(19)
(11)EP 3 650 156 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
13.05.2020  Patentblatt  2020/20

(21)Anmeldenummer: 18205527.7

(22)Anmeldetag:  09.11.2018
(51)Int. Kl.: 
B23K 9/028  (2006.01)
B23K 9/10  (2006.01)
B23K 9/32  (2006.01)
G01N 21/00  (2006.01)
B23K 9/095  (2006.01)
B23K 9/16  (2006.01)
B23K 37/02  (2006.01)
B23K 101/06  (2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(71)Anmelder: Illinois Tool Works, Inc.
Glenview, Illinois 60025 (US)

(72)Erfinder:
  • TAMM, Markus
    88662 Überlingen (DE)
  • FOH, Marcel
    88677 Markdorf (DE)

(74)Vertreter: Trinks, Ole 
Meissner Bolte Patentanwälte Rechtsanwälte Partnerschaft mbB Postfach 10 26 05
86016 Augsburg
86016 Augsburg (DE)

  


(54)ORBITALSCHWEISSVORRICHTUNG MIT EINFACHERER HANDHABUNG DER RESTSAUERSTOFFMESSUNG


(57) Orbitalschweißvorrichtung (1) zum Verschweißen zweier Rohrstücke, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) eine Schweißstromquelle (10) in einem Schweißstromquellengehäuse (11) aufweist und einen von dem Schweißstromquellengehäuse (11) separaten, an die Schweißstromquelle (10) mittels eines Kabels (2) angeschlossenen Orbitalschweißkopf (20), wobei der Orbitalschweißkopf (20) eine Kammer (50) zur Verwendung von Schutzgas (50) aufweist und/oder die Orbitalschweißvorrichtung (1) eine Formiereinrichtung (90) zur Verwendung von Schutzgas, bevorzugt Wurzelschutzgas bzw. Formiergas, aufweist, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) einen Sauerstoffsensor (40) aufweist, wobei der Sauerstoffsensor (40) in oder an dem Schweißstromquellengehäuse (11) angeordnet ist.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft allgemein Orbitalschweißvorrichtungen mit Kammern für Schutzgas.

[0002] Der Stand der Technik WO2014130374A1 und WO2015112242A1 zeigt die Verwendung von Sauerstoffsensoren, insbesondere optischen Sauerstoffsensoren, zum Orbitalschweißen, teils mit in der Kammer für Schutzgas angeordnetem Sauerstoffsensor.

[0003] Die Erfinder befanden als nachteilig, dass die Sauerstoffmessung noch nicht flexibel genug und/oder umständlich handzuhaben ist.

[0004] Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe war es, diesen Nachteil zu verbessern. Die Aufgabe wird durch die Erfindung, insbesondere wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert ist, gelöst.

[0005] Insbesondere wird diese Aufgabe gelöst durch eine Orbitalschweißvorrichtung zum Verschweißen zweier Rohrstücke, wobei die Orbitalschweißvorrichtung eine Schweißstromquelle in einem Schweißstromquellengehäuse aufweist und einen von dem Schweißstromquellengehäuse separaten, an die Schweißstromquelle mittels eines Kabels angeschlossenen Orbitalschweißkopf, wobei der Orbitalschweißkopf eine Kammer zur Verwendung Schutzgas aufweist, welche bevorzugt eingerichtet ist, während eines Schweißprozesses eine Schweißelektrode des Orbitalschweißkopfes zu umgeben und nach außen hin im Wesentlichen abzuschließen, und/oder wobei die Orbitalschweißvorrichtung eine Formiereinrichtung zur Verwendung von Schutzgas, bevorzugt Wurzelschutzgas bzw. Formiergas (engl. purge gas), aufweist, wobei die Orbitalschweißvorrichtung einen Sauerstoffsensor, bevorzugt zur Messung einer Sauerstoffkonzentration im Schutzgas, aufweist, wobei der Sauerstoffsensor in oder an dem Schweißstromquellengehäuse angeordnet ist.

