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Vorrichtung zum automatischen Lichtbogenschweissen von kreisförmigen Nähten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Lichtbogenschweissen von kreisförmigen
Nähten beim Einschweissen von Rohren in Rohrböden mit einem um eine zur Oberfläche des zu bearbei- tenden Rohrbodens senkrecht stehenden Achse drehbaren Support, auf dem unter anderem ein Lichtbo- genschweissbrenner und eine Zentriereinrichtung mit einem beweglichen Zentrierbolzen befestigt sind.
Es sind Schweissvorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen die Zentriereinrichtung parallel zur
Oberfläche des Rohrbodens beweglich ist und nach erfolgter Einstellung des Schweissbrenners auf das einzuschweissende Ronr seitlich aus dem Bereich des Schweissvorganges entfernt werden kann. Derartige Schweissvorrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass ihre Zentrierung und eine Entfernung des Zentrierbolzens aus dem Bereich des Schweissvorganges erhebliche Schwierigkeiten bereitet, sobald engstehende und aus dem Rohrboden verhältnismässig weit herausragende Rohre, insbesondere solche kleinen
Durchmessers, mit dem Rohrboden verschweisst werden sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine konstruktiv einfache Vorrichtung zum automatischen Lichtbogeneinschweissen von Rohren in Rohrböden zu entwickeln, die auch bei engstehenden Rohren ohne Schwierigkeiten verwendbar ist und dabei eine einwandfreie Zentrierung der Maschine auf die Rohrachsen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Zentrierbolzen der Zentriereinrichtung senkrecht zur Oberfläche des Rohrbodens und relativ zum drehbaren Support beweglich ist und in seiner einen Endstellung in das einzuschweissende Rohr eingreift und sich in seiner andern Endstellung auf der Verlängerung der geometrischen Längsachse des einzuschweissenden Rohres nach oben ausserhalb des Bereiches des Schweissvorganges befindet.
Die erfindungsgemässe Schweissvorrichtung unterscheidet sich demnach von den bekannten Rohrenschweissmaschinen vor allem dadurch, dass der während des Zentrierens in das Rohr eingeführte Zentrierbolzen nach erfolgter Zentrierung entlang der geometrischen Längsachse des einzuschweissenden Rohres nach oben bewegt und somit aus dem Bereich des Schweissvorganges entfernt wird. Hiedurch kann sowohl das Einführen des Zentrierbolzens in das einzuschweissende Ronr als auch seine Zurücknahme aus dem Bereich des Schweissvorganges auf einfachste Weise und onne Behinderung durch benachbarte Rohre durchgeführt werden.
Während des Zentriervorganges befindet sich der Zentrierbolzen in seiner einen, der Schweissstelle zugewendeten Endstellung, wobei er in das einzuschweissende Rohr eingreift. Er wird in dieser Lage gegen die Kraft einer Zentrierbolzenfeder durch einen, in eine Kerbe im Zentrierbolzen einrastenden Haltebolzen festgehalten. Wird der Haltebolzen zurückgezogen, so bewegt sich der Zentrierbolzen durch die Kraft der Zentrierbolzenfeder in die entgegengesetzte Endstellung und wird ausserhalb des Lichtbogenbereiches durch diese Feder festgehalten. Auf diese Weise wird einerseits eine hohe Wärmebelastung des Zentrierbolzens und anderseits jegliche Behinderung des Brennerkopfes durch den Zentrierbolzen
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vermieden.
Der den Zentrierbolzen gegen die Kraft der Zentrierbolzenfeder in dessen Zentrierstellung festhaltende Haltebolzen wird erfindungsgemäss durch die Kraft einer Haltebolzenfeder in die Kerbe am Zentrierbolzen eingedrückt. Das Zurückziehen des Haltebolzens, durch das die Rückbewegung des Zentrierbolzens durch die Zentrierbolzenfeder ausgelöst wird, erfolgt durch einen Elektromagneten, in dessen zentraler Bohrung der Haltebolzen beweglich angeordnet ist. Die Kraft dieses Elektromagneten auf den Haltebolzen muss hiebei grösser sein als diejenige der Haltebolzenfeder.
