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Federnde Spanneinrichtung für Ketten, Seile u. dgl., vorzugsweise für Rohrumlaufschweissautomaten
Die Erfindung betrifft eine flexible Spanneinrichtung für Ketten, Seile u. dgl., vorzugsweise für
Rohrumlaufschweissautomaten, mit welcher auch bei nicht runden Rohren, z. B. solchen mit
Nahtüberhöhungen, ein kontinuierlicher Transport des Fahrwagens für die aufgesetzte
Schweisseinrichtung rund um das Rohr erreicht wird.
Rohrumlaufschweissautomaten sind mehr oder weniger komplizierte Einrichtungen zum
Zusammenschweissen von Rohrstössen, meist in horizontaler Lage, wobei das Rohr nicht gedreht werden kann. Auf dem Fahrwagen des Umlaufautomaten ist das Schweisswerkzeug montiert. Der Fahrwagen bewirkt die Führung, die Zentrierung und den kontinuierlichen, in verschiedenen Geschwindigkeiten einstellbaren Transport bzw. Vorschub des Schweisswerkzeuges um das Rohr.
Bei den bekannten Vorrichtungen und Automaten werden zum Transport bzw. Vorschub unterschiedliche Einrichtungen verwendet. Für kleinere Rohrabmessungen, etwa bis 500 mm
Rohrdurchmesser, bedient man sich aufspannbarer geteilter Zahnkränze. Diese Zahnkränze werden um das Rohr gelegt, zusammengeschraubt und mit Distanzbolzen zentriert.
Ein auf den Führungen des Zahnkranzes gleitender Schlitten, welcher das Schweisswerkzeug und die Antriebseinrichtung (Elektromotor mit Getriebe und Ritzel) trägt, sorgt für die Führung und Zentrierung der kontinuierlichen Bewegung rund um das Rohr.
Diese Einrichtung ist relativ schwer und kann nur für Schweissungen von Rohren mit Abmessungen, die nur geringfügig vom Solldurchmesser abweichen, verwendet werden.
Es sind auch Rohrschweisseinrichtungen bekannt, bei denen der aufgespannte mehrteilige Führungsring auf dem Rohr befestigt ist und ein im Führungsring gelagerter Zahnkranz zusammen mit dem aufgesetzten Schweisswerkzeug umläuft. Derartige Einrichtungen haben zwar den Vorteil der geringen Bauhöhe, sind aber bisher nur für die MIG-Schweissung eingesetzt worden. Beim Einsatz dieser Rohrschweisseinrichtung für die Schweissung mit abschmelzender Elektrode würde durch das Aufsetzen der Drahtvorschubeinrichtung mit Zusatzdraht die Einrichtung kompliziert und schwer.
Für das Stumpfschweissen von Rohren mit Durchmessern über 500 mm sind Umlaufschweissautomaten mit Fahrwagen bekannt, wobei letzterer das Schweisswerkzeug mit Drahtvorschubeinrichtung und Antriebseinrichtung trägt. Zum Halten des Fahrwagens wird eine dem Rohrdurchmesser entsprechende, auf Rollen gelagerte Gliederkette verwendet. Diese Kette wird um das Rohr gelegt und ist mit ihren Enden an der Vorder- bzw. Rückseite des Umlaufwagens federnd befestigt.
Durch die Auf- und Abwärtsbewegung beim Rotieren des Umlaufwagens um das Rohr müssen zur Erhaltung einer konstanten Umlaufbewegung stark unterschiedliche Antriebskräfte aufgebracht werden.
Da jedoch die Spannkette nicht zum Antrieb, sondern nur zum Festhalten des Fahrwagens dient und der Antrieb durch die auf dem Rohr aufgesetzten Antriebsräder erfolgt, ist ein Umlauf mit gleichbleibender Geschwindigkeit in den fallenden und steigenden Schweisspositionen durch die
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unterschiedliche Beschaffenheit der Rohroberfläche, durch eventuell auftretende Unebenheiten und durch die beschleunigende bzw. verzögernde Wirkung der umlaufenden Masse nicht gegeben.
Zur überwindung der genannten Schwierigkeiten wird auch das Prinzip der Gallschen Kette angewendet. Bei dieser Methode bedient man sich endloser Glieder- oder Rollenketten, welche um das
Rohr gelegt werden, wobei ein Kettenrad zwischen der um das Rohr gelegten Kette und dem
Rohrmantel unter der Kette abläuft. Zur Erzielung einer spannenden Wirkung des Kettenrades ist dieses an einem schwenkbaren Bügel befestigt, welcher einseitig an einer Achse des Fahrwagens gelagert ist, während die andere Bügelseite mit einer Spannschraube am Fahrwagen abgestützt ist und so die
Spannung des Kettenrades radial zur Rohrachse ermöglicht. In einer Ausführungsform stützt sich die
Spannschraube auf einer zwischen den Fahrwagenwangen befindlichen Blattfeder ab.
