DK169204B1 - Apparat til centrering og opspænding af rørelementer, der skal svejses sammen - Google Patents

Description

DK 169204 B1 5 Opfindelsen angår et apparat til centrering og opspænding af rørelementer, der skal svejses sammen med hinanden, hvilket apparat på begge sider af et med beskyttelsesgastilførsel udformet svejseområde omfatter spændeindretnin-ger, hvoraf den første omfatter mindst en og den anden 10 mindst to spændeelementrækker, der består af spændenoter, som åbner sig kileformet udad og hver indeholder en spænde-elementrække, hvorhos spændenoternes notvægge er dannet af indbyrdes aksialt bevægbare ringdele, hvoraf de ydre ved hjælp af en trækstang og et drivorgan er demonterbart for-15 bundet med hinanden, ved hjælp af hvilket de mod en fjeder-kraftakkumulator kan føres mod og fjernes fra hinanden, medens en første indre ringdel samt svejseområdet er fast anbragt på et holderlegeme.

20 Med rørelementer forstås stykker af rør, bøjninger og flanger samt i videre forstand samtlige emner, som har et hul, i hvilket de kan centreres og spændes op ved hjælp af et opspændingsapparat.

25 Opspændingsapparater af ovennævnte art kendes fra DE Ge-brauchsmuster nr. 85 07 555 og DE Gebrauchsmuster nr. 85 25 952. De er udformede som langstrakte legemer, der kan føres ind i de rørelementer, der skal svejses sammen med hinanden. På svejsestedet har de som såkaldt svejseområde eller 30 svejsekammer en ringformet fordybning, i hvilken beskyttel sesgastilførselsåbningen udmunder. På svejseområdets ene side findes en spændeenhed med to spændeindretninger og på den anden side en spændeenhed med kun en spændeindretning, idet spaendeelementrækken i hver spændeenhed dannes af ring-35 formede spiralfjedre.

DK 169204 B1 2

Til opspænding af lige rørstykker anvender man en spænde-enhed med to efter hinanden anbragte spændeindretninger for at få tilvejebragt en flugtnøjagtig udretning. Til opspænding af bøjninger eller korte rørdele, såsom flanger, an-5 vender man spændeenheden med kun en spændeindretning. For at kunne anvende alle kombinationer rigtigt, er det nødvendigt med mindst tre typer apparater, nemlig et apparat med to hver for sig med to spændeindretninger udformede spænde-enheder til svejsning af rette rørstykker; et apparat i 10 hvilket der i umiddelbar nærhed af den frie ende af appara-tet er anbragt en spændeenhed med kun en spændeindretning til opspænding af bøjninger; og et apparat i hvilket den kun en spændeindretning udvisende spændeenhed er anbragt fjernt fra den frie ende af apparatet, på den anden side af 15 svejseområdet til opspænding af en flange, idet der findes et anslag til positionering og udretning af flangen. Da det drejer sig om præcisionsapparatur, er det meget kostbart, at man til hver nominel diameter skal have mindst tre forskellige apparater.

20

Det problem, som opfindelsen beskæftiger sig med, er at reducere ressourceforbruget til det apparatur, der er nødvendigt til de tre hovedanvendelsestilfælde.

25 Den tekniske løsning på problemet er et apparat af den i indledningen omhandlede art, hvilket apparat ifølge opfindelsen er særegent ved, at holderiegernet til dannelse af en flugtende føringsflade består af to holderlegemedele, der kan forbindes med hinanden, hvoraf den første bærer svejse-30 området, og at der er tilvejebragt en tredie på holderlege-medelene anbragt, aksialt forskydbar ringdel samt en yderligere spændeelementrække.

