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Vorrichtung zur automatischen Durchführung wiederkehrender Arbeitsvorgänge auf der Aussenseite eines zylindrischen Werkstücks
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Durchführung wiederkehrender Arbeitsgänge auf der Aussenseite eines zylindrischen Werkstücks, insbesondere, aber nicht ausschliesslich eine Vorrichtung zum Anschweissen von Metallstiften am Umfang eines Metallrohrs zur Vergrösserung der Oberfläche des zur Verwendung als Wärmetauscher bestimmten Rohrs.
Es sind schon Vorrichtungen dieser Art vorgeschlagen worden, die eine lösbare Klemmeinrichtung aufweisen, welche das Werkstück während der Durchführung jedes Arbeitsvorgangs in seiner Stellung festhält, ferner eine Einrichtung zum lösbaren Einspannen und Vorschieben des Werkstücks in axialer Richtung zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen, und eine-Einrichtung zur Steuerung der Reihenfolge der Betätigung der.. Klemm- und Einspanneihrichtung und zur Einleitung der Durchführung jedes Arbeitsvorgangs an dem Werkstück.
Dieser bekannte Vorschlag betraf das Anschweissen von stiftartigen Elementen an der Aussenseite eines Metallrohrs, wobei die Stifte in regelmässigen Abständen voneinander längs einer zur Rohrachse parallelen Linie angeordnet sind.
Die Erfindung bezweckt nun die'Schaffung einer Vorrichtung, mit der am Umfang eines zylindrischen Rohrs oder eines ähnlichen Werkstücks wiederkehrende Arbeitsvorgänge automatisch durchgeführt werden können, u. zw. an Stellen, die in Umfangs-und Axialrichtung in Abständen voneinander angeordnet sind, so dass mittels der verbesserten Vorrichtung an der Aussenseite eines Metallrohrs Stifte an Stellen angeschweisst werden können, die längs einer Schraubenlinie in gleichmässigen Abständen voneinander angeordnet sind.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Drehen der Einspanneinrichtung und des in ihr eingespannten Werkstücks um die Achse des Werkstücks vorgesehen ist, sowie ein ortsfestes Organ, das derart an der Einspanneinrichtung angreift, dass der Einspannvorrichtung und dem in ihr eingespannten Werkstück während der Drehbewegung die Bewegung in der Axe richtung erteilt wird, und dass die Steuereinrichtung auch zur Steuerung der Drehbewegung der Eimp, wneinrichtung dient, so dass die Vorrichtung die wiederkehrenden Arbeitsvorgänge an Stellen durchführen kann. die an der zylindrischen Aussenfläche des Werkstücks längs einer Schraubenlinie 1.. Abständen voneinander angeordnet sind.
Der Erfindungsgegenstand wird nun an Hand einer Vorrichtung zum Anschweissen on Stiften am Umfang eines Rohrs für die Herstellung eines Wärmetauschers ausführlicher beschrieben. Ein Ausfiihrungsbei- spiel dieser Vo : richtung ist in den Zeichnungen dargestellt.
In dieser zeigt Fig. 1 die Vorrichtung in Seitenansicht, Fig. 2 in grösserem Massstab den mittleren Teil der Fig. 1, Fig. 3 eine Stirnansicht zu Fig. 2, von der linken Seite derselben gesehen, und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2.
In der Mitte der Vorrichtung ist ein Hauptgestell 5 vorgesehen, von dessen entgegengesetzten Enden sich zwei Führungen 6 erstrecken. Auf jeder Führung sind zwei Fahrgestelle 7 vorgesehen, auf denen die entgegengesetzten Enden des Rohrs 8 gelagert sind, an dem ein Arbeitsvorgang durchgeführt werden soll.
Jedes Fahrgestell weist beliebige zweckmässige Mittel auf, mit denen das Rohr so gelagert werden kann, dass es frei um seine Achse beweglich ist. Ferner sind an den einander entgegengesetzten Enden des Hanptgestells 5 zwei Gestelle 9 vorgesehen. die je drei oder mehr Rollen 10 aufweisen. die an in Winkelabständen voneinander angeordneten Stellen an dem Umfang des Rohrs 8 angreifen können. Die Rollen 10 sind zweckmässig mit Schrauborgaren 11 in einer relativ zur Achse des Rohrs radialen Richtung beweg-
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lich, so dass sie an Rohre mit verschiedenen Durchmessern angepasst werden können.