[0006] Hierdurch wird auf erfinderische Weise eine Schweißvorrichtung bereitgestellt, mit der es möglich ist in einfacher Art und Weise Sauerstoffkonzentrationen an verschiedenen Orten mit bevorzugt demselben Sauerstoffsensor zu messen, insbesondere auch im Schutzgas, bevor es in die Kammer oder das Rohrinnere zur Verbindungsstelle der Rohrstücke geleitet wurde, d.h. im Frischgas, denn in oder an dem Schweißstromquellengehäuse ist der Sauerstoffsensor zentral gelegen und kann somit einfach für verschiedene Messungen verwendet werden. Bevorzugt ist dabei der Sauerstoffsensor eingerichtet, eine Sauerstoffkonzentration im Schutzgas zu messen, bevor es in die Kammer oder (bevorzugt über die Formiereinrichtung in zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke) zur Verbindungsstelle der Rohrstücke eingeleitet wurde. In oder an dem Schweißstromquellengehäuse angeordnet bedeutet bevorzugt, dass der Sauerstoffsensor dort befestigt ist und dort auch für die vorgesehenen Sauerstoffmessungen verbleibt oder verbleiben kann. Durch die Anordnung in oder an dem Schweißstromquellengehäuse wird zudem die Handhabung gegenüber separaten Handgeräten erleichtert.

[0007] Insbesondere wird diese Aufgabe weiterhin gelöst durch eine Orbitalschweißvorrichtung zum Verschweißen zweier Rohrstücke, wobei die Orbitalschweißvorrichtung eine Schweißstromquelle in einem Schweißstromquellengehäuse aufweist und einen von dem Schweißstromquellengehäuse separaten, an die Schweißstromquelle mittels eines Kabels angeschlossenen Orbitalschweißkopf, wobei der Orbitalschweißkopf eine Kammer für Schutzgas aufweist, welche bevorzugt eingerichtet ist, während eines Schweißprozesses eine Schweißelektrode des Orbitalschweißkopfes zu umgeben und nach außen hin im Wesentlichen abzuschließen, und/oder die Orbitalschweißvorrichtung eine Formiereinrichtung zur Verwendung von Schutzgas, bevorzugt Wurzelschutzgas bzw. Formiergas, aufweist, wobei die Orbitalschweißvorrichtung einen in eine Komponente der Orbitalschweißvorrichtung integrierten Sauerstoffsensor aufweist, wobei der Sauerstoffsensor eingerichtet ist, eine Sauerstoffkonzentration im Schutzgas zu messen, bevor es in die Kammer oder (bevorzugt über die Formiereinrichtung in zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke) zur Verbindungsstelle der Rohrstücke eingeleitet wurde.

[0008] Hierdurch ist die Qualität des Schutzgases bestimmbar. Wenn zum Beispiel das Schutzgas zu viel Sauerstoff enthält, kann diese Fehlerquelle gefunden werden und eine andere Gasflasche verwendet werden.

[0009] Das Schutzgas zum Formieren und das Schutzgas für den Rohraußenmantel, d.h. die Kammer, können verschiedene Schutzgase, d.h. z.B. aus verschiedenen Gasflaschen, sein. Alternativ ist das Schutzgas zum Formieren dasselbe, welches auch für den Rohraußenmantel verwendet wird.

[0010] Integriert an einer anderen Komponente bedeutet bevorzugt, dass der Sauerstoffsensor
  • in oder an dem Schweißstromquellengehäuse
  • oder in oder an dem Orbitalschweißkopf
  • oder in oder an der Formiereinrichtung,
  • oder in oder an einer Gasleitung zwischen Orbitalschweißkopf oder Formiereinrichtung und Gasquelle oder in oder an dem Kabel
befestigt ist und dort auch für die vorgesehenen Sauerstoffmessungen verbleibt oder verbleiben kann.

[0011] Bevorzugt hat das Kabel eine Mindestlänge von 1 m, bevorzugt 2m, besonders bevorzugt 5m. Die Schweißstromquelle ist bevorzugt stationär, während der Orbitalschweißkopf manuell portabel ist. Bevorzugt ist in oder am Schweißstromquellengehäuse ein Schweißstromquellencontroller angeordnet. Bevorzugt weist der Orbitalschweißkopf eine Rohrhalterung und einen gegenüber der Rohrhalterung drehbar gelagerten Schweißelektrodenhalter zur Halterung der Schweißelektrode auf. Bevorzugt weist die Orbitalschweißvorrichtung einen, bevorzugt durch einen Motorcontroller, besonders bevorzugt den Schweißstromquellencontroller, der Orbitalschweißvorrichtung angesteuerten, bevorzugt elektrischen Motor auf, welcher eingerichtet ist, den Schweißelektrodenhalter anzutreiben und ihn so gegenüber der Rohrhalterung zu verdrehen. Die Rohrhalterung ist bevorzugt eine zangenartige Klemmhalterung.