De dele, der danner spændeenhederne, kan ombyttes. Der er 35 ialt tilvejebragt fire spændeelementrækker. Dermed kan et og samme apparat anvendes i forskellige montagetilstande DK 169204 B1 3 for samtlige anvendelsestilstande. Arbejdstidsanvendelsen til omskiftning er forholdsvis lille, fordi alle drivorganer forbliver uændrede. Man skal blot løsne et endelukke på apparatet og efter omskiftningen af delene igen fastgøre 5 dette. De samlede produktions- og opbevaringsomkostninger reduceres dermed til omkring en trediedel.

I en tredie montagetilstand er begge spændeenheder udrustet med to spændeelementrækker til opspænding af rette 10 rørstykker. I den første og i den anden montagetilstand bliver så den første spændeenhed udrustet med en spændeele-mentrække og den anden spændeenhed udrustet med to spændeelementrækker .

15 Det kan være hensigtsmæssigt udover ringdelene, der danner notvæggene, også at udforme svejseområdet demonterbart og udskifteligt på holderlegemet, idet dette så i ønsket tilfælde kan forbindes fast til drivorganet eller stempelstangen. Da dette imidlertid med henblik på en enkel tilførsel 20 af beskyttelsesgassen til svejseområdet ville være ufordelagtigt, er det i almindelighed mere hensigtsmæssigt at anbringe svejseområdet - som ifølge kendt teknik - fastgjort på holderlegemet og udforme dette omskifteligt i sin helhed.

25

Af hensyn til enklere tilførsel af beskyttelsesgassen til det alt efter montagetilstand på forskellige aksiale steder liggende svejseområde er det hensigtsmæssigt, at holderlegemet indeslutter et langstrakt beskyttelsesgastilførsels-30 kammer, der i hver montagestilling på den ene side står i forbindelse med svejseområdet og på den anden side er forbundet med en beskyttelsesgastilførselsåbning i stempelstangen.

35 Det er fordelagtigt, når holderlegemet består af to holder-legemedele, hvoraf den første bærer svejseområdet og danner 4 DK 169204 B1 gastilførselskammeret, som i det mindste er omkring halvt så langt som afstanden mellem de yderste ringdele, idet gastilførselsåbningen ligger omkring midten mellem disse ydre ringdele, og at den anden holder legemedel frit kan 5 monteres på den ene eller den anden side af den første hol-derlegemedel. På denne måde kan svejseområdet monteres såvel på begge de yderste ender (i første og i anden montagetilstand ) som også i midten (i tredie montagetilstand). De to holderlegemedele kan af hensyn til dannelse af en flug-10 tende føringsflade være udformet, så de kan forbindes med hinanden på passende måde, for eksempel over egnede pasflader eller en forskruning; man kan dog i mange tilfælde se bort fra en sådan direkte forbindelse, når de begge er centreret over stempelstangen.

15

Fjederkraftakkumulatoren, som igen fører ringdelene tilbage i løsgørelsesstillingen efter den af drivorganet frembragte tilspændingsbevægelse, kan være udformet som en eller flere på stempelstangen siddende fjedre. For at disse også ved 20 omskiftning kan forblive uændrede, indeslutter holderlege-meendefladerne og de over for disse liggende flader på de med stempelstangenden eller drivorganet forbundne elementer et i alle tilfælde lige langt fjederrum. På foretrukken måde udgøres dog fjederkraftakkumulatoren udelukkende af i 25 spændeelementrækken anbragte eller spændeelementrækken dannende ringfjedre. Man kan da helt eller delvis undvære fjedrene, der omslutter stempelstangen, hvorved konstruktionen og anvendelsen forenkles.

30 Som det i og for sig er kendt er det hensigtsmæssigt at udforme fjederkraften for en spændeenhed stærkere end fjederkraften for den anden, hvilket kan tilvejebringes enten ved ekstra indre fjedre eller ved forskellig styrke i de i spændeelementrækkerne iboende fjederkræfter. Dette bevir-35 ker, at den spændeenhed, som har den svagere fjederkraft i spændeelementrækken og modsætter sig tilspændingsbevægelsen DK 169204 B1 5 med mindre modstand, bliver trykket tilbage udad mod det pågældende emnes inderflade før den anden spændeenhed, således at de fikseres før det andet emne.