Erfindungsgemäss ist der Haltebolzen kraftschlüssig mit einem im Steuerstromkreis des Lichtbogens liegenden Schalter so verbunden, dass der Steuerstromkreis nur dann geschlossen ist, wenn der Haltebolzen aus der Kerbe am Zentrierbolzen zurückgezogen ist, d. h., wenn sich der Zentrierbolzen nicht mehr im Bereich des Lichtbogens befindet. Auf diese Weise kann die Schweissung durchgeführt werden, ohne dass die Zentriereinrichtung durch den Lichtbogen gefährdet ist. Gleichzeitig wird durch diese Ausgestaltung der Erfindung erreicht, dass bei einem Festklemmen des Zentrierbolzens in seiner Führung der Haltebolzen beim Ausschalten des Rückholmagneten wieder in die Kerbe einrastet und der Steuerstromkreis für den Schweissstrom wieder unterbrochen wird.
Die Schweissmaschine wird nach dem Zentrieren in an sich bekannter Weise entweder durch die sich aus dem Gewicht der Maschine ergebende Haftreibung oder durch eine leicht lösbare Verbindung mit dem Werkstück, beispielsweise durch Haftmagnete, in ihrer vom Zentrierbolzen bestimmten Lage festgehalten.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines in den Zeichnungen schematisch darge- stellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen : Fig. l eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung in Zentrierstellung, im Querschnitt, Fig. la eine schematische Darstellung der Lage der Zentriereinrichtung zu den übrigen Teilen der erfindungsgemässen Vorrichtung und Fig. 2 die Vorrichtung der Fig. 1 in Schweissstellung, ebenfalls im Querschnitt.
Die Fig. la zeigt schematisch die Lage der wesentlichen Teile der erfindungsgemässen Vorrichtung
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brenner.
Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung in Zentrierstellung entlang der Linie Q-Q der Fig. la, die durch den genannten Kreismittelpunkt geht. In der am Träger --3-befestigten Halterung --4-- für die Zentriereinrichtung ist die Führungshülse --6-- für den Zentrierbolzen --7-- festgeklemmt. Der Zentrierbolzen --7-- besteht aus einem rohrförmigen Drehteil--8-- und einem massiven Abschlussteil --9--. Der untere Abschnitt des Drehteils --8-- besitzt Schlitze --10--, wobei die zwischen den Schlitzen --10-- stehengelassenen Stege --1-- durch Löcher in einer etwa in der Mitte der Führungshülse --6-- angebrachten kreisförmigen Scheibe --12-- hindurchführen.
Im Inneren des Drehteils --8-- befindet sich eine Zentrierbolzenfeder-13-, die sich auf der Scheibe --12-abstützt und am oberen Ende des Drehteils --8-- durch eine Schraube --14-- festgehalten ist.
Am unteren Ende des Zentrierbolzens --7-- befindet sich der Abschlussteil-9-, der einen Führungsstift --15-- für den Zentrierkonus --16-- aufweist. Der Zentrierkonus --16-- ist von der Anschlagschraube-17--aus gegen die Kraft der Konusfeder --18-- nach oben beweglich. Er ist leicht auswechselbar und kann so dem Durchmesser der einzuschweissenden Rohre angepasst werden.
Der Zentrierbolzen --7-- besitzt an seinem oberen Drehteil --8-- eine Kerbe --19--, in die der durch ein Loch in der Führungshülse --6-- geführte Haltebolzen --20-- mit einem Stift --26-- eingreifen kann. Der Haltebolzen --20-- ist in einem Führungsteil--21--, der als Klemmstück ausgebildet und beispielsweise mit einer Schraube --22-- an der Führungshülse --6-- befestigt ist, beweglich. In einer Ausdrehung --23-- des Führungsteils --21-- befindet sich eine Haltebolzenteder --24--, die über eine ringförmige Erweiterung --25-- auf den Haltebolzen --20-- eine Kraft ausübt.
Der Haltebolzen --20-- besitzt weiterhin eine Kontaktscheibe --27--, die so ausgebildet ist, dass sie die im Steuerstromkreis für den Schweissstrom liegenden Kontakte --28-- schliessen kann. Die Führungsbahn des Haltebolzens--20-- ist teilweise von einem Elektromagenten-29-umgeben, der durch den Schalter --30-- über die Stromquelle --31-- ein- und ausgeschaltet werden kann.
