DE2627057A1

DE2627057A1 - Schweisslehre fuer das schweissen von rohren aneinander mit hilfe einer explosiven ladung

Info

Publication number: DE2627057A1
Application number: DE19762627057
Authority: DE
Inventors: Franciscus Alexander The Meyer; Nicolaas Abraham Zornag
Original assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Current assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Priority date: 1975-07-15
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1977-02-10
Also published as: DE7619139U1; JPS5211150A; AU1585876A; GB1544486A; JPS5546277B2; NL7508457A; SE7607467L

Description

Fall 183

PaHntanwälte

Dr. rer. nat. W. KÖRBER Dipl.-Ina- J- SCHMIDT-EVERS t MÜHCHEN 22, Stainsdorfitr« IB

Ultra Centrifuge Nederland N.V.,

Den Haag, Niederlande. 16. Juni 1976

Dr.Kö/sch

Scheveningseweg 44

Patentanmeldung

"Schv;eisslehre für das Schweissen von Rohren aneinander mit Hilfe einer explosiven Ladung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweisslehre für eine sich mit einem Endteil mit Spiel in einem Loch gegebenen Durchmessers in der Wand eines Metallrohres grösseren Innendurchmessers erstreckende, quer zu diesem Rohr gerichtete, in diesem Endteil eine explosive Ladung enthaltende, durch Zündung dieser Ladung an diesem Rohr fest zu schweissende, metallene Röhre, deren Aussendurchmesser wenigstens in diesem Endteil kleiner als der Durchmesser dieses Loches ist, welche Schweisslehre aus einem in das Rohr schiebbaren Halter mit einem in einer Aussparung seiner der Innenfläche des Rohres angepassten zylindrischen Aussenfläche lösbar angeordneten Zentrierkörper mit einem radialen Loch besteht, dessen Durchmesser dem Aussendurchmesser dieses Endteiles der Röhre gleich ist.

Eine Schweisslehre dieser Art ist aus der niederländischen Offenlegungsschrift 72.16956 (Fig. 7) bekannt.

Die Erfindung hat die Aufgabe eine solche Schweisslehre so zu verbessern, dass sie leicht in das betreffende Rohr an Ort und Stelle geschoben und an der gewünschten Stelle festgesetzt werden kann. Nach der Erfindung wird diese

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Aufgabe dadurch gelöst, dass der Halter die Form eines mit Spiel im Rohr passenden Zylinders oder dickwandigen Rohres hat, dieser Zylinder oder dieses Rohr aus einem Hauptteil mit einer segmentförmigen Aussparung und einem darin passenden radial bewegbaren Segment besteht und dass Mittel für die radiale Bewegung dieses Segmentes von aussen her angeordnet sind. Ist der Halter in das Rohr an Ort und Stelle gebracht, d.h. befindet das Loch des Zentrierkörpers sich genau koaxial hinter dem Loch der Rohrwand, so kann er mit Hilfe dieses Segmentes im. Rohr festgeklemmt werden, sodass die am Rohr zu befestigende Röhre vor der Detonation der explosiven Ladung genau konzentrisch im Loch der Rohrwand zu sitzen kommt.

Vorzugsweise erfolgt die radiale Bewegung des Segmentes des Halters hydraulisch oder pneumatisch. Zu diesem Zweck können die Mittel für diese radiale Bewegung mit Vorteil aus mehreren im Boden der segmentförmigen Aussparung des Hauptteiles des Halters vorhandenen, je durch eine elastische Membrane abgeschlossenen, untiefen Aussparungen bestehen, die durch sich im Hauptteil befindende Kanäle hindurch mit einer Leitung für die Zufuhr von Druckmedium in Verbindung gesetzt werden können.

Damit der Halter schnell und leicht an die erforderliche Stelle im betreffenden Rohr geschoben werden könne, empfiehlt sich eine Konstruktion, wobei der Hauptteil des Halters an seinem einen Ende mit einem axialen zylindri-"schen Kupplungsteil mit Innen- oder Aussengewinde für die Befestigung an einem mit entsprechendem Aussen- bzw. Innengewinde versehenen Endteil eines stab- oder rohrförmigen Verlängerungsstückes versehen ist, durch das der Halter an die betreffende Stelle im Rohr geschoben werden kann, dieses Verlängerungsstück einen in die

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betreffende Stirnfläche desselben mündenden Kanal für die Zufuhr von Druckmedium aufweist und wobei der Hauptteil an seinem zum Kupplungsteil gekehrten Ende eine sich in dem bzw. um den Kupplungsteil erstreckende Schulter hat, in deren Stirnfläche die sich im Hauptteil des Halters befindenden Kanäle für das Druckmedium münden und gegen welche ein Packungsring mit miteinander verbundenen, an den in diesem Verlängerungsstück vorhandenen Zufuhrkanal bzw. an die im Hauptteil vorhandenen Kanäle für das Druckmedium angeschlossenen bzw. anschliessbaren Nuten angeordnet ist.