[0012] Der Sauerstoffsensor ist bevorzugt über ein Kabel oder über eine drahtlose Datenverbindung an den Schweißstromquellencontroller zur Übertragung des Messsignals bzw. der Messdaten angebunden.

[0013] Die Kammer ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Rohrstücke, welche aneinandergeschweißt werden sollen, an den zu verbindenden Enden von der Kammer umschlossen sind. Die Kammer weist bevorzugt einen Eingang, z.B. mit einem Schlauchanschluss, für Schutzgas auf, mit welchem die Kammer somit gefüllt werden kann. Die vorher vorhandene Luft wird dabei dann durch die zuvor genannten kleinen Spalte oder Öffnungen aus der Kammer gedrängt. Die Kammer kann auch einen dedizierten Gasausgang aufweisen.

[0014] Die Kammer ist bevorzugt derart gestaltet, dass die Schweißelektrode in der Kammer um die zu verschweißenden Rohrstücke gedreht werden kann.

[0015] Bevorzugt weist der Orbitalschweißkopf ein Gehäuse auf, welches an die Kammer angrenzt und welches z.B. für einen Benutzer einen Griff oder ein Gehäuse für Bedien- oder Schaltelemente und/oder den Motor bildet.

[0016] Bevorzugt weist das Schweißstromquellengehäuse in oder an dem Schweißstromquellengehäuse eine Gasleitung auf, an welcher der Sauerstoffsensor so angeordnet ist, so dass eine Sauerstoffkonzentration in der Gasleitung messbar ist, wobei die Gasleitung eingerichtet ist, eine Gasquelle (z.B. eine Gasflasche) mit der Kammer oder der Formiereinrichtung zu verbinden, bzw. ein Teilstück dieser Verbindung zu sein. Bevorzugt sind entlang des Kabels ein oder mehrere Schläuche angeordnet, welche das Schutzgas zur Kammer leiten.

[0017] Alternativ oder zusätzlich weißt die Orbitalschweißvorrichtung in dem Orbitalschweißkopf oder zwischen Orbitalschweißkopf und Gasquelle, z.B. entlang des Kabels, eine Gasleitung auf, an welcher der Sauerstoffsensor so angeordnet ist, dass eine Sauerstoffkonzentration in der Gasleitung messbar ist, wobei die Gasleitung eingerichtet ist, eine Gasquelle (z.B. eine Gasflasche) mit der Kammer zu verbinden, bzw. ein Teilstück dieser Verbindung zu sein.

[0018] Bei einer weiteren Orbitalschweißvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Orbitalschweißvorrichtung eingerichtet ist, mittels des Sauerstoffsensors eine Sauerstoffkonzentration in der Kammer zu messen.

[0019] Bevorzugt weist die Orbitalschweißvorrichtung eine Ansaugeinrichtung auf, mittels welcher Schutzgas aus der Kammer angesaugt werden kann, so dass darin die Sauerstoffkonzentration gemessen werden kann. Die Ansaugeinrichtung ist bevorzugt in oder an dem Schweißstromquellengehäuse angeordnet.

[0020] Bevorzugt weist die Orbitalschweißvorrichtung eine optische Kopplung in die Kammer auf, welche einen optischen Sauerstoffsensor mit dem Inneren der Kammer optisch koppelt, so dass in der Kammer die Sauerstoffkonzentration gemessen werden kann.