5 Dette letter den indbyrdes udretning. Når fjederkraftakku mulatoren alene udgøres af spændeelementrækkerne, anvendes foretrukket ringfjedre med forskellige fjederkonstanter. I stedet herfor er det også muligt at udruste spændenoterne med forskellige kilevinkler. Det er dog mere hensigtsmæs-10 sigt at anvende spændenoter, der i hovedsagen er ens formede.

Hvis der anvendes fire spændeelemen trækker, er det hensigtsmæssigt, hvis der anvendes to svagere og to stærkere 15 fjedre, idet man i første og i anden montagetilstand be-stykker den første spændeenhed med en stærkere fjeder og i den tredie montagetilstand anvender to ens fjedre i hver spændeenhed.

20 Til etablering af en effektiv køling af apparatet og især de mod svejseområdet grænsende dele er det i almindelighed ifølge opfindelsen tilstrækkeligt, når blot stempelstangen bliver afkølet gennem lukkede kølekanaler, idet kølevirkningen transporteres fra stempelstangen til de mod svejse-25 området grænsende dele dels ved varmeledning og varmestråling og dels ved konvektion ved hjælp af beskyttelsesgassen.

Opfindelsen illustreres nedenfor nærmere med henvisning til 30 tegningen, der anskueliggør en fordelagtig udførelsesform.

I tegningen viser tre figurer et længdesnit gennem samme udførelsesform for apparatet i forskellige montagetilstande.

35 Apparatets drivorgan 1 omfatter en cylinder 2, der i sin indre ende er lukket med en væg 3. Den indeholder et stem- DK 169204 Bl 6 pel 4, der er stift forbundet med en tilslutningsdel 5 og stempelstangen 6. Tilslutningsdelen 5 tjener til tilslutning af forsyningsslanger særligt for beskyttelsesgas, kølevandstil- og -afgang samt trykluft til aktivering af 5 trykluftdrevet. Beskyttelsesgassen føres gennem en ledning 7 til en beskyttelsesgasudstrømningsåbning 8, medens kølevandet gennem en ledning 9 når hen i nærheden af stempelstangens frie, lukkede ende for derpå at blive ført tilbage i det frie stempelstangtværsnit. I cylindervæggen 3 findes 10 en stempelstangpakning 10.

På stempelstangen føres koncentrisk den første holderlege-medel, der består af en cylindrisk muffe 11 og endeskiver 12. Til denne slutter sig den anden holderlegemedel, der 15 består af en muffe 13 og en skive 14. Muffernes 11 og 13 udvendige diameter er omtrent den samme som diameteren på et skulderelement 15 i cylindervæggen 3.

Stift forbundet med muffen 11 findes en ringdel 16, der 20 danner svejseområdet, og som - i tilpasning til muffen 11 -flere steder er gennemboret af hensyn til tilførslen af beskyttelsesgas. Den flankeres af udskiftelige, stift mod denne afstøttende ringdele 17. Der findes tillige muffeformede ringdele 18 samt en på drivorganets skulderelement 15 25 centreret og understøttet ringdel 19. På stempelstangens 6 frie ende er en tallerkenagtig ringdel 20 demonterbart sikret ved hjælp af et let aftageligt lukke 21 - for eksempel en gevindmøtrik eller en gennemstikningskile. Alle ringdele har en indvendig diameter, der er en smule større end muf-30 fernes 11, 13 og skulderelementets 15 udvendige diameter.

De af deres flader, som vender mod hverandre, har konusflader til dannelse af spændenoter 22, i hvilke der som spæn-deelementrækker ligger skruefjedre, heriblandt svagere skruefjedre 23 og stærkere skruefjedre 24.

