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Verfahren und Stützring zur Herstellung einer Rohr-Schwe#er
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bindung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
einer Rohr-Schweißverbtndung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Sie dient insbesondere zum Verbinden von Abschnitten des medienführenden,
ringgewellten Innenrohres eines trommelbaren Fernwärmeleitungs-Verbundrohres mit
thermischer Isolierung zwischen Innen- und Außenrohr.
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Im Zuge der Bemühungen zur Einsparung von Heizenergie werden in zunehmendem
Maße E#ernwärmeleitungs-Verbundrohre mit einer thermischen Isolierung zwischen Innen-
und Außenrohr eingesetzt, die in regionalen Bereichen jeweils eine zentrale Wärmequelle,
z.B. unter Benutzung der Abwärme von Kraftwerken, Industrieanlagen oder dergleichen,
mit den zentralen Heizsystemen der umliegenden Gebäude einer solchen Region verbinden
und diese so auf kostensparende Weise mit Heizenergie versorgen.
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Zum Verbinden derartiger starrer Rohre, die in Längen bis zu 15 m
an die Montagestelle angeliefert, und dort miteinander verbunden werden, ist aus
DE-GM 78 11 209 bekannt, daß man zunächst das Außenrohr absetzt und die Schaumstoffisolierschicht
von dem Innenrohr entfernt, wonach Uber eines der Leitungsrohrenden
ein
Muffenrohr geschoben und die Innenrohre fluiddicht durch Schweißen miteinander verbunden
werden. Sehließlich wird nach der Wiederherstellung der Wärmeisolierung das Dquffenrohr
über die Verbindungsstelle geschoben und an seinen beiden Enden dicht mit dem betreffenden
Abschnitt des Außenrohres verbunden Die Durchführung einer derartigen Schweißverbindung
des Innenrohres führt jedoch zu erheblichen Schwierigkeiten, wenn es sich hierbei
nicht um ein starres Glattrohr sondern um ein Wellrohr handelt Wegen der #öglichke#t,
gewellte Fernwa#rmeleitungs-Verbundrohre in großen Längen herzustellen und - ähnlich
elektrischen Kabeln -auf Trommeln zum Montageort zu transportieren, werden diese
für den vorausgehend beschriebenen Zweck bevorzugt. Diese müssen aber ebenfalls9
obgleich in wesentlich größeren Abständen, drucks und gasdicht miteinander verbunden,
sowie mit ihren Enden an Anschlußarmaturen der zu versorgenden Heizungsnetze angeschlossen
werden Dies brachte bisher erhebliche Schwierigkeiten mit sich.
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Hierzu ist aus DE-OS 27 O5 742 eine Armatur für derartige Leitungsrohre
bekannt geworden, bei der auf das schraubenlinienförmig gewellte Außenrohr eine
mit einem Gewindegang versehene metallische Buchse aufgeschraubt ist. Diese ist
mit dem Ende des Innenrohres stirnseitig verschwei13t, wobei in den stirnseitigen
Bereich dieser Buchse eine Edelstahlbuchse eingesetzt ist, die an ihrem äußeren
Umfang mit der besagten Buchse und an ihrem inneren Umfang mit dem Innenrohr sttrnseitig
verschweißt ist.
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Hierzu ist es jedoch erforderltch, daß das Innenrohr zumindest im
Bereich der Edelstahlbuchse entwellt ist, welche in die Buchse eingeschraubt sowie
flanschartig ausgebildet sein kann.
