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Fahrbare Anlage zur Herstellung endloser Rohre
Die Erfindung betrifft eine fahrbare Anlage zur Herstellung endloser Rohre am Verlegungsort.
Es sind schon fahrbare Rohrfabriken bekannt, die Rohre aus plastischem Material, beispielsweise Kunstharz, an Ort und Stelle durch Strangpressen herstellen und anschliessend verlegen. Auch sind fahrbare Rohrschweiss-und Verlegemaschinen bekannt, die bereits hergestellte, fertige Rohre zu langen Strängen zusammenschweissen, den fertigen Rohrstrang prüfen und verlegen. Ferner sind Rohrherstellungsmaschinen bekannt, welche vom aufgerollten Band ausgehend ein fertiges, geschweisstes Rohr von endlicher Länge liefern. Es sind auch Rohrschweissmaschinen bekannt, welche mit Profilrollen zur GeradefUhrung der zu
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derung des Rohres bekannt, welche mit grösserer Rückgangsgeschwindigkeit arbeiten können und Rohre endlicher Länge mit stetem Zug befördern.
Endlich sind fahrbare Schweissanlagen. insbesondere solche mit gekühlter Schweissunterlage oder mit Rücksaugvorrichtung für das Flussmittel bekannt.
Alle diese bekannten Einrichtungen sind aber nicht dazu geeignet, endlose, metallene Rohre direkt von einem Band ausgehend herzustellen und zu verlegen.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine fahrbare Herstellungsanlage für endlose Rohre zu schaffen, welche das Rohr während der Fahrt von einem Band ausgehend automatisch herstellt und am Verlegungsort auf dem Boden niederlegt, wobei das Rohr endlos anfällt und kein nachträgliches Zusammenschweissen mehr erforderlich ist, so dass ein fortlaufender Rohrstrang direkt verlegt werden kann.
Die Erfindung bezweckt insbesondere die Schaffung einer Einrichtung, welche in einem stetigen, selbsttätigen Arbeitsvorgang während ihrer langsamen Fortbewegung längs eines mit einem Rohrstrang zu versehenden Grabens das Band auflädt, abrollt, an den Enden zusammenschweisst, zu einem Rohr formt, mit einer Längsnaht verschweisst und das fertige Rohr zieht, weiterfördert und ablegt.
Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Anlage obgenannter Art ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Fahrzeug eine vollständige Einrichtung zur Herstellung von endlosen, geschweissten Rohren aus Bandmaterial untergebracht ist, wobei diese Einrichtung aus einem aus Kraftmaschine und elektrischem Generator bestehenden Stromversorgungsaggregat, einem Bal1drollenverladekran, einem Bandrollenträger, einer Bandkopfschweissvorrichtung, einer Rollenbahn zum rohrförmigen Einrollen des Bandes, einer an sich bekannten Profilrollen-Führungsvorrichtung, einer an sich bekannten Ziehdüse, einer an sich bekannten Längsnahtschweissvorrichiung, einer kontinuierlich wirksamen Vorschubeinrichtung und einer an sich bekannten Stützvorrichtung für das das Fahrzeug verlassende Rohr besteht.
Bei der erfindungsgemässen Anlage weist die Bandkopfschweissvcrrichtung vorzugsweise wenigstens zwei die zu schweissenden Bänder mit den Enden aneinanderschiebende Rollenpaare und eine die beiden Bandenden in schweissrichtiger Stellung zueinander festhaltende Presse auf, zwischen deren geteiltem Widerlager eine Schweissmaschine quer zum Band aeweglich angeordnet ist.
Die Rollenbahn zum rohrförmigen Einrollen des Bandes besteht aus einer Anzahl Rollen, welche das Band allmählich in ein Rohr umformen und schliesslich zu einer Ziehdüse zum endgültigen Schliessen und Schweissen weiterführen. Die erfindungsgemässe Vorschubeinrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Ziehschlitten, welche wechselweise arbeiten, wobei sie durch besondere hydraulische und elektrische Steuer- und Betätigungsmittel automatisch mit einer Arbeitskette bzw. einer rascher laufenden Rücklaufkette an- und abgekuppelt werden. Die erfindungsgemässen Ziehschlitten sind mit selbsttätigen, nach
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dem Freilaufprinzip arbeitenden Greifeinrichtungen versehen, um das Rohr bei der Arbeitsbewegung mitzuschleppen.