Eine einfache Ausführung der Schweisslehre wird erhalten, wenn das Segment und der Hauptteil des Halters durch in sich in diesen beiden Teilen fortsetzenden Umfangsnuten des Halters liegende ringförmige Schraubenfedern miteinander verbunden sind und im Ruhezustand gegeneinander gedrückt gehalten werden.

Mit Vorteil kann der Zentrierkörper die Form eines in einer radialen Bohrung der Wand des Hauptteiles des wie ein dickwandiges Rohr ausgeführten Halters passenden, zylindrischen Pfropfens haben, dessen Stirnflächen der Aussenfläche und der Innenfläche des Halters entsprechende Zylinderfläche sind. Ein solcher Pfropfen lässt sich leicht anordnen und er kann schnell durch einen anderen Pfropfen mit einem Loch für eine Röhre anderen Aussendurchmessers ersetzt werden.

Hat der Halter die Form eines dickwandigen Rohres, so kann gegenüber dem radialen Loch des Zentrierkörpers eine Anschlagfläche für eine Zündvorrichtung, z.B. einen Schlagstiftmechanismus, im Halter vorhanden sein.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert

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werden. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 ein axialer Schnitt eines RohrStückes bestimmten Innendurchmessers, in dem eine Schweisslehre nach der Erfindung für das Festschweissen einer in eine Oeffnung der Rohrwand eingeführten dünnen Röhre an diesem Rohr angeordnet ist,

Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 ein Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.

In der Zeichnung ist 1 ein Stück eines Rohres bestimmten Innendurchmessers und gewissener Wanddicke. Eine in Bezug auf dieses Rohr quer gerichtete dünne Röhre 3 muss mit Hilfe einer explosiven Ladung in einer Oeffnung 2 der Wand dieses Rohres festgeschweisst werden. Der Durchmesser der Oeffnung 2 ist etwas grosser als der Aussendurchmesser der darin fest zu schweissenden Röhre 3.

Damit die in die Oeffnung 2 eingeführte Röhre genau zentriert werden könne, ist eine zusammengesetzte, wenigstens an der Aussenfläche zylindrische Schweisslehre in das Rohr hineingebracht. Der Aussendurchmesser der Schweisslehre ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 1, sodass die Lehre sich leicht in das Rohr 1 an Ort und Stelle bringen lässt. Um die Schweisslehre im Rohr festklemmen zu können, besteht der Halter derselben aus zwei radial in Bezug auf die Längsachse der Lehre bewegbaren Teilen, d.h. aus einem rohrförmigen Hauptteil 4 und einem Segment 5. Das Segment 5 passt in einer segmentförmigen Aussparung dieses Hauptteiles 4 und es wird durch in aneinander anschliessenden Umfangsnuten 6,7 der zylindrischen Aussenfläche des Hauptteiles 4 und des Segmentes 5 angeordnete, ringförmige Schraubenfedern

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8 in de?r Aussparung federnd festgehalten.

Um das Segment 5 in Bezug auf den Hauptteil 4 radial nach aussen drücken zu können, v/eist der Boden der segmentförmigen Aussparung des Hauptteiles 4 untiefe, runde
Aussparungen oder Kammer 9 auf, die je durch einen Kanal 10 (Fig. 3) hindurch mit einem sich in der Längsrichtung des Hauptteiles 4 in der Wand desselben erstreckenden
Kanal 11 in Verbindung stehen und durch eine elastische
Membrane 12 abgedeckt sind. Die Membranen sind durch das Segment 5 bedeckt. Wird Druckmedium, d.h. Flüssigkeit
oder Gas unter Druck, durch den Kanal 11 hindurch zugeführt, so drücken die Membranen 12 das Segment 5 und den Hauptteil 4 radial voneinander und sie klemmen den Halter fest im Rohr 1.

Zum Zentrieren der Röhre 3 in der Oeffnung 2 des Rohres ist in einer zylindrischen Querbohrung der Wand des
Hauptteiles 4 ein radial gerichteter, passender,
zylindrischer Pfropfen 13 angeordnet, der mittels einer
Schrauben 14 festgesetzt ist. Die Stirnflächen des
Pfropfens 13 sind zylindrisch und sie erstrecken sich in der zylindrischen Aussenflache und der zylindrischen
Innenfläche des Hauptteiles 4 der Lehre. Der Pfropfen 13 weist eine sich von der Aussenstirnflache ab über eine
kleine Strecke erstreckende, zylindrische Bohrung 13a auf, in der die Röhre 3 mit ihrem durch die Wand des Rohres 1 hindurch nach innen ragenden Endteil genau passt. Wird
die Lehre so in das Rohr 1 gesetzt, dass die Bohrung 13a in Bezug auf die Oeffnung 2 des Hauptteiles 4 genau koaxial gerichtet ist, so wird die Röhre sich genau konzentrisch in der Oeffnung 2 erstrecken und sie wird dann durch einen zum Erhalten einer guten Schweissung benötigten Ringspalt umgeben sein.