Til opspænding af apparatet føres der trykmiddel ind i cy- 35 DK 169204 B1 7 linderkammeret mellem stemplet 4 og cylindervæggen 3, hvorved stempelstangen trækkes helt til højre på tegningen, og de yderste ringdele 19 og 20 føres nærmere hinanden således, at også spændenoternes vægge føres nærmere hinanden og 5 skruefjedrene 23, 24 presses udad til anlæg mod inderfladen på det emne, der skal spændes op. Dermed danner hver spæn-denot 22 med den deri liggende skruefjeder 23, 24 en spæn-deindretning. Så langt som hertil svarer alle illustrerede montagetilstande til hverandre.

10 I den første montagetilstand, der er vist i fig. 1, er svejseområdet 16 anbragt i nærheden af apparatets frie ende. Den første spændeenhed 25 omfatter kun en spændeindret-ning med en stærkere fjeder 24, medens den anden spænde-15 enhed 26 omfatter tre spændeindretninger, af hvilke de to ydre er bestykket med svagere fjedre 23 og den indre med en stærkere fjeder 24. Det første holderlegeme 11, 12 ligger i nærheden af apparatets frie ende, idet dets svejseområde ligeledes ligger i nærheden af apparatets frie ende. Til 20 trods herfor strækker dets beskyttelsesgastilførselskammer 27 sig mellem gastilførselsåbningens 8 endeskive 12, fordi afstanden mellem den højre endeskive 12 og den yderste ringdel 20 er noget større end den halve afstand mellem de yderste ringdele 19 og 20, og fordi gastilførselsåbningen 8 25 ligger i midten mellem disse. Anvendelsen af de svagere fjedre i spændeenheden 26 bevirker, at ved indledningsvis svagere aktivering af stempeldrivorganet fikseres den spændeenhed, der befinder sig i det lige røremne, der skal spændes op, med en mindre kraft. Der er så endnu mulighed 30 for at rette den bøjning, der skal spændes op i forhold til røremnet med spændeenheden 25, og til at kontrollere røremnernes stillinger med hensyn til apparatets svejseområde 16. Derefter aktiveres stempeldrivorganet fuldt ud, og begge emnerne spændes op med den ønskede kraft. Efter svejs-35 ningen løsnes drevet, og fjedrene 23, 24 trækker sig sammen under gensidig aksial fjernelse af ringdelene 18, 19, 20 DK 169204 B1 8 fra hverandre, og apparatet kan igen adskilles fra emnerne.

I den anden montagetilstand ifølge fig. 2 er anbringelsen af holder legemedelene 11, 13 samt ringdelene 18 vendt om i 5 forhold til svejseområdet 16. Der er anbragt en anslags flange 28 på drivorganet 1 til fastlægning og udretning af den første spændeenhed 25 ved hjælp af en derpå udformet flange, medens spændeenheden 26 tjener til opspænding af et lige rør emne. På grund af anvendelse af en stærkere fjeder 10 24 i den første spændeenhed 25 og af svagere fjedre 23 i den anden spændeenhed 26 indspændes først det sidste ved aktiveringen af opspændingsdrevet, således at den relative stilling endnu kan kontrolleres og flangen derefter endnu kan rettes op i forhold til den første spændeenhed 25.

15 Ønsker man først at tilspænde flangen og derefter røremnet, så må der anvendes en svagere fjeder i den første spændeenhed 25, medens spændeenheden 26 udelukkende skal bestykkes med stærkere fjedre. Selv om svejseområdet 16 ligger meget langt fra stempelstangens 6 frie ende, kan det forsy-20 nes med beskyttelsesgas fra tilførselsåbningen 8, fordi afstanden mellem ringdelen 19 og gastilførselsåbningen 8 er mindre end afstanden mellem ringdelen 19 og den venstre endeflange 12.

25 Medens den anden holder legemedel 13, 14 i den første og i den anden montagetilstand er placeret ved den fra svejseområdet 16 fjerntliggende side af den første holderlegemedel 11, 12, er den i den tredie montagetilstand ifølge fig. 3 naboplaceret i forhold til den ende af den første holder-30 legemedel, hvor svejseområdet findes.