Innerhalb des Hauptgestells ist eine Klemmeinrichtung vorgesehen, die zwei im wesentlichen L-förmige Hebel 12 aufweist, die bei 12a schwenkbar miteinander verbunden sind und je eine bogenförmige Bremsbacke 13 tragen, die an einander entgegengesetzten Seiten des Rohrs angreifen können. Zwischen den ihrer Gelenkverbindung entgegengesetzten Enden der Hebel ist ein doppeltwirkender pneumatischer Zylinder 14 eingeschaltet, über den Klemm-oder Lüftdruck auf die Backen 13 zur Einwirkung gebracht werden kann. Ferner ist eine beliebige zweckmässige Einrichtung vorgesehen, mit der eine Verschwelt" kung der Klemmeinrichtung als Ganzes verhindert wird, so dass bei an dem Rohr angreifenden Backen das Rohr gegen eine Axial- und eine Winkelbewegung festgehalten wird.
Ferner ist in dem Hauptgestell eine Einspanneinrichtung vorgesehen, die zwei schwenkbar miteinander verbundene, im wesentlichen L-förmige Hebel 15 aufweist, die zwei bogenförmige Bremsbacken 16 tragen, die an einander entgegengesetzten Seiten des Rohrs'angreifen können.
Zwischen den ihrer Gelenkverbindung 15a entgegengesetzten Enden dieser Hebel ist ein doppeltwirkender pneumatischer Zylinder 17 eingeschaltet, über denKlemm - oder Lüftdruck auf die Backen zur Einwirkung gebracht werden kann. Ferner sind die Hebel 15 als Ganzes um die Achse des Rohrs8 und relativ zueinander winkelbeweglich. Jeder Hebel 15 hat einen steifen Arm 18, der sich frei durch einen Schlitz in je einer von zwei Platten 19 erstreckt, die an einander entgegengesetzten Seiten des Hauptgestells der Vorrichtung befestigt sind.
Einer der Arme 18, in Fig. 4 rechts, ist von einem Bügel 20 umgeben, der mit der Kolbenstange 21 eines doppelwirkenden pneumatischen Vorschubzylinders 22 verbunden ist, der sei- nerseits schwenkbar mit der ihm zugeordneten Platte'19 verbunden ist und über den der Binspanneinrich- tung 15,16 eine Schwingbewegung um die Rohrachse erteilt werden kann.
Mit Schrauben sind an, jeder der Platten 19 zwei Führungsleisten 23 angeklemmt. Die einander. be-
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1 ; Ind dienen'zur FührungSchrauben 23a die Leisten23 mittels der Schrauben 24 winkelverstellbar sind. Im Betrieb werden die Lei- sten auf einen solchen vorherbestimmten Winkel zur Vertikalen eingestellt (Fig. 2), dass bei der Schwing- bewegung der Einspanneinrichtung dieser auch eine AxialDewegung relativ zu dem Rohr erteilt wird.
Von einer beliebigen zweckmässigen Antriebsquelle, beispielsweise einem drehzahlkonstanten Elek- tromotor 25, wird eine Nocke 26 angetrieben, welche die Ventile 27 zur Steuerung der Drucklüftbeauf- schlagung der doppeltwirkenden Zylinder 14,17 und 22 betätigt. Die Anordnung ist so getroffen, dass nach der Druckluftbeaufschlagung des Zylinders 17 der Einspanneinrichtung zwecks Angriff der Backen 16 an dem Rohr, der Zylinder 22 druckluftbeaufschlagt wird, um die Einspanneinrichtung zusammen mit dem
Rohr um dessen Achse zu drehen. Infolge des' Angriffs der Arme 18 an den schrägen Führungsleisten 23 wird bei dieser Bewegung dem Rohr auch eine Axialbewegung erteilt. Nach vollständiger Durchführung dieser Bewegung wird der Zylinder 14 der Klemmeinrichtung in einer solchen Richtung druckluftbeauf- schlagt, dass die Backen 13 das Rohr fest erfassen.
Dann werden die Zylinder 17 und 22 an den entgegen- gesetzten Enden durckluftbeaufschlagt, so dass die Einspanneinrichtung in ihre Ausgangsstellung zurückge- führt wird, in der sie nach dem Lüften der Klemmeinrichtung für das nächste Arbeitsspiel bereit ist.