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Hierbei ist ihr Flansch mit der vorgenannten Buchse verschweißt, die
ihrerseits mit einem Absatz als Anlage für einen RtngRlanseh einer üblichen Flansch-Schraubverbindung
ausgebildet ist. Die beschriebene Aramtur eignet sich nur für solche Fernwärme-Verbundrohre,
deren Außenrohr mit einer Spiralwellung versehen ist
und sie ist
überdies kostenaufwendig in der Herstellung und erfordert große Sorgfalt bei ihrer
Montage, Schließlich ist auch noch aus DE-OS 26 10 297 ein Verfahren zur Herstellung
einer unlösbaren Verbindung zwischen zwei schraubenlinienförmig gewellten Metallrohren
bekannt, bei dem auf jedes Rohrende ein mit einem der Wellung angepaßten Grobgewinde
versehener Flansohteller aufgeschraubt wird, bis das Rohrende um mindestens etne
Wellenkuppe herausragt, und anschließend die Flanschteller mechanisch fest miteinander
verbunden werden.
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Hierbei ist vorgesehen, daß die Wellung aus den herausragenden Rohrenden
herausgeformt wird, die Rohrenden stirnseitig geglättet und miteinander druckdicht
verlötet oder verschweißt werden und anschließend die mechanische Verbindung der
Flanschteller so vorgenommen wird, daß die Verbindungsnaht kräftefrei ist. Auch
dieses Verfahren eignet sich nur für die Verbindung spiralgewellter Rohre, sie ist
jedoch für die Verbindung rtnggewellter Rohre völlig ungeeignet. Um solche Rohre
miteinander oder mit einer Anschlußarmatur zu verbinden, mußte bisher das betreffende
Rohrende entwellt, d.h. zum Glattrohr umgeformt werden, damit dieses in der üblichen
Weise durch Schweißung verbunden werden kann.
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Für das problemlose Verschweißen der Enden von Glattrohren ist ein
Rohrschweißautomat bekannt geworden (Werbeschrift Reg.-Nr. 31 3 der Firma ESAB Göteborg
Schweden#1der als Führung für eine über die herzustellende Schweißnaht herum bewegbare
Elektrode ein Rohrschwetßwerkzeug umfaßt, das neben dem zu verschweißenden Rohrende
an diesem festgelegt wird. Hiernach wird die Elektrode automatisch um die auf Stoß
gegeneinandergelegten Rohrenden bzw. ein Rohrende und jenes einer Anschlußarmatur
herumgeführt, wobei deren automatische feste und dauerhafte sowie druckdichte Schweißverbindung
erfolgt. Zum Verbinden oder Anschließen von Glattrohrenden hat sich dieser Schweißautomat
hervorragend bewährt. Sein Einsatz für Wellrohrenden ist
jedoch
nur in der vorausgehend beschriebenen Weise möglich, wobei die nicht unerheblichen
Vorbereitungsarbeiten der Rohren wellung des bzw. jedes der zu verbindenden Rohrendes
in Kauf genommen werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden
ringgewellter Rohrenden anzugeben, welches ein problemlosesp automatisches Verschweißen
derselben bzw. deren Verbindung mit einer Anschlußarmatur ohn#e die Notwendigkeit
der Zufuhr von zusätzlichem Schweißmaterial ermöglicht. Die Lösung dieser Aufgabe
ist mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung umrissen.
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Vorteilhafte Weiterbildung und Ausführungsvarianten der Erfindung
sind mit den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben, von welchen die Ansprüche 2 bis
5 Ausführungsvarianten des Verfahrens, und die Ansprüche 6 bis 8 vorteilhafte Ausgestaltungen
eines hierzu eingesetzten Stützringes betreffen.