[0021] Bei einer weiteren Orbitalschweißvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Orbitalschweißvorrichtung eingerichtet ist, mittels des Sauerstoffsensors eine Sauerstoffkonzentration im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zu messen. Dabei kann die Sauerstoffkonzentration im Rohrinnenraum direkt aber auch indirekt erfolgen, z.B. indirekt durch Messung der Sauerstoffkonzentration in einem aus dem Rohr austretenden (z.B. durch einen stromabwärtsseitigen Stopfen mit Austrittsöffnung geleiteten) Gasstrahl - dies gilt für jegliche hier erwähnte Messung der Sauerstoffkonzentration im Rohrinnenraum.

[0022] Bevorzugt weist die Orbitalschweißvorrichtung eine Ansaugeinrichtung auf, mittels welcher Schutzgas aus dem Inneren des zumindest einem der zu verschweißenden Rohrstücke angesaugt werden kann, so dass darin die Sauerstoffkonzentration gemessen werden kann. Die Ansaugeinrichtung ist bevorzugt in oder an dem Schweißstromquellengehäuse angeordnet.

[0023] Bevorzugt weist die Orbitalschweißvorrichtung eine optische Kopplung auf, welche einen optischen Sauerstoffsensor mit dem Innenraum des zumindest einen der zu verschweißenden Rohrstücke optisch koppelt, so dass im Inneren des zumindest einen der zu verschweißenden Rohrstücke die Sauerstoffkonzentration gemessen werden kann.

[0024] Bei einer weiteren Orbitalschweißvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Orbitalschweißvorrichtung eingerichtet ist, eine Sauerstoffkonzentration an verschiedenen Orten, gleichzeitig mittels des Sauerstoffsensors zu messen, z.B. an zwei oder mehreren der folgenden Orte
  • in der Kammer, bevorzugt dort an mehreren Orten
  • im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke, bevorzugt dort an mehreren Orten,
  • im Schutzgas, bevor es in die Kammer oder in das Innere eines der zu verschweißenden Rohrstücke zur Verbindungsstelle der Rohrstücke strömt.


[0025] Hierdurch ist eine kostengünstige umfassende Sauerstoffmessung möglich. Bevorzugt weist die Orbitalschweißvorrichtung verschiedene Lichtleiter auf, deren eines Ende an den verschiedenen Orten positioniert sind und deren anderes Ende auf den Sensor des in diesem Fall optischen Sauerstoffsensor gebündelt ist. Alternativ weist die Orbitalschweißvorrichtung verschiedene Ansaugkanäle oder -schläuche sowie eine Ansaugeinrichtung auf, mittels welcher Gasproben von den verschiedenen Orten zum Sensor angesaugt werden. Bevorzugt ist die Orbitalschweißvorrichtung eingerichtet, die gleichzeitige Messung an verschiedenen Orten mit einer höheren eingestellten Empfindlichkeit durchzuführen, als wenn mit dem Sensor nur an einem Ort gemessen wird, so dass die durch Messung an mehreren Orten entstehende Mittelung entsprechend kompensiert ist. Z.B. wird bei Messung an zwei Orten die Empfindlichkeit verdoppelt gegenüber einer Messung an nur einem Ort.

[0026] Bei einer weiteren Orbitalschweißvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Orbitalschweißvorrichtung eine Umschalteinrichtung aufweist, welche eingerichtet ist, zwischen einem ersten Zustand und mindestens einem weiteren Zustand umzuschalten, wobei in dem ersten Zustand der Sauerstoffsensor eingerichtet ist, die Sauerstoffkonzentration im Schutzgas zu messen, bevor es in die Kammer oder zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zur Verbindungsstelle der Rohrstücke eingeleitet wurde, und wobei in dem mindestens einen weiteren Zustand der Sauerstoffsensor eingerichtet ist, die Sauerstoffkonzentration in der Kammer oder im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zu messen.

[0027] Hierdurch ist mit nur einem Sauerstoffsensor die Sauerstoffkonzentration an mindestens zwei verschiedenen Messorten bestimmbar.

[0028] Die Umschaltvorrichtung weist bevorzugt ein Umschaltventil auf.

[0029] Besonders bevorzugt weist die Umschaltvorrichtung eine optische Umschaltvorrichtung auf, mittels welcher optische Pfade zugeschaltet und getrennt werden können.

