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Einrichtung zum Stumpfschweißen von Rohren Das Stumpfschweißen von
Rohren ist deshalb schwierig, weil die Rohre meist nicht genau rund sind und mit
ihren Stirnkanten deshalb nicht absolut aufeinanderpassen. Mit den bisherigen Mitteln
lassen sich die zu verschweißenden Rohrenden nicht so genau-axial führen, daß der
erforderliche Stauchdruck aufgebracht werden kann. Die Erwärmung der zu verschweißenden
'Rohrenden muß auf eine möglichst kurze Länge beschränkt werden, damit sich die
Enden beim Aneinanderpressen nicht ein- bzw. ausbeulen.
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Diese- Schwierigkeiten werden durch die Einrichtung nach der Erfindung
überwunden. Diese ist gekennzeichnet durch zwei mit Abstand auf einer Kolbenstange
angeordnete Keilstücke, von denen das eine ortsfest und das andere axialverschieblich
ist, zwei diesen Keilstücken zugeordnete Gegenkeile vom Innendurchmesser der zu
verschweißenden Rohrenden, mit der Kolbenstange und den Keilstücken zusammenwirkende
hydraulische Zylinder zum Spannen der Keilstücke und Verändern des Abstandes der
in die zu verschweißenden Rohrenden eingeführten und damit verspannten Elemente
sowie einen von außen her auf die Stoßnaht der Rohre wirkenden, ringförmigen Induktor.
Zwei
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Fig. i bis 5
schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch die Vorrichtung,
Fig.2 einen Querschnitt durch die zum Einspannen der Rohrenden dienenden Teile,
Fig. 3 eine Ansicht auf die Einspannteile, Fig. 4. einen Längsschnitt durch eine
ähnliche Vorrichtung wie in Fig. i, Fig. 5 einen Querschnitt durch den zweiteiligen
äußeren Stützteil für die Vorrichtung gemäß Fig. i oder 4.
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Diezuverschweißenden.StoßkantenderRohrei, i' sind entweder plan gedreht
oder schräg angefast. Auf jedem Rohrende sitzt eine Muffel, 2' (= äußerer Spannteil)
mit konisch ausgebildeten Enden, die von Keilringen 3, 4 bzw. 3', q.' zu verspannen
ist.
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Im Innern der Rohre i, i' befindet sich im Bereich der vorerwähnten
Muffen eine Vorrichtung zum Einspannen der Rohrenden. Sie besteht aus den keilförmigen
Segmentstücken 5, 5' und den Keilkörpern 6, 6'. Die Segmente sind durch Federn 7,
7' zusammengehalten. Die Keilkörper 6, 6' sitzen auf einer gemeinsamen Kolbenstange
B. Der Keilkörper 6 ist auf der Kolbenstange längs verschieblich, der Keilkörper
6' dagegen zwischen einem Bund g und einer Verschraubung io fest und unverschiehlich
mit der Stange verbunden.
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Die Segmentstücke 5' sind über schwalbenschwanzförmige Ansätze 12'
an einen Zylinder i i' und die Segmentstücke 5 in gleicher Weise an einen Zylinder
i i angeschlossen, der gegen einen Bund 8" derverlängerten Kofibenstange8 anliegt.
In ersterem Zylinder bewegt sich der auf der Kolbenstange 8 befestigte Kalben i3',
in letzterem ein als Kolben wirkender Ansatz 6" des Keilkörpers 6. Auf der verlängerten
Kolbexlstange ist außerdem noch ein Kolben 13 angeordnet, der sich in einem Zvlinder
14 verschiebt. Dieser Zylinder ist über Schrauben= bolzen 15 mit dem Keilkörper
6 fest verbunden. Die Zylinder i i' und 14 sind auf ein auf Rädern 17
längs
verschiebbares Fahrgestell 16 aufgesetzt. Die Außenmuffe 2 trägt ein Gestell 18
für einen ringförmigen Induktor ig.
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Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Einrichtung sind die äußeren
Spannteile 2, 2' als zweiteilige Ringe ausgebildet und deren Hälften.2d, 2v mit
Keilen 2, zusammengefügt. Eines dieser Spannteile trägt die Halterung 18 für den
Induktor rg. An den Segmentstücken 5, 5' befindliche klammerartige Glieder 2o, 21
verhindern, daß die Teile 5, 5' in der gezeichneten Stellung voneinander wegbewegt
werden können. Außerdem ist der im Zylinder i i' geführte Kolben 13' nur
einfach wirkend, und schließlich fehlt hier der gegen. den Zylinder i i anliegende
Bund 8d der Kolbenstange.
