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Vorrichtung zum Stumpfschweissen von Rohren
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stumpfschweissen von Rohren, unter Verwendung eines mehrteiligen, auf das Rohr aufzubringenden Lagerteiles mit einem um das Rohr rotierenden Schweisskopf. Die bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen für diesen Zweck waren mit einer eigenen Führungseinrichtung für den Schweisskopf versehen. Diese Führungseinrichtung bestand beispielsweise aus einem Zapfen, welcher in der Rohrachse montiert wurde und den Schweisskopf lagerte, oder es wurde ein Führungsring verwendet, in welchem der Schweisskopf gelagert war.
Bei einer andern bekanntgewordenen Einrichtung war ein zweiteiliger Lagerbock vorgesehen, welcher am Rohr befestigt wurde. Dieser Lagerbock trug einen Antriebsmotor samt Getriebe ; über ein Ritzel am Getriebeausgang wurde ein zweiteiliger Zahnkranz angetrieben, welcher die Schweisspistole hielt und am Lagerbock abrollte.
Bei allen bekannten Einrichtungen-war vor dem Schweissen die Montage der Führungseinrichtung und das genaue Ausrichten dieser letzteren sowie das Justieren der Schweisspistole nach der Schweissnahtfuge erforderlich, was sehr zeitraubend und umständlich war. Abweichungen, welche durch Wärmedehnungen während des Schweissvorganges auftraten, mussten gesondert korrigiert werden. Bei nicht sachgemässer Montage konnte es vorkommen, dass die Schweissnaht nicht an der richtigen Stelle lag, so dass Ausschuss entstand.
Schliesslich wurden Schweissgeräte für Rohre vorgesehen, bei welchen die Laufrollen auf einem der Spurführung dienenden, dehnbaren Kettenring geführt werden und eine den Abstand des Kettenringes zur Schweissnut festlegende, herausklappbare, Einstellvorrichtung aufweisen. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass zwischen Rohr und Schweissgeräte ein gesonderter Kettenring zur Führung des Gerätes erforderlich ist. Dieser Kettenring, welcher aus einzelnen Gliedern besteht, hat nur bei einem einzigen Rohrdurchmesser kreisrunde Form, bei allen andern Rohrdurchmessern ist die Führungsfläche ein Vieleck mit gerundeten Seiten, wodurch der ruhige Lauf des Schweissgerätes, wie es für heikle Arbeiten an Rohren notwendig ist, nicht gewährleistet ist. Durch die Erwärmung des Rohres beim Schweissen treten Verformungen auf.
Da der zur Führung dienende Kettenring in einem seitlichen Abstand zur Schweissnaht angebracht ist, tritt während des Schweissvorganges durch Wärmeausdehnung des Rohres eine Lageveränderung zwischen Schweissnut und Schweisspistole auf. Diese Abweichungen können beispielsweise beim Wurzelschweissen zuSchweissfehlern führen, es sei denn, eswird die Schweisspistole während des Schweissvorganges in ihrer Lage korrigiert. Dies ist eine manuelle Arbeit, die in besonderer Weise von der gewissenhaften Bedienung des Gerätes abhängig ist und bei grösseren Schweissgeschwindigkeiten Schwierigkeiten bereitet.
Zur Behebung dieser Mängel sieht die Erfindung vor, dass bei einer Vorrichtung zum Stumpfschwei- ssen von Rohren der eingangs angegebenen Art der Lagerteil über Rollen unmittelbar am Rohr in der Schweissnahtebene aufsitzt und um dieses gemeinsam mit dem Schweisskopf eine umlaufende Bewegung
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ausführt, wobei die Rollen unmittelbar an der Schweissstelle am Rohr anliegen.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist weiters darin gelegen, dass der Lagerteil aus mehreren, nach Gliederkette verbundenen Teilen besteht, von denen jeder mit mindestens einer Rolle versehen ist, wobei die Gliederkette den Schweisskopf und einen Motor zum Antrieb einer der Rollen trägt und ihre Enden in an sich bekannter Weise durch ein Spannschloss zusammengeschlossen sind. Gemäss einem an- dern Merkmal der Erfindung sind die Rollen des Schweisskopfes in der Nahtfuge der zusammenzuschwei- ssenden Rohre geführt.