[0030] Bei einer weiteren Orbitalschweißvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Orbitalschweißvorrichtung eingerichtet ist, automatisch als Teil eines durch einen elektronischen Rechner, bevorzugt durch den Schweißstromquellencontroller, durchgeführten Schweiß- und Messprogramms - zunächst die Umschalteinrichtung in den ersten Zustand zu schalten und die Sauerstoffkonzentration im Schutzgas zu messen, bevor es in die Kammer oder zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zur Verbindungsstelle der Rohrstücke eingeleitet wurde, und nach einer bestimmten Zeit die Umschalteinrichtung in den mindestens einen weiteren Zustand zu schalten und die Sauerstoffkonzentration in der Kammer oder im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zu messen.

[0031] Hierdurch wird automatisch vor dem Schweißen die Schutzgasqualität bestimmt und danach automatisch die Sauerstoffkonzentration in der Kammer oder im Rohrinnenraum gemessen.

[0032] Bei einer weiteren Orbitalschweißvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Orbitalschweißvorrichtung einen weiteren Sauerstoffsensor aufweist, wobei der weitere Sauerstoffsensor eingerichtet ist, die Sauerstoffkonzentration in der Kammer oder im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zu messen.

[0033] Hierdurch wird auf alternative Weise ein Messen an mehreren Orten ermöglicht.

[0034] Bevorzugt ist der weitere Sauerstoffsensor in oder am Orbitalschweißkopf oder in oder an der Formiereinrichtung oder der zur Formiereinrichtung oder dem Orbitalschweißkopf führenden Gasleitung angeordnet.

[0035] Bei einer weiteren Orbitalschweißvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Orbitalschweißvorrichtung eine Speichereinrichtung aufweist und eingerichtet ist, gemessene Restsauerstoffmesswerte
  • des Schutzgases, bevor es in die Kammer oder über die Formiereinrichtung in zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zur Verbindungsstelle der Rohrstücke eingeleitet wurde, und oder
  • des Schutzgases, in der Kammer oder im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke,
in der Speichereinrichtung zu protokollieren.

[0036] Hierdurch können im Nachhinein die Korrektheit oder Fehleranfälligkeit von Schweißverbindungen anhand der abgespeicherten Restsauerstoffwerte überprüft werden. Außerdem ist es hierdurch möglich, die Restsauerstoffwerte bequem, ohne manuelles importieren von Daten aus mobilen, separaten Restsauerstoffmessgeräten zusammen mit den Schweißprozessprotokollen aufzubewahren oder sich anzeigen zu lassen. Bevorzugt ist die Speichereinrichtung in oder an dem Schweißstromquellengehäuse angeordnet.

[0037] Eine weitere Lösung der Aufgabe ist gegeben durch eine Orbitalschweißvorrichtung zum Verschweißen zweier Rohrstücke, wobei die Orbitalschweißvorrichtung eine Schweißstromquelle in einem Schweißstromquellengehäuse aufweist und einen von dem Schweißstromquellengehäuse separaten, an die Schweißstromquelle mittels eines Kabels angeschlossenen Orbitalschweißkopf, wobei die Orbitalschweißvorrichtung eine Formiereinrichtung zur Verwendung von Schutzgas, bevorzugt Wurzelschutzgas bzw. Formiergas, aufweist, welche über eine Gasleitung mit einer Gasquelle verbunden ist, wobei die Orbitalschweißvorrichtung einen Sauerstoffsensor aufweist, wobei der Sauerstoffsensor in oder an der Formiereinrichtung oder der Gasleitung befestigt ist.

[0038] Bevorzugt weist die Formiereinrichtung mindestens einen Stopfen auf, wobei der Sauerstoffsensor an einer Halteeinrichtung des Stopfens befestigt ist. Z.B. weist der Stopfen, bevorzugt zentral, einen Hohlstab mit Außengewinde auf. Durch den Hohlstab kann das Formiergas aus dem Rohr wieder ins Freie strömen, wenn der Stopfen stromabwärtsseitig verwendet wird. Durch eine Mutter am Außergewinde kann der Stopfen gequetscht werden, so dass aufgrund der durch die Quetschung bewirkten Vergrößerung des Stopfendurchmessers der Stopfen im Rohr dichtend positionierbar ist. Bevorzugt ist der Sauerstoffsensor in den Hohlstab eingesetzt und/oder daran befestigt, z.B. mittels eines im Hohlstab eingebrachten Innengewindes.

