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Schweiss-und Schneidgerät für Rohrdurchdringungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schweiss- und Schneidgerät für Durchdringungen senkrecht aufeinander stehender Rohre, bei welchem ein zur Erzeugung einer geradlinigen Bewegung, die zusammengesetzt mit einer Drehbewegung die zur Führung des Schweiss- oder Schneidbrenners entlang der Durchdringungskurve erforderliche Relativbewegung zwischen dem Brenner und dem Werkstück ergibt, dienendes Getriebe vorgesehen ist.
Bei der Verbindung von rohrförmigen Teilen mit gegeneinander geneigten Achsen bereitet sowohl beim Ausschneiden der beiden Teile entlang der Durchdringungskurve als auch bei der Verbindung der Teile entlang dieser Kurve die Führung des Brenners erhebliche Schwierigkeiten. Die Notwendigkeit der Herstellung derartiger Rohrdurchdringungen tritt auf den verschiedensten Arbeitsgebieten auf und spielt beispielsweise in der Armaturenfabrikation eine bedeutende Rolle.
Um eine möglichst grosse Schweissverbindung der beiden rohrförmigen Teile erzielen zu können, ist
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ners bzw. des Werkstückes erforderlich. Es ist bekannt, zur Herstellung von kreisförmigen Ausschnitten das Werkstück so auf einen Drehtisch aufzuspannen, dass sich der Mittelpunkt des auszuschneidenden Kreises in der Drehachse des Tisches befindet. Durch eine entsprechende Schrägstellung des Schneidbrenners kann die Schnittfläche unter einem beliebig gegen die Oberfläche des Werkstückes geneigten Winkel ausgeführt werden. Da es lediglich auf die Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Brenner ankommt, kann natürlich auch die Tischplatte feststehen und der Brenner entsprechend im Kreis geführt werden.
Weiters ist auch schon eine Einrichtung zum Führen eines Werkzeuges längs der Durchdringungskurve von zwei unter einem Winkel zusammenzufügenden kreiszylindrischen hohlen Werkstücken bekannt, bei welcher dem Werkzeug eine Bewegung parallel zur Achse des zu bearbeitenden Werkstückes und gleichzeitig dem Werkstück eine Drehbewegung um seine Achse'erteilt wird. Diese bekannte Einrichtung weist zwei an ihrem einen Ende gelenkig miteinander verbundene Hebel auf, wobei beide Hebel mit Gleiteinrichtungen versehen sind, die auf einer zur Achse des Werkstückes parallelen Führung gleiten. Diese Führung ist jedoch nicht fest, sondern selbst wieder auf entsprechenden Führungen gleitend geführt. Daraus ergibt sich eine sehr komplizierte Konstruktion.
Ziel der Erfindung ist es, ein einfaches, nicht zu Störungen neigendes Gerät zu schaffen, welches eine absolut exakte Relativbewegung zwischen Brenner und Werkstück entlang der Durchdringungskurve rohrförmiger Teile ermöglicht.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass bei dem eingans beschriebenen Gerät das Getriebe aus einer auf zwei im rechten Winkel zueinander stehenden, ortsfest angeordneten Geradführungen geführten Stange oder einem in sich festen Gestänge besteht, wobei die entlang der einen Geradführung erfolgende Bewegung des einen Endes der Stange bzw. des Gestänges mittels eines synchron mit der Drehbewegung umlaufenden Armes über eine mit diesem Ende fest verbundene Führung bewirkt wird und die Bewegung des andern Endes der Stange bzw. des Gestänges entlang der andern Geradführung die ge-
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radlinige Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Brenner bestimmt.
Durch die Erfindung wird in einfachster Weise eine absolut genaue Führung des Schneid- oder Schweissbrenners entlang jeder gewünschten Verschneidungslinie zweier Rohrteile erzielt. Ferner ist es von besonderem Vorteil, dass mit einer entsprechenden Schrägstellung des Brenners die Schnittfläche mit grösster Genauigkeit in jeder gewünschten Neigung gegen die Erzeugende des rohrförmigen Teiles hergestellt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen die Fig. 1 und 2 eine einfache Durchdringung zweier Drehkörper im Auf-und Grundriss, wobei schematisch die Erzeugung der erforderlichen Bewegungen für einen sich auf der Verschneidungskurve bewegenden Punkt veranschaulicht ist. Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemässen Gerätes im Schrägriss.