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* fr *

Zum Schweißen ist im betreffenden Endteil der Röhre 3 eine Patrone angeordnet, die aus einer Umhüllung 15 aus Papier, Kunststoff oder anderem weichem Material, einer Scuweissladung 16, einer Verzögerungsstoff schicht 17, einer Pentritschicht 18, und einer Schlagkappe 19 besteht. Die Zündung erfolgt im Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines durch eine Feder (nicht sichtbar) belasteten Schlagstiftes 20, der durch eine wegziehbare federnde Klinke 21 im gespannten Zustand festgehalten werden kann. Wird die Klinke 21, z.B„ mit Hilfe einer Schnur 22 weggezogen, so springt der Stift 20 weg und er trifft die Schlagkappe 19, wodurch zusammen mit der Pentritschicht 18 die Zündung der Schweissladung 16 eingeleitet wird. Der Schlagstiftmechanismus ruht gegen eine Anschlagfläche 20a der Innenfläche des Hauptteiles 4.

Die Bohrung 13a im Pfropfen 13, in der das Ende der Röhre 3 genau passt, schliesst an einen kegelförmigen Hohlraum 23 im Pfropfen 13 an. Durch die Detonation der Schweissladung 16 wird der sich in der Wand des Rohres 1 erstreckende Teil der Röhre 3 explosiv ausgedehnt und dadurch wird, dieser Teil sowohl an dieser Wand festgeschweisst als vom sich iia Pfropfen 13 erstreckenden Teil der Röhre 3 abgerissen. Nach dem SchweissVorgang kann der Halter 4, 5 mit dem Pfropfen 13 daher wieder aus dem Rohr 3 entfernt v/erden =

Zum Anordnen der Schweisslehre 4, 5, 13 im Rohr 1 ist das eine Ende des Hauptteiles 4 des Halters miteiner Axialbohrung 24 mit Innengewinde versehen. Darin kann der freie Endteil 25 mit Aussengewinde eines Verlängerungsstückes 26 geschraubt werden. Dieses Verlängerungsstück ist an einem langen Rohr 27 festgeschweisst, das sich bis ausserhalb des Rohres 1 erstreckt (nicht sichtbar). Zwischen der Stirnfläche des Verlängerungsstückes 25, 26 und der

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Bodenfläche oder einer Innenschulter der Bohrung 24 ist ein Packungsring 28 angeordnet, der in jeder seiner beiden Stirnflächen eine ringförmige Nute 29 bzw. 30 aufweist. Die Nuten 29 und 30 sind durch Löcher 31 miteinander

> verbunden. Die Nute 29 ist an den Längskanal 11 im Hauptteil 4 des Halters angeschlossen und mit der Nute 30 ist ein an die Druckleitung 32 angeschlossener Kanal 33 des Verlängerungsstückes 25, 26 verbunden. Durch den Packungsring 28 wird daher das von aussen her durch die Leitung

ι hindurch geführte Druckmedium den Aussparungen oder Kammern 9 unterhalb der Membranen 12 zugeführt.

Zum Kupplen des Hauptteiles 4 und des Verlängerungsstückes . 26 kann der Hauptteil mit einem Kupplungsteil mit Aussengewinde und das Verlängerungsstück kann dann mit einem Endteil mit Innengewinde versehen sein. Der Packungsring kommt dann um den Kupplungsteil zu liegen. Bemerkt wird, dass die Zündung der Schweissladung anstatt mittels eines bewegbaren Schlagstiftes 20 auf elektrischem Weg zustande gebracht werden kann. Anstatt der Schnur 22 werden dann ein oder mehrere elektrische Leiter durch die inneren Hohlräume des Hauptteiles 4 der Lehre, des Verlängerungsstückes 25, 26 und des Rohres 27 hindurch nach aussen geführt. Auch ist es möglich, für die Detonation der Schweissladung einen festen Stift zu verwenden, gegen welchen die Röhre 3 mit der Schlagkappe 19 der Patrone beim Bringen der Röhre an die richtige Stelle gedrückt wird. Es wird klar sein, dass, wenn eine Röhre 3 anderen Durchschnittes am Rohr 1 festgeschweisst werden muss, nur der Pfropfen 13 durch einen anderen ersetzt zu werden braucht.