Die Stiltzvorrichtung für das aus der Maschine während der Fahrt austretende Rohr besteht in an sich bekannter Weise aus schwenkbar abgestützten Rollen, welche sich der veränderlichen Form des die Maschine verlassenden Rohrstranges anschmiegen können.
Die Zeichnungen stellen eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dar. Es zeigen Fig. la, lb, 1c und 2a, 2b, 2c hintereinanderliegende Teile einer erfindungsgemässen Anlage in Seiten- bzw.
Draufsicht ; die Fig. 3, 4 und 5 die Bandkopfschweissvorrichtung in Längs-, Quer- bzw. Horizontalschnitt ;
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Erfindung besteht (Fig. la und 2a) aus einem Lastwagen a mit einem Halbanhänger und einem kleinen
Anhänger. Der Lastwagen trägt eine aus einem Generator 1 und einer Kraftmaschine 2 bestehende Strom- versorgungsanlage für den Betrieb der eigentlichen Rohrherstellungseinrichtung, die auf einem Rahmen 3 des Halbanhängers aufgestellt ist. Vorne findet man zuerst eine Schalttafel 4, welche den vom Stromer- zeuger 1 gelieferten Strom an die verschiedenen Einrichtungen der Rohrherstellungsanlage verteilt. Daran schliesst eine Bandrollenverladeeinrichtung an, welche ein Gerüst 5 aufweist, in dem ein Hebezeug 6 für die Bandrollen 8 quer zum Band und zum Fahrzeug verfahrbar ist.
Darunter ist ein Paar Lagerböcke 7 für die Lagerung der Bandrollen in Abrollbereitschaft aufgestellt. Dahinter liegt eine Bandkopfschweissvor- richtung f (Fig. 3 und 4) mit Förder-und Führungsrollen 9 (Fig. la, 2a) sowie anschliessend eine Rollen- bahn b, deren Rollen 10 das Band allmählich rohrförmig einrollen.
Anschliessend daran befinden sich
Führung-, Zieh-und Schweisseinrichtungen c (Fig. lb, 2b), die äussere Profilrollen 21 (Fig. 6, 7 und 8) und innere, auf Tragschienen 23 sitzende Rollen 25 aufweisen, deren im Umfang vorragende Führung- ringe in den Spalt des gebildeten Schlitzrohres 12 eingreifen und dieses gerade fahren, um es zu einer
Ziehdüse 24 überzuführen, die das Schlitzrohr vollkommen verschliesst und ausrundet, bevor dieses von der daran folgenden Längsnahtschweisseinrichtung zusammengeschweisst wird. Diese Einrichtung besteht aus einem Drahtrollen 28 sowie einen Flussmittelbehälter 29 (Fig. lb) tragenden und eine Elektrode 27 sowie die Schläuche 30, 31 (Fig. 7) für das Flussmittel führenden Schweisskopf und aus einer Schweissunterla- ge 26.
Hinter der Schweissstelle c ist eine Vorschubvorrichtung d (Fig. Ic) angeordnet, die zwei wechselweise arbeitende Ziehschlitten mit einer hydraulischen, automatischen Steuervorrichtung 53-57, ein Paar Führungsrollen 11 für das fertige Rohr, sowie eine auf dem kleinen Anhänger aufgestellte, mit nachgiebigen Stützrollen 63 versehene Stützvorrichmng e für das vom Fahrzeug ablaufende Rohr aufweist.
DieBandkopfsehweissvorrichtung f der erfindungsgemässen Rohrherstellungseinrichtung ist in den Fig. 3 bis 5 genauer dargestellt. Trotzdem sind diese Figuren nur schematische Zeichnungen, welche die Vorrichtung durchaus nicht in allen Einzelheiten darstellen.
Die Vorrichtung besteht aus zwei Stehlagern 13, die auf einer eigenen, vom Rahmen 3 des Halbanhängers getragenen Stützplatte (vgl. Fig. la) befestigt sind und je ein Paar Rollen 9 tragen. Diese an den Bändern 12 angreifenden Rollen führen und schieben die benachbarten Kopfenden zweier Bänder gegeneinander und genau unter die eigentliche Schweissstelle, d. h. unter die Schweisselektrode 17. Ausserdem weist die Vorrichtung noch eine Presse auf, die zwei bewegliche Backen 14 mittels einer hydraulischen oder pneumatischen Vorrichtung 15 nach oben gegen zwei feste Backen oder Widerlager 16 pressen kann.
