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Vorrichtung zum Einschweissen hohlzylindrischer Körper
Beim Einschweissen hohlzylindrischer Körper in Bohrungen eines Werkstückes, z. B. von Rohren in Rohrböden, können verschiedene Arten der Schweissverbindung unterschieden werden. Zum Beispiel kann das Rohr soweit durch die Bohrung des Werkstückes gesteckt werden, dass es über dessen Oberfläche hinausragt, oder auch nur soweit, dass es gerade mit dieser Oberfläche abschliesst. Im ersten Fall wird die Schweissung als Kehlnaht längs der Aussenseite des Rohres ausgeführt, im zweiten Fall wird der entstandene Stumpfstoss in der Ebene der Werkstoffoberfläche verschweisst.
Für beide Verbindungsarten sind Vorrichtungen zur maschinellen Durchführung des Verfahrens bekannt, bei beiden Verfahren entsteht jedoch, entweder durch herausragende Rohre oder durch die Raupen der Stumpfstossschweissung eine nicht ebene Fläche, die sich einerseits schlecht weiterverarbeiten lässt und anderseits für bestimmte Verwendungszwecke, wie z. B. für Behälterböden von Wärmeaustauschern, wegen der strömungstechnisch schlechten Verhältnisse ungeeignet ist. Zudem können für den Fall, dass viele Rohre eingeschweisst werden sollen, diese nicht beliebig nahe beeinander liegen.
Es ist deshalb beim Einschweissen von Rohren in Behälterböden üblich, die Rohre nicht vollständig durch die Bohrungen des Werkstückes hindurchzustecken, sondern sie innerhalb der Bohrung zwischen dem Stirnende der Rohre und derLochleibung der Bohrung mit einer Innenkehlnaht (Schultemaht) mit dem Werkstück zu verschweissen. Diese Art der Schweissung wurde bisher von Hand ausgeführt. Es ist jedoch sehr schwierig, besonders bei kleinenRohrdurchmessern, mit einerHandschweissung saubere Nähte zu erhalten.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschweissen hohlzylindrischer Körper in Bohrungen eines Werkstückes mit einer in den hohlzylindrischen Körper einsetzbaren Führungsspindel und einem mit der Führungsspindel verbundenen sowie in geeignetem Winkel zur Schweissnaht hin gerichteten Schweisskopf und bezweckt, das Einschweissen unter geringstem Zeitaufwand halb- oder vollautomatisch ohne übermässig hohe Anforderungen an das Bedienungspersonal ausführbar zu machen. Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass die Spindel in ihrem oberen Teil durch eine den Schweisskopf aufnehmende Muffe unterbrochen ist.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist auch noch durch ein in einem radialen Abstand von der Führungspindel gehaltenes Abstützglied gekennzeichnet, welches die Eintauchtiefe der Führungsspindel in den hohlzylindrischen Körper festlegt. Die Erfindung erstreckt sich ferner auf bauliche Ausgestaltungen der Erfindung und hat gegenüber den bekannten Vorrichtungen den Vorteil, dass bei der Ein- schweissung von hohlzylindrischen Körpern, insbesondere Rohren, in Bohrungen eines Werkstückes die Schweissraupe nicht über die Oberfläche des Werkstückes hervorragt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung in Seitenansicht mit einem austauschbaren Zentrierfutter für Rohre von verhältnismässig kleinem Innendurchmesser und Fig. 2 eine Vorrichtung gemäss Fig. 1 mit einem austauschbaren Zentrierfutter für Rohre von verhältnismässig grossem Innendurchmesser.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung umfasst eine Führungsspindel l, welche an ihrem unteren Ende ein aus zwei S ätzen 2 und 3 von federnden Vorsprüngen bestehendes austauschbares Zentrierfutter 4 aufweist, wobei das in Fig. 1 gezeigte Futter für Rohre von kleinerem, das in Fig. 2 gezeigte für Rohre von grösserem Innendurchmesser bestimmt ist. In ihrem Mit-
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telteil ist die Spindel 1 durch eine Rohrmuffe 5 unterbrochen, welche einen Schweisskopf 6 aufnimmt.
Ferner ist mit der. Führungsspindel l eine mit einem radialen Schlitzloch versehene Platte 7 verbunden, welche eine an einem Ende als Schraubmutter 8 ausgebildete Gewindebüchse 9 aufnimmt.
Durch Lösen einer Feststellmutter 10 ist die Gewindebüchse 9 entsprechend dem Durchmesser eines mit einem Werk- stück 11 zu verschweissenden Rohres 12 in dem Schlitzloch der Platte 6 radial verstellbar. In der Gewin- debüchse 9 ist eine Flügelschraube 13 gehalten, welche an ihrem unteren Ende eine Gleitkugel 14 auf- weist und entsprechend der gewünschten Eintauchtiefe der Spindel 1 in das Rohr 12 axial verstellbar ist.
Durch die Gleitkugel 14 ist eine leichte Drehbarkeit der Führungsspindel l im Betrieb gewährleistet. Zur
Betätigung des Gerätes ist an dem dem Werkstück 11 abgewendetenEnde der Führungsspindel l ein Hand- rad 15 aufgesetzt. Zur genauen Justierung des Abstandes einer in dem Schweisskopf 6 gehaltenen Elektrode bzw.
Elektrodendraht 16 von der Schweissnaht 17 enthält die Muffe 5 noch eine Feststellschraube 18.
Zur Durchführung einer Schweissung wird die Führungsspindel 1 mit dem Zentrierfutter 4 in das zu verschweissende Rohr 12 eingebracht und die Gewindebüchse 9 in einen radialen, ausserhalb der Zone der Schweissnaht 17 liegenden Abstand von der Führungsspindel 1 verschoben. Nach geeigneter Axialjustierung der Flügelschraube 13 und Axialverschiebung des Schweisskopfes 6 nebst nachträglicher Fixierung der Gewindebüchse 9 durch die Feststellmutter 10 bzw. des Schweisskopfes 6 durch die Feststellschraube 18 ist das Gerät betriebsbereit. Es erfolgt die Zündung eines Lichtbogens und daran anschliessend eine Drehung des Handrades 15 entsprechend der gewünschten Schweissgeschwindigkeit um eine volle Umdrehung mit zusätzlicherAnfügung eines kleinen Überlappungswinkels.
Zwischen dem Werkstück 11 bzw. dem Rohr 12 einerseits und der Führungsspindel 1 andererseits kann eineKraftquellewirksam sein, welche derFührungs- spindel 1 eine Drehbewegung gegenüber dem Werkstück 11 erteilt, so dass dann auf das Handrad 15verzichtet werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Einschweissen hohlzylindrischer Körper in Bohrungen eines Werkstückes mit einer in den hohlzylindrischen Körper einsetzbaren Führungsspindel und einem mit der Führungsspindel verbundenen sowie in geeignetem Winkelzur Schweissnaht hin gerichtetenSchweisskopf, dadurchgekennzeichnet, dass die Spindel (1) in ihrem oberenTeil durch eine den Schweisskopf (6) aufnehmende Muffe (5) unterbrochen ist.