[0039] Aspekte der Erfindung sollen nun anhand von Zeichnungen beispielhaft weiter veranschaulicht werden. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 basierend auf der ersten Ausführungsform eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3a und 3b basierend auf der ersten und zweiten Ausführungsform eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei 3b nur einen Ausschnitt der in Fig. 3a gezeigten Ausführungsform zeigt, wobei die in den vorigen Figuren optionale Formiereinrichtung 90 nicht mehr vorhanden oder gezeigt ist,

Fig. 4 basierend auf der ersten und zweiten Ausführungsform eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die in den vorigen Figuren optionale Formiereinrichtung 90 nicht mehr vorhanden oder gezeigt ist.



[0040] Es folgt eine detailliertere Beschreibung von Fig. 1. Die Ausgestaltung ist derart, dass die Orbitalschweißvorrichtung 1 eine Schweißstromquelle 10 in einem Schweißstromquellengehäuse 11 aufweist und einen von dem Schweißstromquellengehäuse 11 separaten, an die Schweißstromquelle 10 mittels eines Kabels 2 angeschlossenen Orbitalschweißkopf 20, wobei der Orbitalschweißkopf 20 eine Kammer 50 für Schutzgas aufweist, welche eingerichtet ist, während eines Schweißprozesses eine Schweißelektrode 23 des Orbitalschweißkopfes 20 zu umgeben und nach außen hin im Wesentlichen abzuschließen, wobei die Orbitalschweißvorrichtung 1 optional (gepunktet) eine Formiereinrichtung 90 zur Verwendung von Schutzgas, bevorzugt Wurzelschutzgas bzw. Formiergas, aufweist, wobei die Orbitalschweißvorrichtung 1 einen Sauerstoffsensor 40 aufweist, wobei der Sauerstoffsensor 40 in oder an dem Schweißstromquellengehäuse 11 angeordnet ist.

[0041] Es folgt eine detailliertere Beschreibung von Fig. 2. Die Ausgestaltung ist derart, dass die Orbitalschweißvorrichtung 1 eine Schweißstromquelle 10 in einem Schweißstromquellengehäuse 11 aufweist und einen von dem Schweißstromquellengehäuse 11 separaten, an die Schweißstromquelle 10 mittels eines Kabels 2 angeschlossenen Orbitalschweißkopf 20, wobei der Orbitalschweißkopf 20 eine Kammer 50 für Schutzgas aufweist, welche eingerichtet ist, während eines Schweißprozesses eine Schweißelektrode 23 des Orbitalschweißkopfes 20 zu umgeben und nach außen hin im Wesentlichen abzuschließen, wobei die Orbitalschweißvorrichtung 1 optional (gepunktet) eine Formiereinrichtung 90 zur Verwendung von Schutzgas, bevorzugt Wurzelschutzgas bzw. Formiergas, aufweist, wobei die Orbitalschweißvorrichtung 1 einen in eine andere Komponente der Orbitalschweißvorrichtung 1 integrierten Sauerstoffsensor 40 aufweist, wobei der Sauerstoffsensor 40 eingerichtet ist, eine Sauerstoffkonzentration im Schutzgas zu messen, bevor es in die Kammer 50 (oder optional auch oder alternativ zur Verbindungsstelle der Rohrstücke über die Formiereinrichtung 90) geleitet wird. Hier weist das Schweißstromquellengehäuse 11 in oder an dem Schweißstromquellengehäuse 11 eine Gasleitung 61 auf, an welcher der Sauerstoffsensor 40 so angeordnet ist, dass eine Sauerstoffkonzentration in der Gasleitung 61 messbar ist, wobei die Gasleitung 61 eingerichtet ist, eine Gasquelle 60 (z.B. eine Gasflasche) mit der Kammer 50 oder optional auch oder alternativ mit der Formiereinrichtung 90 zu verbinden, bzw. ein Teilstück dieser Verbindung zu sein. Hier sind entlang des Kabels 2 ein oder mehrere Schläuche angeordnet, welche das Schutzgas zur Kammer 50 leiten. In diesem Beispiel wird als Formiergas das gleiche Gas verwendet wie für das Schutzgas in der Kammer 50.