Dabei wird je ein Kopfende jedes Bandes 12 zwischen den Pressenteilen gefasst und festgehalten. Vom fortschreitenden Bande wird zugleich die ganze Schweissvorrichtung mitgeschleppt, so dass die beiden Bandenden tadellos miteinander verschweisst werden können. Zu diesem Zweck wird eine Schweisselektrode 17 von einem fahrbaren Schweisskopf geführt, der gleichzeitig auch Flussmittelschläuche 20 trägt und auf be- sonderen, von den Widerlagern 16 getragenen Schienen quer zum Band 12 verstellt werden kann (vgl. Fig. 4).
Dabei rollt sich die Elektrode 17 kontinuierlich von einer Wickeltrommel 18 selbsttätig ab, während das Flussmittel vom Behälter 19 hinzukommt.
Durch das Zusammenschweissen des hinteren Endes eines fast ganzlich verarbeiteten Bandes mit dem vorderen Kopfende eines neuen Bandes wird der Rohrherstellungsmaschine praktisch ein endloses Band zugeführt, so dass die Maschine tatsächlich ein praktisch endloses Rohr herstellen kann.
Die Rohrvorschubeinrichtung d ist in den Fig. 9-12 eingehender dargestellt, wobei jedoch auch diese Figuren nur schematisch sind und keineswegs sämtliche Einzelheiten der Einrichtung darstellen.
Diese Einrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Schlitten 32 (Fig. 9 und 11), welche mit Laufrädern 33 auf Schienen 34 hin-und herrollen können, die vom Rahmen 3 (Fig. la, b, 2a) des Halban-
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hängers getragen werden. Der Hauptkörper dieser Schlitten 32 wird durch mit Klemmnasen versehene ringförmige Greifvorrichtungen 35 gebildet, die sich selbsttätig auf das durchlaufende Rohr festklemmen, wenn sich die Schlitten im Sinne der gewünschten Schleppbewegung des Rohres bewegen, wogegen sie sich vom Rohr loslösen, wenn sich die Greifvorrichtung mit Bezug auf das Rohr nach rückwärts bewegt.
Diese selbsttätigen Greifvorrichtungen arbeiten nach dem bekannten Prinzip der Freilaufnabe, und sind daher nicht in ihren Einzelheiten dargestellt worden.
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wegungen dieser beiden Kettenarten sind entgegengesetzt, wobei die Rücklaufkette mit einer grösseren
Geschwindigkeit als die Antriebsketten umläuft, damit der Rücklauf der Schlitten in einer kürzeren Zeit als deren Arbeitsgang vollendet ist und ein Schlitten den Antrieb des Rohres bereits wieder übernehmen kann, bevor der andere seinen Arbeitsgang beendet hat und das Rohr freigibt. Auf diese Weise wird er- reicht, dass beim Umschalten des Antriebs von einem auf den andern Ziehschlitten keine Unterbrechung der Rohrbewegung eintritt. Die Verbindung der Ziehschlitten mit den Arbeitsketten 36 und der Rücklauf- kette 37 wird durch Kupplungshaken 38 bzw.
Kupplungszähne 39 hergestellt (Fig. 10).
Für das Ein-und Ausrücken der Kupplungshaken 38 sind hydraulische Steuerorgane vorgesehen. Diese bestehen aus Zylindern 41, welche an Ansätzen 50 (Fig. 9, 10,11) des Schlittens 32 befestigt und mit doppeltwirkenden Kolben 60 (Fig. 12) versehen sind. Diese sind mit Kolbenstangen 40 (Fig. 10) verbunden, an deren äussere m Ende die Kupplungshaken 38 angelenkt sind, u. zw. mittels eines Drehgelenkes 43.
Die Haken 38 sind dabei als Kniehebel ausgebildet, deren zweiter Arm 42 durch eine Gelenkstange 44 an einer aus dem Zylinder 41 herausragenden Nase 45 verankert ist. Beim Hinausfahren des Kolbens und der zugehörigen Kolbenstange 40 hebt sich somit das äussere Ende des Hakens 38, wobei es sich gleichzeitig vom Zylinder 41 entfernt, so dass zuerst der Kraftschluss zwischen dem Haken 38 und der Kette 36 gelöst wird, worauf sich der Haken von der Kette gänzlich befreit. Gleichzeitig hebt sich auch das äussere Ende der Gelenkstange 44, wobei sich ihre innere, jenseits des Gelenkes 46 vorragende Verlängerung 47 senkt, und dabei einen elektrischen Schalter 48 betätigt.