In den Fig. l und 2 sind zwei Drehkörper 1, 2 dargestellt, die sich entlang der Verschneidungslinie 3 durchdringen. Die beiden Drehkörper 1 und 2 stellen schematisch beispielsweise den Aussenmantel zweier Rohre dar, die bei der Herstellung einer Armatur entlang der Kurve 3 zunächst auszuschneiden und dann miteinander zu verbinden sind.
Ein Punkt 4 der Durchdringungskurve 3 lässt sich, wie Fig. 1 zeigt, jeweils als Spitze eines rechwinkeligen Dreiecks 5 darstellen, dessen Hypothenuse gleich dem Radius 1\ des grösseren Drehkörpers 1 ist und dessen eine Kathete R'2 gleich ist, der Projektion des Radius R des kleineren Drehkörpers 2 auf die zur Achse des Drehkörpers 1 senkrecht stehende Symmetrieebene. Die Bewegung des Punktes 4 auf der Durchdringungskurve 3 kann aus zwei Einzelbewegungen zusammengesetzt werden, nämlich aus der Bewegung auf einer Kreisbahn mit dem Radius R entsprechend dem Radius des kleineren Drehkörpers 2 und aus einer geradlinigen Verschiebung parallel zur Erzeugenden dieses Drehkörpers 2.
Die maximale Grösse h (Fig. l) dieser geradlinigen Verschiebung ergibt sich aus den beiden Grenzlagen für das rechwinkelige Dreieck 5, die durch die beiden Werte
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Die Erzeugung der beiden Bewegungen, deren Zusammensetzung die der Durchdringungskurve ent- sprechende Bewegungsbahn ergibt, ist in den Fig. 1 und 2 durch die beiden Doppelpfeile 6 und 7 angedeutet. Es ist ersichtlich, dass sich die dem Pfeil 7 entsprechende geradlinige Bewegung durch die Verschiebung einer mit dem Durchmesser 1\ des grösseren Drehkörpers 1 übereinstimmenden Stange entlang der beiden schematisch angedeuteten Geradführungen S, 9 erzeugen lässt.
Dabei ist die Lage des unteren Endes 11 der Stange 10 durch die jeweilige Stellung eines um die Achse 13 drehenden Armes 14 von der Länge des Radius R-des kleineren Drehkörpers 2 bestimmt. Die Bewegung des oberen Endes 12 der Stange 10 auf der Geradführung 9 ergibt die erforderliche geradlinige Verschiebung, die der entlang der Durchdringungskurve wandernde Punkt 4 ausführen muss.
Das erfindungsgemässe Gerät kann konstruktiv beispielsweise in der in Fig. 3 schematisch angedeuteten Form ausgebildet werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Arm 15 vorgesehen, der um eine feste Achse 16 drehbar ist. Zu diesem Zweck ist der Arm 15 mit einem Tellerrad 17 verbunden, das mit einem Zahnritzel 18 antreibbar ist. Das eine Ende des Armes 15 ist über ein Gelenk 19 mit einer Hülse 20 verbunden, die auf einer Stange 21 gleitet. Die Stange 21 ist ein Teil eines Rahmens, der durch eine zur Stange 21 parallele Stange 22 und durch zwei seitliche Verbindungsstangen 23 vervollständigt wird.
Die Stange 21 läuft beispielsweise mittels zweier Rollenlager 24 auf zwei parallelen Führungsschienen 25. Die Stange 22 ist mit ihren Enden an zwei Führungshülsen 26 angelenkt, die durch eine feste Verbindung 27 miteinander verbunden sind. Die beiden Führungshülsen 2ö gleiten auf zwei parallelen Stangen 28.
Um das Gerät auf die jeweilige Dimension des zu bearbeitenden Werkstückes einstellen zu können, ist die Länge des Armes 15 sowie der beiden Verbindungsstangen 23 verstellbar. Zu diesem Zweck ist das Tellerrad 17 mit einer Klemmvorrichtung 29 verbunden, welche nach Lockern der Klemmbacken eine Verschiebung des Armes 15 ermöglicht. Ebenso sind auch an den Verbindungspunkten der Stange 21 mit den beiden seitlichen Verbindungsstangen 23 Klemmeinrichtungen 30 vorgesehen, die eine Längsverstellung der Verbindungsstangen 23 erlauben. Die Länge des Armes 15 wird entsprechend dem Aussenradius R. des einen Rohrteiles und die Länge der beiden Verbindungsstangen 23 entsprechend dem Innenradius 1\ des andern Rohrteiles eingestellt.