Die Schweisslehre kann auch in einem weiteren Rohr gebraucht werden. Es müssen dann um den Hauptteil 4 und das Drucksegment 5 Rohrschalen mit passender Wanddicke

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gelegt und ein längerer Zentrierpfropfen 13 soll dann verwendet werden dessen syiindrische Aussenstirnflache der zylindrischen Aussenflache dieser Rohrschalen entspricht. Eine dieser Rohrschalen muss dann ein Loch sum Durchlassen dieses Pfropfens aufweisen.

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Claims

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PATEKTANSPRUECHE

(l) Schweisslehre für eine sich mit einem Endteil mit Spiel in einem Loch gegebenen Durchmessers in der Wand eines Metallrohres grösseren Innendurchmessers erstreckende, quer zu diesem Rohr gerichtete, in diesem Endteil eine explosive Ladung enthaltende, durch Zündung dieser Ladung an diesem Rohr fest zu schweissende, metallene Röhre, deren Aussendurchmesser wenigstens in diesem Endteil kleiner als der Durchmesser dieses Loches ist, welche Schweisslehre aus einem in das Rohr schiebbaren Halter mit einem in einer Aussparung seiner der Innenfläche des Rohres angepassten zylindrischen Aussenfläche lösbar angeordneten Zentrierkörper mit einem radialen Loch besteht, dessen Durchmesser dem Aussendurchmesser dieses Endteiles der Röhre gleich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter die Form eines mit Spiel im Rohr (1) passenden Zylinders oder dickwandigen Rohres hat, dieser Zylinder oder dieses Rohr aus einem Hauptteil (4) mit einer segmentförmigen Aussparung und einem darin passenden radial bewegbaren Segment (5) besteht und dass Mittel (9-12, 28-33) für die radiale Bewegung dieses Segmentes (5) von aussen her angeordnet sind.
2. Schweisslehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für die radiale Bewegung des Segmentes (5) des Halters (4,5) von aussen her aus mehreren im Boden der segmentförmigen Aussparung des Hauptteiles (4) des Halters vorhandenen, je durch eine elastische Membrane (12) abgeschlossenen, untiefen Aussparungen (9) bestehen, die durch sich im Hauptteil (4) befindende Kanäle (10,11,29,30, 31) hindurch mit einer Leitung (32,33) für die Zufuhr von

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Druckmedium in Verbindung gesetzt werden können.
3. Schweisslehre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptteil (4) des Halters an seinem einen Ende mit einem axialen zylindrischen Kupplungsteil (24) mit Innen- oder Aussengewinde für die Befestigung an einem mit entsprechendem Aussen- bzw. Innengewinde versehenen Endteil (25) eines stab- oder rohrförmigen Verlängerungsstückes (26) versehen ist, durch das der Halter an die betreffende Stelle im Rohr (1) geschoben v/erden kann, dieses Verlängerungsstück (26) einen in die betreffende Stirnfläche desselben mündenden Kanal (33) für die Zufuhr von Druckmedium aufweist und dass der Hauptteil (4) an seinem zum Kupplungsteil (24) gekehrten Ende eine sich in dem bzw. um den Kupplungsteil erstreckende Schulter hat, in deren Stirnfläche die sich im Hauptteil des Halters befindenden Kanäle (11) für das Druckmedium münden und gegen welche ein Packungsring (28) mit miteinander verbundenen, an den in diesem Verlängerungsstück (26) vorhandenen Zufuhrkanal (33) bzw. an die im Hauptteil (4) vorhandenen Kanäle (11) für das Druckmedium angeschlossenen bzw. anschliessbaren Nuten (29,30) angeordnet ist.
4. Schweisslehre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Segment (5) und der Hauptteil (4) des Halters durch in sich in diesen beiden Teilen fortsetzenden Umfangsnuten (7,6) des Halters liegende ringförmige Schraubenfedern (8) miteinander verbunden sind und im Ruhezustand gegeneinander gedrückt gehalten werden.
5. Schweisslehre nach Anspruch 1, 2, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierkörper die Form eines in einer radialen Bohrung (2) der Wand des Hauptteiles (4)

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des wie ein dickwandiges Rohr ausgeführten Halters passenden, zylindrischen Pfropfens (13) hat, dessen Stirnflächen der Aussenfläche und der Innenfläche des Halters entsprechende Zylinderflächen sind.
6. Schweisslehre nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber dem radialen Loch (13a) des Zentrierkörpers (13) eine Anschlagfläche (20a) für eine Zündvorrichtung, z.B. einen Schlagstiftmechanismus (20,21,22), im Halter vorhanden ist.

Der Patentanwalt

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