Für das Ein-und Ausrücken der Kupplungszähne 39, welche in senkrechter Richtung auf-und abgleiten können, sind Solenoide 49 vorgesehen, deren Anker den betreffenden Zahn 39 betätigen und deren Stromkreise von den betreffenden Schaltern 48 geschlossen werden. Auf diese Weise ist die Betätigung der Zähne 39 von der der Haken 38 abhängig : Wenn sich die Haken 38 heben und den Eingriff mit den Ziehketten 36 lösen, senken sich die Zähne 39 und greifen in die Rücklaufkette 37 ein. Anderseits, wenn sich die Haken 38 senken und in die Ketten 36 eingreifen, wird der zugehörige Zahn 39 gehoben und von der Rücklaufkette 37 gelöst. Diese elektrische Kupplung von Haken-und Zahnbetätigung bewirkt die automatische Arbeitsweise der Vorrichtung insofern, als deren Rücklauf einem jeden Arbeitshub selbsttätig folgt.
Für die automatische Einschaltung der Arbeitshübe ist dagegen eine hydraulische Steuerung vorgesehen. Diese besteht aus mit Betätigungshebeln 56 versehenen Steuerhähnen 57, welche auf jedem Schlitten vorgesehen sind, sowie aus von einerSteuerschiene 51 getragenen Steueranschlägen 52,53, 54 und 55 (Fig. lc und 12), gegen welche die Betätigungshebel beim Vorbeifahren des betreffenden Schlittens anschlagen, wodurch die Hähne betätigt werden. Dabei ist die Steuerschiene 51 zweckmässig derart umstellbar auf dem Rahmen 3 (Fig. la, Ib) des Fahrzeuges - beispielsweise drehbar (vg !. Fig. 9) - befestigt, dass die Anschläge auf Wunsch ein-und ausgerückt werden können, um die automatische Arbeitsweise der Maschine ein-bzw. auszuschalten.
Die Wirkungsweise der hydraulischen oder pneumatischen Steuereinrichtung-sowie die innere Ausbildung der Umschalthähne 57 und des hydraulischen Zylinders 41 für die Betätigung der Haken - gehtaus der Fig. 12 hervor, welche das Schaltschema der Steuervorrichtung teilweise wiedergibt. Diese Figur zeigt die beiden Anschläge 52 und 53, welche die Steuerung des in Betracht genommenen Schlittens bewirken, den zugehörigen Umschalthahn 57 mit seinem Betätigungshebel 56 in zwei in vollen Linien gezeichneten Stellungen sowie in zwei andern strichpunktiert dargestellten Zwischenstellungen, und einen hydraulischen Zylinder 41 des zugeordneten Schlittens mit dem dazugehörigen Kolben 60 sowie der zugeordneten Kolbenstange 40, den Zylinderkammern 59,61 und den Verbindungsleitungen 58, 62.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist die folgende : Nachdem der Ziehschlitten die ganz links liegende Stellung seines Rücklaufweges erreicht hat und der Betätigungshebel 56 gegen den Anschlag 52 angeschlagen hat, ist der Umschalthahn 57 in der links gezeichneten Stellung. In dieser Stellung wird das von der Pumpe in Pfeilrichtung in den Hahn 57 eintretenue Steuermedium in die Leitung 58 gelenkt, und gelangt somit in die rechte Kammer 59 des Zylinders 41, wodurch der Kolben 60 samt der Kolbenstange
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40 nach links getrieben wird. Gleichzeitig wird das in der linken Zylinderkammer 61 befindliche Steuer- medium durch die Leitung 62 zum Hahn 57 zurückgeleitet, aus dem es durch die gezeichnete Austritts- öffnung im Sinne des oberen Pfeiles nach dem Flüssigkeitsbehälter zurückfliesst.
Als Folge dieser Umschaltung und der dadurch bewirkten Verschiebung der Kolbenstange 40 nach links wird der Haken 38 (Fig. 10), der mit seinem Arm 42 an der Gelenkstange 44 angelenkt ist, nach links verschoben, wobei sich seine Spitze zwischen zwei Rollen der Arbeitskette 36 schiebt, worauf der Haken bei weiterem Einfahren der Kolbenstange 40 gegen die linke Rolle 36, wie dargestellt, drückt. Auf diese
Weise wird das zwischen Haken und Kette stets mehr oder weniger auftretende Spiel restlos aufgenommen, so dass der Haken sofort zur Wirkung kommen kann, wodurch der andere Schlitten vom Zug entlastet wird und von der Kette abgehakt werden kann.