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Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem in der dadurch geschaffenen
Möglichkeit des unkomplizierten Einsatzes eines Schweißautomaten zur Herstellung
einer dauerhaften Sehwelß= verbindung von ringgewellten Rohren sowie in der dadurch
bewirkten erheblichen Vereinfachung der Montage solcher gerbundw rohr-Fernwärmeleitungen,
mit entsprechender Einsparung an Arm beitsaufwand und Herabsetzung der Montagekosten.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird das zu verbindende oder anzuschließende
Ende eines ringgewellten Rohres vorzugsweise in der Mitte des betreffenden Wellenberges
rechtwinkelig abgeschnitten. Dies kann mittels einer Sage oder vorzugsweise mittels
eines Kreisschneiders etwa der in DE-GM 72 07 907 beschriebenen Art erfolgen. Hiernach
wird ein Schweiß-Stützring in eines der so vorbereiteten Ringwellrohrenden einem
drückt. Dieser ist so demensioniert, daß er beim Eindrücken
mit
seinen kegelig verlaufenden Flächen das teilweise unrunde Rohrende wieder kreisrund
formt. Dennoch empfiehlt es sich bei dickwandigen Wellrohren oder solchen großen
Durchmessers die zu verbindenden Rohrenden, z.B. mittels einer Rohrwalze, vor dem
Einbringen des Stützringes nur bis zurErzielung eines geometrisch genauen Kreisquerschnittes
aufzuwalzen, zur genauen Angleichung des Profiles der zu verbindenden Rohrenden.
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Hiernach wird das anzuschließende Ringwellrohrende bzw. ein entsprechend
geformter Anschlußstutzen einer Armatur auf den vorragenden Abschnitt des Schweiß-Stützringes
so weit wie möglich aufgeschoben. Schließlich wird das zangenförmige Rohrschweißwerkzeug
eines Schweißautomaten der vorausgehend beschriebenen Art nahe dem Stützring auf
das zu verschweißende Rohrende gespannt, worauf problemlos die Schweißverbindung
des Stützringes mit den aufgeschobenen Rohrenden bzw. einem Rohrende und jenem des
Anschlußstutzens einer Armatur durchgeführt werden kann. Hierzu empfiehlt es sich
bei händischer Zusammenführung der Rohrenden diese zunächst nur an zwei bis drei
Stellen punktweise miteinander zu verbinden ehe die dauerhafte Schweißung derselben
erfolgt.
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Für die Verbindung dickwandiger Rohre oder solcher mit relativ großer
lichter Weite empfiehlt es sich, die miteinander zu verschweißenden Rohrenden mittels
einer das Rohrschweißwerkzeug übergreifenden Spannvorrichtung gegen den Ringwulst
des Stützringes zu halten, worauf die Schweißung in einem Durchgang erfolgen kann.
Hierbei dient die über die Wanddicke der Rohrenden vorragende Kuppe des Ringwulstes
als zusätzliches Schweißmaterial, so daß sich Schweißmaterialzufuhr und die Anordnung
einer automatischen Nachschubeinrichtung für den Schweißdraht bei einem für dieses
Verfahren bestimmten Schweißautomanten erübrigt.
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Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Stützring an seiner Außenfläche
mit einem umfänglich hiervon rad tal abstehenden Ringwulst sowie mit wenigstens
einem sich gegen die angrenzende
Stirnfl&che des Ringes konisch
verjüngenden und im Bereich des überganges zu dieser abgerundeten Außenflächenabschnitt
ausgebildet ist0 Die Breite des Rtngwulstes kann gleich der Wanddicke der zu verbindenden
Rohrabschnltte bemessen sein, wobei die radiale Ausdehnung des Ringwulstes größer
als diese, vorzugsweise gleich der zweifachen Rohrwandungsdicke bemessen ist Mach
einer anderen Ausführungsvariante kann der Stützring mit einem schweißbaren Armaturanschlußstutzen
einstückig ausgebildet und zwischen diesem und dem Ringwulst ein dem Rohraußenq
durchmesser gleicher Zylinderabsatz angeformt sein. Dies ermöglichst den problemlosen
Anschluß einer so ausgestalteten Armatur an ein Ringwellrohrende.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 die Verbindung zweier Ringwellrohrenden, unmittelbar
vor dem Schweißen; Fig. 2 den schweißgerechten Anschluß einer Armatur an ein Ringwellrohrende
und Fig. 5 in vergrößerter Darstellung den in der Verbindung gemäß Fig. 1 eingesetzten
Stützring.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind je ein Abschnitt miteinander
zu verbindender Ringwellrohre mit 1 bzw. 2 bezeichnet.