[0042] Es folgt eine detailliertere Beschreibung von Fig. 3a und 3b. In Fig. 3a befindet sich die Umschaltvorrichtung 70 im ersten Zustand, in Fig. b im zweiten Zustand. Die Ausgestaltung ist derart, dass die Orbitalschweißvorrichtung 1 eingerichtet ist, eine Sauerstoffkonzentration in der Kammer 50 zu messen. Hier weist die Orbitalschweißvorrichtung 1 eine Ansaugeinrichtung 80 auf, mittels welcher Schutzgas aus der Kammer 50 angesaugt werden kann, so dass darin die Sauerstoffkonzentration gemessen werden kann. Die Ausgestaltung ist derart, dass die Orbitalschweißvorrichtung 1 eine Umschalteinrichtung 70 aufweist, welche eingerichtet ist, zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand umzuschalten, wobei in dem ersten Zustand der Sauerstoffsensor 40 eingerichtet ist, die Sauerstoffkonzentration im Schutzgas zu messen, bevor es in die Kammer 50 geleitet wird, und wobei in dem zweiten Zustand der Sauerstoffsensor 40 eingerichtet ist, die Sauerstoffkonzentration in der Kammer 50 zu messen. Die Umschaltvorrichtung weist hier ein Umschaltventil auf. Die Ausgestaltung ist derart, dass die Orbitalschweißvorrichtung 1 eingerichtet ist, automatisch als Teil eines durch einen elektronischen Rechner, hier durch den Schweißstromquellencontroller, durchgeführten Schweiß- und Messprogramms zunächst die Umschalteinrichtung 70 in den ersten Zustand zu schalten, die Sauerstoffkonzentration im Schutzgas zu messen, bevor es in die Kammer 50 geleitet wird, und nach einer bestimmten Zeit die Umschalteinrichtung 70 in den zweiten Zustand zu schalten und die Sauerstoffkonzentration in der Kammer 50 zu messen.

[0043] Es folgt eine detailliertere Beschreibung von Fig. 4. Die Ausgestaltung ist derart, dass die Orbitalschweißvorrichtung 1 einen weiteren Sauerstoffsensor 40' aufweist, wobei der weitere Sauerstoffsensor 40' eingerichtet ist, die Sauerstoffkonzentration in der Kammer 50 zu messen, anders als in Fig. 3a und 3b.

Bezugszeichen



[0044] 
1
Orbitalschweißvorrichtung
2
Kabel
10
Schweißstromquelle
11
Schweißstromquellengehäuse
20
Orbitalschweißkopf
23
Schweißelektrode
40
Sauerstoffsensor
50
Kammer
60
Gasquelle
61
Gasleitung
70
Umschalteinrichtung
80
Ansaugeinrichtung
90
Formiereinrichtung
40'
weiterer Sauerstoffsensor



Ansprüche

1. Orbitalschweißvorrichtung (1) zum Verschweißen zweier Rohrstücke, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) eine Schweißstromquelle (10) in einem Schweißstromquellengehäuse (11) aufweist und einen von dem Schweißstromquellengehäuse (11) separaten, an die Schweißstromquelle (10) mittels eines Kabels (2) angeschlossenen Orbitalschweißkopf (20), wobei der Orbitalschweißkopf (20) eine Kammer (50) zur Verwendung von Schutzgas (50) aufweist und/oder die Orbitalschweißvorrichtung (1) eine Formiereinrichtung (90) zur Verwendung von Schutzgas, bevorzugt Wurzelschutzgas bzw. Formiergas, aufweist, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) einen Sauerstoffsensor (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffsensor (40) in oder an dem Schweißstromquellengehäuse (11) angeordnet ist.
 