Der betrachtete Schlitten vollführt nun seine Arbeitsbewegung nach rechts, bis sein Betätigungshebel 56 gegen den andern Anschlag 53 anschlägt und in die andere Stel- lung umgeschlagen wird, wie in Fig. 12 auf der rechten Seite gezeigt wird.
In dieser Stellung wird die Pumpe (vgl. den Pfeil unten) mit der Leitung 62, d. h. der links gezeich- neten Leitung verbunden, wobei die rechte Leitung - also Leitung 58 - mit dem Auslass nach dem Flüs- sigkeitsbehälter verbunden wird. In dieser Hahnstellung strömt also das Steuermedium im entgegengesetz- ten Sinne; also von der Pumpe nach der linken Kammer 61 des Zylinders 41 und von der rechten Zylin- derkammer 59 zum Behälter, wobei der Kolben 60 mit der Kolbenstange 40 nunmehr nach rechts ver- schoben wird. Dabei wird der Haken 38, wie bereits beschrieben, von der Arbeitskette 36 losgehakt, wor- auf durch Betätigung des elektrischen Schalters 48 (Fig. 10) und dem Eingreifen des Zahnes 39 in die RUck- laufkette der Rücklauf des Schlittens herbeigeführt wird.
Nach vollendetem Rücklauf schlägt Hebel 56 wieder gegen den Anschlag 52, so dass der Hahn 57 wieder die links in Fig. 12 dargestellte Lage einnimmt und sich die soeben beschriebene Arbeitsweise der Vorrichtung wiederholt.
Die wechselweise Zusammenarbeit der beiden Ziehschlitten 32 geht wie folgt vor sich (vgl. die Fig. lc,
2c und 9-12) : Sobald der rechte (hintere) Schlitten seine Arbeitsbewegung begonnen und den Zug auf- genommen hat, ist der linke (vordere), noch mit dem Rohr laufende Schlitten von der Zugkraft entlastet.
Bald darauf schlägt der Hebel 56 des linken Schlittens am Anschlag 53 an und wird umgeschlagen, so dass das Druckmedium nach der Zylinderkammer 61 geleitet und der Kolben 60 samt der Kolbenstange 40 nach rechts verschoben wird. Dabei wird Haken 38 aus dem Eingriff mit der Kette 36 gebracht, während zu gleicher Zeit die Verlängerung 47 der Gelenkstange 44 auf den Schalter 48 drückt und somit den Kupplungszahn 39 mit der Rücklaufkette 37 in Eingriff bringt und so den Rücklauf des linken Schlittens auslöst. Der Rücklauf erfolgt mit grösserer Geschwindigkeit als die Arbeitsbewegung, weil die Rücklaufkette-wie schon erwähnt-mit einer grösseren Geschwindigkeit umläuft als die Arbeitskette.
Wenn der linke Schlitten den Rücklauf beendet und der Betätigungshebel 56 an den linken Anschlag 52 anschlägt, wird das Druckmedium in die rechte Zylinderkammer 59 eingelassen, so dass der Kolben 60 sich nach links bewegt, den Haken 38 zwischen die Kettenrollen einführt und ihn anschliessend gegen die linke Rolle 36 presst. Gleichzeitig gibt die Verlängerung 47 den Schalter 48 frei, so dass der Zahn 39 des linken Schlittens nicht mehr in die Rilcklaufkette 37 eingreift, so dass der linke Schlitten seine Arbeitsbewegung beginnen und das Rohr mittels seiner automatischen Greifvorrichtung 35 erfassen kann. Dabei wird der rechte Schlitten entlastet, bevor er am Ende seines Arbeitsweges anlangt und sein Hebel 56 den Anschlag 55 berührt.
Nach Berühren des Anschlages 55 spielt sich der schon erläuterte Vorgang mit dem rechten Schlitten an Stelle des linken ab, wobei die Anschläge 54,55 an Stelle der Anschläge 52, 53 treten.
Es versteht sich, dass die beschriebene Maschine im Rahmen der Erfindung nur eine ihrer möglichen Ausfthrungsformen darstellt, wobei die verschiedensten Abänderungen sowie eine beliebig unterschiedliche Ausführung aller Einzelheiten möglich sind.
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