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Die so miteinander zu verbindenden Enden 5 bzw. 4 dieser Rohrabschnitte
sind jeweils in der Mitte des endnahen Wellenberges abgeschnitten. Zwischen die
zu verbindenden Rohrabschnitte 1 bzw. 2 ist ein profilierter Schweiß-Stützring 5
aus schweißbarem Materials vorzugsweise dem gleichen Metall wie jenes der Rohre,
eingebracht, wobei die Rohrenden 3 bzw. 4 so weit wie möglich über konische Abschnitte
7 der Außenfläche des Stützringes 5 gegeneinander geschoben werden. Diese werden
schließlich mit Hilfe eines Schweißautomaten miteinander sowie mit dem Stützring
5 umfänglich verschweißt.
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Hierzu werden die Rohrenden 3 bzw. 4 auf Je einen stch gegen die betreffende
Stirnfläche 6 des Stützringes 5 konisch verjüngenden und mit einer Rundung in dieser
übergehenden Abschnitt 7 von dessen Außenfläche von Hand aufgeschoben und hiernach
an drei gegeneinander um etwa 1200 versetzten Stellen zunächst punktgesehweißt,
Schließlich wird die so geschaffene Verbindungsstelle der Rohrenden 3 bzw. 4 umfänglich
verschweißt, wobei zusätzliehesSchweißmaterial von einem die konischen Außenflächenabschnitte
7 mittig begrenzenden Ringwulst 8 des Stützringes 5 aufgeschmolzen wird.
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Zuvor wird das zangenartige Werkzeug des Rohrschweißautomaten mit
Klemmsitz auf einem der Schweißstelle mittelbar benachbarten Wellenberg so festgelegt,
daß eine Fühlernadel des Schweißwerkzeuges, welche die Bewegung der Schweißelektrode
leitet, an einem dazwischen liegenden Wellenberg die Außenkontur des -zu verschweißenden
Rohrendes abtasten kann.
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Für den Anschluß eines ringgewellten Rohrendes 4 an den Stutzen einer
Armatur, z.B. Verteiler, Abschlußorgan oder dergleichen, wird ein Rohrende 4 auf
den konischen Außenflächenabschnitt 7 des Stützringes 5 aufgeschoben, der auf seiner
hiervon abgewendeten Seite einstückig mit einem rohrdurchmessergleichen Abschnitt
9 sowie mit einem Rohrstutzen 10 für den Anschluß der-Armatur ausgebildet ist. Hiernach
kann die Herstellung der Schweißverbindung in der vorausgehend beschriebenen Weise
erfolgen.
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In vielen Fällen ist es vorteilhaft, wenn die zu verbindenden Rohrenden
3 bzw. 4 mittels einer diese im Abstand vor der Verbindungsstelle umfassenden Spannvorrichtung
auf die Außenflächenabschnitte 7 des Stützringes 5 bis zur Anlage an dessen Ringwulst
8 zusammengerührt, und hiernach mittels eines automatischen Rohrschweißwerkzeuges
der beschriebenen Art mit darin umlaufender Schweißelektrode automatisch miteinander
und mit dem Stützring 8 umfänglich verschwetßt werden.
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Bea Verbundrohren mit ringgewelltem Innen- und Außenrohr hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, nur die Enden 3 bzw. 4 des Innenrohres in der beschriebenen
Weise miteinander zu verschweißen, hiernach die thermische Isolierung zu vervollständigen
und schließlich die hier nicht gezeigten Endabschnitte des Außen rohres in einer
zuvor vorgeschlagenen Weise mittels einer Kegelflanschschelle miteinander zu verbinden.
Es versteht sich, daß in der gleichen Weise auch der Anschluß eines solchen Verbund
rohres an eine Endarmatur oder dergleichen erfolgen kann.
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Auf diese Weise lSBt sich mit gertngstmöglichen Aufwand an Jeder beliebigen
Montagestelle eine gute dichte und dauerhafte Rohrverbindung herstellen
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