Der Schweissbrenner --32-- ist in der Brennerhalterung--5-, in der er zur Einstellung des richtigen Elektrodenabstandes zum Werkstück verschiebbar ist, mit Hilfe der Klemmschraube --33-- festge-
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klemmt. Die Neigung des Brenners --32-- kann mit Hilfe der Justierschraube --34-- eingestellt werden.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Zentrierstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung greift der Zentrierbolzen --7-- mit dem Zentrierkonus --16-- in ein durch den Rohrboden --35-- gestecktes Rohr
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der Länge oder des Durchmessers des Rohres --36-- werden durch ein Nachgeben des Zentrierkonus - gegen die Konusfeder --18-- ausgeglichen.
Der Zentrierbolzen --7-- ist in der in Fig. 1 dargestellten Zentrierstellung durch den in die Kerbe --19--eingerasteten Haltebolzen--20--gegen die Kraft der Zentrierbolzenfeder --13-- im Rohr --36-- festgehalten. Der Haltebolzen --20-- ist durch die Haltebolzenfeder --24-- in die Kerbe --19-- eingedrückt. Hiebei ist der Unterbrecherkontakt --27, 28-- im Steuerstromkreis für den Schweissstrom ge- öffnet. Der Elektromagnet --29-- ist ohne Strom.
Nachdem das Traggestell für die gesamte Vorrichtung in irgendeiner Weise, beispielsweise durch Haftmagnete oder einfach durch Andrücken, am Rohrboden fixiert worden ist, erfolgt der Übergang von der in Fig. 1 dargestellten Zentrierstellung zu der in Fig. 2 dargestellten Schweissstellung In einfachster Weise dadurch, dass der Schalter --30-- kurze Zeit geschlossen wird. Während der Schalter --30-- geschlossen ist, erhält der Elektromagnet --29-- von der Stromquelle --31-- Strom und übt auf den Hal- tebolzen--20-- eine Kraft aus, die grösser ist als die Kraft der Haltebolzenfeder --24--, und zieht dadurch den Haltebolzen " : -20-- aus der Kerbe --19-- heraus.
Hiedurch bewegt sich der Zentrierbolzen - durch die Kraft der Zentrierbolzenfeder --13-- nach oben in die in Fig. 2 dargestellte Stellung, wobei auch der Zentrierkonus --16-- durch die Konusfeder --18-- in seine Ausgangsstellung an der An- schlagschraube --17-- zurückkehrt. Gleichzeitig wird der Unterbrecherkontakt --28-- durch die Kontatkscheibe --27-- geschlossen und die Schweissung kann eingeleitet werden. Sobald sich der Zentrierbolzen --7-- nach oben in Bewegung gesetzt hat, kann der Schalter --30-- wieder geöffnet werden.
Der Haltebolzen --20-- gleitet dann auf der Aussenseite des Zentrierbolzens --7-- entlang und wird an
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rückziehen des Haltebolzens --20-- in Zentrierstellung, so rastet nach Öffnung des Schalters --30-der Haltebolzen wieder in die Kerbe --19-- ein, wodurch der Kontakt --27, 28-- wieder geöffnet wird.
Auf diese Weise kann bei einem Versagen der Vorrichtung nicht geschweisst werden und eine Beschädigung der Zentriereinrichtung wird vermieden.
Nach Beendigung der Schweissung wird die erfindungsgemässe Vorrichtung auf das nächste Rohr aufgesetzt und der Zentrierbolzen --7-- gegen die Zentrierbolzenfeder --13-- bis zum Einrasten des Haltebolzens --20-- in die Kerbe --19-- nach unten gedrückt. Die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Schweissmaschine erlaubt auf diese Weise mit wenigen Handgriffen ein einfaches und sicheres Arbeiten.
In den Fig. 1 und 2 befindet sich der Schweissbrenner --32--, der mit abschmelzender oder nicht
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braucht hiebei nach Zurückziehen des Zentrierbolzens --7-- nichts mehr geändert werden. Beim Schweissen einer Innenkehlnaht muss nach der Zentrierung der Schweissbrenner--32-- noch mit Hilfe der Schrauben --33 und 34-- auf die Naht einjustiert werden.
Die Zentriereinrichtung der erfindungsgemässen Schweissvorrichtung kann auch vorteilhaft bei andem Rohrbearbeitungsmaschinen verwendet werden. Beispielsweise eignet sie sich hervorragend zur Zentrierung von Schleifmaschinen oder Gewindescheidvorrichtungen.
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