Die erfindungsgemässe Schweissvorrichtung zentriert sich demnach an der Schweissnahtfuge von selbst ; Lagerböcke u. dgl. Führungen und die damit gegebenen Fehlerquellen fallen daher weg, Durch die Führung der Tragrollen in der Schweissnahtfuge ist eine Korrektur des Schweissbrenners während des Schweissens nicht erforderlich, da die Führung praktisch an der Schweissstelle selbst erfolgt und ein Wärmeverzug nur ganz geringe, praktisch unbedeutende Einflüsse erzeugt.
Die erfindungsgemässe Schweissvorrichtung bietet die Vorteile, zum Stumpfschweissen von Rohren beliebigen Durchmessers verwendet werden zu können, leicht montierbar und rasch abnehmbar zu sein, geringes Gewicht zu haben, sich auch an Rohren, deren Querschnitt von der genauen Kreisform abweicht, einwandfrei selbst zu zentrieren und infolge der selbsttätigen axialen Führung in der Nahtfuge keinerlei Nachstellung während der Arbei zu erfordern.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemässen Vorrichtung werden an Hand der Zeichnungen erläutert, welche verschiedene Ausführungsbeispiele darstellen. Hiebei zeigt Fig. 1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung mit einem Schema der dazugehörigen Versorgungseinrichtung, die Fig. 2 und 3 zeigen in grösserem Massstab die Stossstelle zwischen den beiden stumpf miteinander zu verbindenden Rohren mit je einer der Führungsrollen und die Fig. 4, 5 und 6 zeigen verschiedene Möglichkeiten des Antriebes der Führungsrollen.
Diebeiden stumpf zuverschweissenden Rohre sind mit-l-bezeichnet und dienen auch zur Führung der erfindungsgemässen Schweissvorrichtung. Die wesentlichsten Teile dieser Schweissvorrichtung sind die Einzelelemente--2-, deren jedes aus zwei gekrümmten, zueinander parallel liegenden und mittels Bolzen od. dgl. in gegenseitigem Abstand gehaltenen Laschen besteht. An jeweils einem Ende jedes Einzelelementes ist eine Führungsrolle -- 3 - auf einem leicht herausnehmbaren Bolzen -- 4 -gelagert. Diese Bolzen dienen auch zur Verbindung der Einzelelemente untereinander, wodurch eine Art Kette entsteht. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Einzelelemente vorgesehen, von denen eines eine zusätzliche Stützrolle trägt.
Mit Hilfe eines Spannschlosses, das aus einer Gewinde-
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der mit seinen Enden in Bohrungen in Fortsätzen der das letzte Einzelelement am andern Ende der Kette bildenden Laschen gelagert ist.
Zwischen der Flügelmutter-6-und dem Fortsatz des Einzelelementes, gegen den sich dieFlü- gelmutter abstützt, kann eine nicht dargestellte Feder, insbesondere eine um die Spindel-- 5 -- herumgelegte Schraubenfeder, vorgesehen sein. Durch diese Massnahme wird ein nachgiebiges Anliegen der Führungsrollen an den Rohren erreicht, Ungenauigkeiten in der Rundheit der Rohre und der Führungsrollen werden hiedurch ausgeglichen und ein sicherer Vorschub der ganzen Einrichtung erreicht. Infolge der leichten Herausnehmbarkeit der die Rollen lagernden Bolzen, können je nach Art der herzustellenden Schweissnaht bzw . nach der Art der Enden der Rohre verschiedene Rollen Verwendung finden, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist.
Bei der Herstellung einer V - Naht können Rollen mit doppeltkonischen Laufflä- chen verwendetwerden ; dieseRollenfindeneineFührungunmittelbarin der für die Schweissung vorbereite-
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die Rohre aufgeklemmt und als Rollen werden solche mit zylindrischer Lauffläche verwendet. Der Abstand der beiden Führungsringe ist im wesentlichen gleich der Breite der verwendeten Führungsrollen.