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Mit der Einrichtung nach der Erfindung geschieht das Stumpfschweißen
von Rohren folgendermaßen: Zunächst werden die Rohrenden durch die Muffen 2, 2'
und die auf diesen sitzenden Keilringe 3, .4 bzw. 3', q' oder durch die zweiteiligen
Spanner gemäß Fig. 5 von außen verspannt. Danach führt man von einem freien Rohrende
her die auf dem Gestell 16 befestigten Innenspannteile so weit in die Rohre ein,
daß sich die Segmentstücke 5, 5' im Bereich der Muffen 2, 2' befinden. Nun wird
der im Zylinder ri' befindliche Kolben 13" in Pfeilrichtung bewegt, bis eine genügend
starke Verspannung der um den Keilkörper 6' herum angeordneten Teile erreicht ist
und in gleicher Weise, aber gegenläufig, der im Zylinder i i geführte Kolben 6a
betätigt. Dabei verspannen sich dann auch die um den Keilkörper 6 herum befindlichen
Teile 2, 3, .f, 5 und i.
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Nachdem so beide Rohrenden i, i' fest eingespannt sind, wird die Stoßstelle
mit Hilfe des Ringinduktors ig auf Schweißtemperatur gebracht. Unmittelbar danach
findet das Preßschweißen statt.
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Das geschieht nun dadurch, daß auf den im Zylinder 14 befindlichen
Kolben 13 in Pfeilrichtung Druck gegeben wird. Da der Zylinder über die Schraubenbolzen
15 fest mit den Einspannteilen 6 verbunden, die Kolbenstange aber gegen die
Einspannteile 5, 6 axial verschiebbar ist, wird dabei das Rohrende i' so lange gegen
das Rohrende i gezogen, bis die Stumpfschweißung beendet ist. Danach -wird der Kolben
13 entlastet und der Zylinder 14 von der anderen Seite beaufschlagt. Inzwischen
ist ferner auch der Druck im Zylinder i i, i i' fortgenommen worden. So erfolgt
dann das Lösen der Einspannungen.
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Die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung befindet sich in einer Stellung,
bei der der rechte Einspannteil unter die bereits ausgeführte Stumpfnaht i" gefahren
ist. Wenn man in der gezeichneten Stellung Druck in den Zylinder ii' bzw. auf den
Kolben 13'
gibt, dann vermag man mit Hilfe der Einspannteile 5', 6' den noch
rotwarmen Schweißbart flach zu drücken.
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Im übrigen arbeitet die Einrichtung nach Fig. 4. folgendermaßen: Zunächst
wird der eine, z. B. der rechte Teil der Vorrichtung in das Innere des Rohrabschnittes
i' eingeschoben. Danach erfolgt das Festmachen der Spannringe 2'. Durch Druckaufgabe
in den Zylinder ii' bewirkt der Kolben 13'
über die Spannteile 6', 5' und
2' eine Einspannung des rechten Rohrendes. In gleicher Weise geschieht die Einspannung
des linken Rohrendes durch Druckgabe in den Zylinder ii. Der Druck wirkt hier auf
den Kolben 6" über die Bauteile 6, 5 und 2 unmittelbar. Nachdem die Stoßstelle i"
durch den Induktor ig auf Temperatur gebracht worden ist, wird in Pfeilrichtung
Druck auf den Kolben 13 des Zylinders 14 gegeben. Da die Kolbenstange, 8 im Bauteil
6 verschieblich und. der Zylinder 14 über die Schraubenbolzen 15 mit dem
Bauteil 6 fest verbunden ist, findet wiederum ein Anziehen des Rohrendes i' gegen
das Rohrende i statt, und zwar bis zur Fertigstellung der Stumpfschweißung. Dabei
gleiten die beiden Halterungen 2o, 21 ineinander.
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Zum Lösen der Spannverbindung -wird der Druck von den Zylindern i
i, i i' und 14 weggenommen und dann so: in den Zylinder 14 gegeben, daß sich der
Kolben 13 der Pfeilrichtung entgegen bewegt, bis die Haltemutter io gegen den Zylinder
i i' stößt und sich der Keilkörper 6' gelöst hat. Danach ist die rechte Seite der
Vorrichtung entspannt. Der
über die Mutter io weiter auf den Zylinder
ii' wirkende Druck kann jetzt auch die Segmente 5' entgegen der Pfeilrichtung verschieben.
Die Halterungen 21, 2o kommen dabei zum Anschlag und ziehen schließlich die Segmente
5 vom Innenteil 6 ab. Damit ist die Vorrichtung als Ganzes entspannt. Sie kann ausgefahren
werden.