auf, der im wesentlichen dem Aussendurchmesser der Streifenbürsten 7, 8 entspricht, so dass die Streifenbürsten 7, 8 beim Einsetzen der Vorrichtung und bei eingesetzter Vorrichtung nur wenig verformt werden. In den Figuren 3 und 4 ist dargestellt, dass die Streifenbürsten 7, 8 auch am Aussenumfang von Segmenten 22, 23 befestigt sein können, die ihrerseits radial verschieblich an der Scheibe 3 bzw. 4 angebracht sind. Dazu weisen die Segmente 22, 23 jeweils Langlöcher 24, 25 für zugeordnete Befestigungsschrauben 26 auf, mit denen die Segmente 22, 23 an der jeweiligen Scheibe 3 bzw. 4 befestigt sind. In Figur 3 sind wiederum zwei Reihen Streifenbürsten 7, 8 dargestellt, die jeweils den gleichen Umfang aufspannen. In Figur 4 sind die Segmente 22, 23 aus Gründen besserer Übersicht radial zueinander versetzt angeordnet. Es versteht sich, dass im Betriebszustand die Streifenbürsten 7, 8 jeweils den gleichen Umfang aufspannen. Aus Figur 4 entnimmt man auch, dass die Streifenbürsten 7, 8 und ihre zugeordneten Segmente 22, 23 in Umfhngsrichtung zueinander versetzt sind, um den Schutzgasverlust gering zu halten. Ferner ist in Figur 3 angedeutet, dass zwischen den beiden Reihen der Streifenbürsten 7, 8 auch eine Ringscheibe 27 aus einem nachgiebigen, hitzebeständigen Keramikgewebe an geordnet sein kann. Diese Ringscheibe 27 übernimmt zusätz liche Dichtungsfunktionen bei grossen Druckdifferenzen im Bereich der Vorrichtung.

Claims: Ansprtiche 1. Vorrichtung zur Gasbeflutung von zwei miteinander zu verschwei Benden, insbesondere kleinkalibrigen Rohren, - mit einem in den zu beflutenden Rohrabschnitt einführbaren Körper aus fein porigem Material und einer daran anschliessbaren Gaszuführung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Körper (6, 19) zwischen zwei Scheiben (3, 4) gehalten ist, die an ih rem Umfang durchgehend mit Streifenbürsten (7, 8) besetzt sind. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Scheiben (3, 4) an ihrem Umfang mit mehreren Reihen Streifenbürsten (7, 8) besetzt sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Scheiben(3, 4) Kreisring scheiben sind, die an ihrem inneren Umfang über einen rohrför migen Steg (5) gasdicht miteinander verbunden sind, und dass zwischen den Kreisringscheiben ein rohrförmiger Abschnitt (6) aus dem feinporigen Material angeordnet ist, wobei die Gaszuführung in einer der Kreisringscheiben oder im rohrför migen Steg (5) mündet. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gaszuführung an einen innerhalb des rohrförmigen Stegs (5) angeordneten Verteiler (12) anschliessbar ist, von dem im wesentlichen radiale Verteilerleitungen (13) zum Inneren des rohrförmigen Stegs (5) ausgehen. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Scheiben (3, 4) Voll scheiben sind, die über ein im wesentlichen mittig angeordnetes Rohr (16) miteinander verbunden sind, welches an einem Ende (18) ge schlossen und mit dem anderen Ende (11) an die Gaszuführung (10) anschliessbar ist, dass der Körper (19) aus feinporigem Material das Rohr (16) umgibt und dass das Rohr (16) im Bereich des Kör pers (19) Öffnungen (20) für den Gasdurchtritt aufweist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Körper (19) ein Hohikörper ist. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an wenigstens eine der Scheiben (4) aussenseitig ein Bügel oder ein Bügel kreuz mst sich im we sentlichen rechtwinklig zur Scheibenebene erstreckenden Feder zungen (21) angeschlossen ist, wobei die Enden der Federzungen (21) einen Durchmesser aufspannen, der im wesentlichen dem Aussendurchmesser der Streifenbürsten (7, 8) entspricht. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das feinporige Material ein Sintermetall ist. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Streifenbürsten (7, 8) Fasern aus Cr-Ni-Stahl aufweisen. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Strei fenbürsten (7, 8) an Segmenten (22, 23) befestigt sind, die in radialer Richtung verschieblich an den Scheiben (3, 4) angebracht sind. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Segmente (22, 23) Lang löcher (24, 25) für zugeordnete Befestigungsschrauben (26) aufweisen. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei mehreren Reihen Streifenbürsten (7, 8) die Segmente (22, 23) versetzt zueinander angeordnet sind. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen den Reihen der Streifenbürsten (7, 8) eine Ringscheibe (27) aus einem nachgiebigen hitzebeständigen Material angeordnet ist. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ringscheibe (27) aus einem Keramikgewebe besteht.

Inventors: ADAM JOSEF, ADAM, JOSEF
Applicants: ADAM DETLEV FRANZ JOSEF, ADAM IRMGARD, ADAM MARKUS
Application year: 1983
Main classification: B23K9
IPC codes: B23K9