Som følge heraf ligger svejseområdet 16 i midten mellem ringdelene 19, 20, idet det er ligegyldigt, hvilken af de to holderlegemedele der ligger nærmest apparatets frie en-35 de.

DK 169204 B1 9 I denne montagetilstand omfatter begge spændeenheder 25, 26 hver to spændeelementer, hvoraf det ene er bestykket med svagere og det andet med stærkere skruefjedre 23 henholdsvis 24.

5

Apparatet kan let ændres fra en montagetilstand til en anden, idet lukket 21 løsnes, holderlegemet, ringdelene og fjedre trækkes af og stikkes derefter atter på i den ønskede, ændrede rækkefølge.

Claims (11)

1. Apparat til centrering og opspænding af Tørelementer, der skal svejses sammen med hinanden, hvilket apparat på 5 begge sider af et med beskyttelsesgastilførsel udformet svejseområde (16) omfatter spændeindretninger (25, 26), hvoraf den første (25) omfatter mindst en og den anden (26) mindst to spændeelementrækker (23, 24), der består af spæn-denoter (22), som åbner sig kileformet udad og hver inde- 10 holder en spændeelementrække (23, 24), hvorhos spændenoter-nes notvægge er dannet af indbyrdes aksialt bevægbare ringdele (17 til 20), hvoraf de ydre (19, 20) ved hjælp af en trækstang (6) og et drivorgan (1) er demonterbart forbundet med hinanden, ved hjælp af hvilket de mod en fjederkraft- 15 akkumulator kan føres mod og fjernes fra hinanden, medens en første indre ringdel (17) samt svejseområdet (16) er fast anbragt på et holderlegeme (11, 13), kendetegnet ved, at holder legemet (11, 13) til dannelse af en flugtende føringsflade består af to holderlegemedele (11, 20 13), der kan forbindes med hinanden, hvoraf den første (11) bærer svejseområdet (16), og at der er tilvejebragt en tredie på holderlegemedelene (11, 13) anbragt, aksialt for- skydbar ringdel (18) samt en yderligere spændeelementrække (23, 24). 25

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at holderlegemet (11) indeslutter et langstrakt beskyttelsesgastilførselskammer (27), der i hver montagestilling dels er forbundet med svejseområdet (16) og dels med en beskyt- 30 telsesgastilførselsåbning (8) i sterapelstangen (6).

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den første holder legemedel (11), der bærer svejseområdet (16), danner gastilførselskammeret (27), som i det 35 mindste er halvt så langt som afstanden mellem de ydre ringdele (19, 20), idet gastilførselsåbningen (8) ligger DK 169204 B1 11 cirka i midten mellem disse ydre ringdele (19, 20).

4. Apparat ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at holderlegemeendefladerne og de over for disse lig- 5 gende flader på de med stempelstangenden eller drivorganet (1) forbundne dele (3, 20) mellem sig indeslutter et i alle montagetilstande lige langt fjederrum.

5. Apparat ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet 10 ved, at fjederkraftakkumulatoren udelukkende er dannet af i spændelementrækkerne (23, 24) forekommende ringfjedre.

6. Apparat ifølge et af kravene 1-5, kendetegnet ved, at fjederkraften i i det mindste en spændeindretning 15 (22, 24) er stærkere end fjederkraften i den anden (22, 23).

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at ringfjedrenes (23, 24) fjederkonstanter er forskellige. 20

8. Apparat ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at spændenoterne (22) i hovedsagen er ens formede.

9. Apparat ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet 25 ved, at spændenoterne (22) har forskellig kilevinkel.

10. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at der findes to svagere (23) og to stærkere fjedre (24). 30

11. Apparat ifølge et af kravene 1 til 10, kendetegnet ved, at trækstangen indeholder lukkede kølekanaler.