Während das Rohr von der Klemmeinrichtung gehalten wird, betätigt die Nocke eine Einrichtung, beispielsweise einen nicht gezeigten Schalter, zur Einleitung des Arbeitsvorgangs einer Schweissmaschine, die einen Teil der Vorrichtung bildet. Diese Schweissmaschine kann nach üblichen Verfahren arbeiten und weist eine Schwingförderschale 28 zur Einzelzuführung von Stiften zu einem Magazin 29 auf, von dem in jedem Arbeitsvorgang ein Stift zu dem Umfang des Rohrs hin vorgeschoben und durch Lichtbogenschwei- ssung mit ihm verbunden wird.
Es versteht sich, dass infolge der vor jedem Arbeitsvorgang der Schweissmaschine erfolgenden Winkel- und Linearbewegung des Rohrs die Stifte 30 längs einer Schraubenlinie an dem Umfang des Rohrs ange- schweisst werden.
Durch entsprechende Einstellung der Führungsleisten 23 kann ein bestimmter Steigungswinkel gewählt werden, während durch entsprechende Einstellung des Hubes der Zylinder 22 oder durch Begrenzung des
Hubes dieses Zylinders mittels der einstellbaren Anschläge 31 an den Enden der Schlitze in den Platten 19 der Abstand zwischen einander benachbarten Stiften 30 vorherbestimmt werden kann.
Wenn mehrere in Abständen voneinander angeordnete und sich um den Umfang herum erstreckende
Reihen von Stiften am Umfang des Rohrs vorgesehen werden sollen, kann in einer abgeänderten Ausfüh- rungsform der Erfindung die Vorschubeinrichtung so angeordnet werden, dass sie der Einspanneinrichtung nur eine Winkelbewegung erteilen, bis eine Umdrehung des Rohrs durchgeführt ist, worauf der Einspann- einrichtung beispielsweise mit Hilfe einer hin-und hergehenden Einrichtung eine Axialbewegung erteilt
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wird, ehe sie ihre nächste Winkelbewegung durchführt.
Die Erfindung wurde vorstehend in ihrer Anwendung auf eine Vorrichtung zum Anschweissen von Stiften am Umfang eines Rohrs beschrieben. Sie kann aber auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung von jedem andern wiederkehrenden Arbeitsvorgang am Umfang eines zylindrischen Rohrs oder andern Werk stücks Anwendung finden. Beispielsweise kann die Vorrichtung zum Bohren von Löchern oder Ausnehmungen in den Umfang eines Werkstücks an vorherbestimmten, in Winkel-und Linearabständen voneinander angeordneten Stellungen verwendet werden. In diesem Fall wird die Schweissmaschine durch eine durch die Nocke 26 gesteuerte Bohrmaschine ersetzt.
PATENTANSPRÜCHE :
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eines zylindrischen Werkstücks, mit einer lösbaren Klemmeinrichtung zum Festhalten des Werkstücks in seiner Stellung während der Durchführung jedes Arbeitsvorgangs, einer Einrichtung zum lösbaren Einspannen und Vorschieben des Werkstücks in einer axialen Richtung zwischen aufeinanderfolgendenArbeitsvor- gängen, und einer Einrichtung zur Steuerung. der Reihenfolge der Betätigung der Klemm-und der-Einspanneinrichtung und zur.
Einleitung der Durchführung jedes Arbeitsvorgangs an dem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass-eine Einrichtung zum Drehen der Einspanneinrichtung und des in ihr eingespannten Werkstücks um die Werkstückachse vorgesehen ist, sowie ein ortsfestes Organ, das derart an der Einspanneinrichtung angreift, dass der Einspanneinrichtung und dem in ihr eingespannten Werkstück während der Drehbewegung die Bewegung in der Axialrichtung erteilt wird, und dass die Steuereinrichtung auch zur Steuerung der Drehbewegung der Einspanneinrichtung dient, so dass die Vorrichtung die wiederkehrenden Arbeitsvorgänge an Stellen durchführen kann, die an der zylindrischen Aussenfläche des Werkstücks längs einer Schraubenlinie in Abständen voneinander angeordnet sind.