An einem der Ein ? elelemente-2-ist der Schweisskopf-9-befestigt. Der Schweisskopf kann in eigenen Führungen, zum Rohr hin bzw. von diesem weg verstellbar, gehalten sein. In gleicher Weise können auch Halterungen, die sowohl eine radiale als auch eine seitliche Verstellbarkeit des Schweisskopfes zulassen, vorgesehen werden.
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vorgesehen sind, antreibt. Der Antrieb zweier Rollen kann, wie in den Fig. 4 bis 6 gezeigt, über Kegel- räder -- 11 -- erfolgen, wobei die eine der Rollen mit dem Getriebemotor in Antriebsverbindung steht, oder über eine Kette-13-. Die beiden Rollen können auch über eine Reihe von Stirnrändern-12miteinander gekoppelt sein.
In diesem Falle kann der Getriebemotor beispielsweise über eine Schnecke (nicht gezeigt) mit einem der Zahnräder in Eingriff stehen. Es können auch Federpeesen, Riemen usw. zum Antrieb der Rollen verwendet werden.
Zur Schweisseinrichtung gehören weiters die vom Netz gespeiste Schweissstromquelle -- 14 --, der Schaltschrank -- 15 -- mit der Ein-Aus-Taste-15'-, die Schutzgasflasche-16-, Messinstru- mente-17 und 18 -- für Strom bzw. Spannung, das Schweissschütz -- 19 --, ein Schweissstrom-Vorwiderstand -- 20 -- und das HF-Zündgerät - 21 --, Der Schaltschrank -- 15 -- enthält eine Reihe von Relais, welche den im folgenden noch näher erläuterten, eigentlichen Schweissvorgang selbsttätig ablaufen lassen.
Zur Herstellung einer Schweissnaht wird eine dem Durchmesser der beiden zu vereinigenden Rohre entsprechende Anzahl von Einzelelementen, darunter eines mit Schweisskopf und Antriebsmotor, zu einer Kette vereinigt, nachdem die der herzustellenden Schweissnaht entsprechenden Führungsrollen eingesetzt worden sind, und die Kette wird nach Herumlegen um die Rohre mit Hilfe des Spannschlosses geschlossen. Falls erforderlich, werden Führungsringe für die Führungsrollen angebracht.
Nach der Herstellung der notwendigen elektrischen Verbindungen zum Motor, dem Anschluss der elektrischen Leitungen von der Schweissstromquelle zu den Rohren bzw. zum Schweisskopf und Anschluss der Schutzgas-Schlauchleitung am Schweisskopf, wird der Schweissvorgang durch Drücken des Tasters - - 151 -- am Schaltschrank -- 15 -- eingeleitet. Damit wird als erstes die Zuleitung von Schutzgas zur
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veranlasst und zugleich der Vorschub des Schweisskopfes ausgelöst, nachdem der Getriebemotor eine oder zwei der Führungsrollen antreibt ; die ganze Schweissvorrichtung beginnt sich langsam um die zu verbindenden Rohre entlang der Stossstelle zu verdrehen.
Nach etwa einer weiteren Sekunde wird das Zündgerät abgeschaltet und der bis dahin eingeschaltet gewesene Schweissstromvorwiderstand kurzgeschlossen, so dass der Schweissvorgang in voller Stärke einsetzen kann. Sowie die Schweissvorrichtung einen vollen Umlauf vollführt hat und damit die Schweissnaht in sich geschlossen ist, wird durch abermaliges Betätigen der Taste-- 15' -- der Schweissvorgang beendet, indem die Stromversorgung der Schweissstromquelle und des Getriebemotors unterbrochen und kurz darauf die Zufuhr von Schutzgas gesperrt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Stumpfschweissen von Rohren, unter Verwendung eines mehrteiligen, auf das Rohr aufzubringenden Lagerteiles mit einem um das Rohr rotierenden Schweisskopf, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Lagerteil über Rollen (3) unmittelbar am Rohr (l) in der Schweissnahtebene aufsitzt und um dieses gemeinsam mit dem Schweisskopf (9keine umlaufende Bewegung ausführt, wobei die Rollen (3) unmittelbar an der Schweissstelle am Rohr aufliegen.