Der Antrieb des Tellerrades 17 erfolgt über das Zahnritzel 18 vom Drehtisch aus, auf dem das auszuschneidende bzw. zu verschweissende Werkstück aufgespannt ist, und ist so eingestellt, dass der Arm 15 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Drehtisch umläuft. Die wahrend einer Umdrehung
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des Werkstückes erforderliche vertikale Verschiebung des Schweiss- oder Schneidbrenners kann mittels einer starren Verbindung von der Verbindungsschiene 27 der beiden Führungshülsen 26 abgenommen werden.
Zum Ausschneiden eines rohrförmigen Teiles oder zum Verschweissen zweier Teile entlang der Durchdringungskurve werden diese zunächst auf dem Drehtisch so aufgespannt, dass sich die Achse des einen rohrförmigen Teiles in der Drehachse des Tisches befindet. Hierauf wird der Schweiss- oder Schneidbrenner in die richtige Stellung bezüglich der Durchdringungskurve gebracht, wobei auf den notwendigen Abstand des Brenners vom Werkstück und auf die gewünschte Schrägstellung des Brenners geachtet wird, und das dem betreffenden Werkstück entsprechende Verhältnis zwischen R und R mit Hilfe der Klemmvorrichtungen 29 und 30 eingestellt.
Infolge der Verbindung des Brenners mit der Schiene 27 führt dieser während der Drehung des Werkstückes die für die Beschreibung der Durchdrin- gungskurve erforderliche geradlinige Verschiebung aus und befindet sich damit während des gesamten
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gebaut werden. Diese Übersetzung besteht aus zwei Zahnstangen 31 und 32 und zwei das gewünschte Übersetzungsverhältnis aufweisenden Zahnrädern 33 und 34, die fest miteinander verbunden sind. In diesem Falle ist der Brenner mit der über die Zahnräder angetriebenen Zahnstange 32 fest verbunden und er erfährt eine dem Übersetzungsverhältnis entsprechende grössere oder kleinere Verschiebung.
Da es lediglich auf die Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Brenner ankommt, ist es klar, dass die Aufteilung der Bewegungen nicht unbedingt in der im Zusammenhang mit dem obigen Ausführungsbeispiel beschriebenen Weise erfolgen muss, sondern dass beispielsweise ohne weiteres auch der Brenner die kreisende Bewegung ausführen kann und die erforderliche geradlinige Verschiebung vom Werkstück übernommen werden kann. In diesem Falle wird die geradlinige Verschiebung des Werkstückes von der Schiene 27 des in Fig. 3 dargestellten Gerätes gesteuert und die Drehung des Tellerrades 17 erfolgt synchron mit der kreisenden Bewegung des Brenners.
Selbstverständlich können auch beide Bewegungen, nämlich sowohl die Drehung als auch die geradlinige Verschiebung, vom gleichen Teil, d. h. vom Werkstück oder vom Brenner ausgeführt werden. So kann insbesondere die geradlinige Verschiebung von der Schiene 27 auch auf den Drehtisch übertragen werden, der damit während seiner Drehung eine Höhenverstellung erfährt. Die Höhenverstellung kann aber auch von der Schiene 27 auf die kreisförmige Führungsbahn eines um das ortsfest angeordnete Werkstück umlaufenden Brenners übertragen werden. In allen Fällen befindet sich infolge des erfindungsgemäss ausgebildeten Gerätes der Brenner stets in einer absolut genauen Einstellung bezüglich der Durchdringungskurve der das Werkstück bildenden rohrförmigen Teile.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schweiss-und Schneidgerät für Durchdringungen senkrecht aufeinander stehender Rohre, bei welchem ein zur Erzeugung einer geradlinigen Bewegung, die zusammengesetzt mit einer Drehbewegung die zurFührung des Schweiss- oder Schneidbrenners entlang der Durchdringungskurve erforderliche Relativbewegung zwischen dem Brenner und dem Werkstück ergibt, dienendes Getriebe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe aus einer auf zwei im rechten Winkel zueinander stehenden, ortsfest angeordneten Geradführungen (25, 28) geführten Stange (23) oder einem in sich festen Gestänge besteht, wobei die entlang der einen Geradführung (25) erfolgende Bewegung des einen Endes der Stange (23) bzw.
des Gestänges mittels eines synchron mit der Drehbewegung umlaufenden Armes (15) über eine mit diesem Ende fest verbundene Führung (21) bewirkt wird und die Bewegung des andern Endes der Stange (23) bzw. des Gestänges entlang der andern Geradführung (28) die geradlinige Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Brenner bestimmt.