2. Orbitalschweißvorrichtung (1) zum Verschweißen zweier Rohrstücke, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) eine Schweißstromquelle (10) in einem Schweißstromquellengehäuse (11) aufweist und einen von dem Schweißstromquellengehäuse (11) separaten, an die Schweißstromquelle (10) mittels eines Kabels (2) angeschlossenen Orbitalschweißkopf (20), wobei der Orbitalschweißkopf (20) eine Kammer zur Verwendung von Schutzgas (50) aufweist und/oder die Orbitalschweißvorrichtung (1) eine Formiereinrichtung (90) zur Verwendung von Schutzgas, bevorzugt Wurzelschutzgas bzw. Formiergas, aufweist, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) einen in eine Komponente der Orbitalschweißvorrichtung (1) integrierten Sauerstoffsensor (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffsensor (40) eingerichtet ist, eine Sauerstoffkonzentration im Schutzgas zu messen, bevor es in die Kammer (50) oder zur Verbindungsstelle der Rohrstücke eingeleitet wurde.
 
3. Orbitalschweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) eingerichtet ist, mittels des Sauerstoffsensors (40) eine Sauerstoffkonzentration in der Kammer (50) zu messen.
 
4. Orbitalschweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) eingerichtet ist, mittels des Sauerstoffsensors (40) eine Sauerstoffkonzentration im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zu messen.
 
5. Orbitalschweißvorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4,
wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) eine Ansaugeinrichtung (80) aufweist, mittels welcher eine Probe des Schutzgases aus der Kammer (50) oder aus dem Inneren des zumindest einen der zu verschweißenden Rohrstücke angesaugt und zu dem Sauerstoffsensor (40) geleitet werden kann, so dass in der Probe die Sauerstoffkonzentration gemessen werden kann
oder
wobei der Sauerstoffsensor (40) ein optischer Sauerstoffsensor ist und die Orbitalschweißvorrichtung (1) eine optische Kopplung aufweist, welche den Sauerstoffsensor (40) mit dem Innenraum der Kammer oder des zumindest einen der zu verschweißenden Rohrstücke optisch koppelt, so dass über die optische Kopplung die Sauerstoffkonzentration in dem entsprechenden Innenraum gemessen werden kann.
 
6. Orbitalschweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) eingerichtet ist, eine Sauerstoffkonzentration an verschiedenen Orten gleichzeitig mittels des Sauerstoffsensors (40) zu messen.
 
7. Orbitalschweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) eine Umschalteinrichtung (70) aufweist, welche eingerichtet ist, zwischen einem ersten Zustand und mindestens einem weiteren Zustand umzuschalten, wobei in dem ersten Zustand der Sauerstoffsensor (40) eingerichtet ist, die Sauerstoffkonzentration im Schutzgas zu messen, bevor es in die Kammer (50) oder zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zur Verbindungsstelle der Rohrstücke eingeleitet wurde, und wobei in dem mindestens einen weiteren Zustand der Sauerstoffsensor (40) eingerichtet ist, die Sauerstoffkonzentration in der Kammer (50) oder im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zu messen.
 
8. Orbitalschweißvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) eingerichtet ist, automatisch als Teil eines durch einen elektronischen Rechner durchgeführten Schweiß- und Messprogramms

- zunächst die Umschalteinrichtung (70) in den ersten Zustand zu schalten und die Sauerstoffkonzentration im Schutzgas zu messen, bevor es in die Kammer (50) oder zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zur Verbindungsstelle der Rohrstücke eingeleitet wurde,

- und nach einer bestimmten Zeit die Umschalteinrichtung (70) in den mindestens einen weiteren Zustand zu schalten und die Sauerstoffkonzentration in der Kammer (50) oder im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zu messen.


 
9. Orbitalschweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) einen weiteren Sauerstoffsensor (40') aufweist, wobei der weitere Sauerstoffsensor (40') eingerichtet ist, die Sauerstoffkonzentration in der Kammer (50) oder im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zu messen.
 
10. Orbitalschweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Orbitalschweißvorrichtung (1) eine Speichereinrichtung aufweist und eingerichtet ist, gemessene Restsauerstoffmesswerte

- des Schutzgases, bevor es in die Kammer (50) oder über die Formiereinrichtung (90) in zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke zur Verbindungsstelle der Rohrstücke eingeleitet wurde, und oder

- des Schutzgases, in der Kammer (50) oder im Inneren zumindest eines der zu verschweißenden Rohrstücke,

in der Speichereinrichtung zu protokollieren.
 




Zeichnung























IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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