Derartige Vorrichtungen haben den Nachteil, dass beim Umfahren der zu schweissenden oder zu schneidenden Rohre bei unrunden Rohren bzw. bei Längsnahtüberhöhungen die Kettenspannung dauernd von Hand nachreguliert werden muss, was zu fehlerhaften Schnittkanten und Schweissnähten führt. Dieses Nachstellen der Kettenspannung ist auch dort erforderlich, wo sich die Spannschraube auf einer Blattfeder abstützt, da diese Einrichtungen wegen des geringen Federweges nur geringe
Rohrdurchmesserabweichungen zulassen. Eine Vergrösserung des Federweges führt zur unvermeidlichen
Vergrösserung der Bauhöhe der Umlaufeinrichtung. Rohrumlaufschweissautomaten müssen aber zum wirtschaftlichen Einsatz wegen der geringen Bodenfreiheit und wegen des vielfach geringen Abstandes der Rohre, z. B. bei Rohrbündeln, nur eine geringe Bauhöhe aufweisen.
Ausserdem werden die genannten
Umlaufeinrichtungen nur von Hand über eine Kurbel angetrieben. Somit ist eine konstante
Umlaufgeschwindigkeit nicht zu erzielen. Ferner sind beim Arbeiten z. B. in Rohrgräben derartige
Einrichtungen nur von mindestens zwei Schweissern bei erhöhter physischer Belastung bedienbar.
Bei einer nachträglichen Automatisierung derartiger Geräte reichen die Spanneinrichtungen wegen der mit der Automatisierung verbundenen Erhöhung des Gesamtgewichtes nicht mehr aus.
Die Erfindung bezweckt eine vollkommen neue Art des Spannens, insbesondere von Gallschen
Ketten, vorzugsweise für Rohrumlaufschweissautomaten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine feineinstellbare, selbsthemmende und in weiten
Bereichen elastische Spannvorrichtung für Fahrwagen von Rohrumlaufschweissautomaten zu schaffen, welcher durch eine besonders niedrige Bauhöhe gekennzeichnet und für endlose und endliche Ketten, Seile u. ähnl., vorzugsweise für Rohrumlaufschweissautomaten, auch an unrunden und längsnahtgeschweissten Rohren einsetzbar ist.
Bei einer federnden Spanneinrichtung für Ketten, Seile od. dgl., bei welcher eine endlose oder endliche Ein-oder Mehrfachrollen-bzw.-gliederkette, ein Seil od. dgl. zum Vorschub eines Schweisswerkzeuges bzw. eines Umlaufwagens, der zu einem Rohrumlaufschweissautomaten gehört, um das Rohr gelegt ist, und die Kette bzw. das Seil u. dgl. über ein oder mehrere auf einer Achse des Fahrwagens gelagerte Spannräder zu liegen kommt, ist erfindungsgemäss die Ketten- oder Seilspannung mittels einer in ihrer Längsrichtung federnd gelagerten Schnecke durch Drehen der Schnecke mittels eines Handgriffes einstellbar, wobei die Schnecke in ein auf einer Spannachse festsitzendes Schneckenrad eingreift und die Spannachse in ihrer Mitte eine Kröpfung zur exzentrischen Lagerung von darauf lose laufenden Spannrädem aufweist.
Die erfindungsgemässe Spanneinrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass in der Mitte einer Antriebswelle ein oder mehrere festsitzende Antriebsräder und an den Enden der Antriebswelle sowie an den Lagerstellen der Spannachse des Fahrwagens je zwei lose mitlaufende, meist bereifte Laufräder für die rollende Bewegung und Abstützung des Fahrwagens auf dem Rohrmantel angeordnet sind.
Durch den Einsatz der erfindungsgemässen Spannvorrichtung ist es möglich, eine sehr gute Flexibilität zu erzielen. Es wird dadurch ein sehr ruhiger Lauf auch beim Überqueren der Längsnahtüberhöhungen bei geringer Antriebsleistung auch bei nicht runden Rohren erzielt. Besonders hervorzuheben sind die geringe Bauhöhe, die niedrige Eigenmasse und die in weiten Grenzen einstellbare Spannkraft der Kette. Der Aufbau ist verhältnismässig einfach. Die Bedienung des Automaten erfordert kein hochqualifiziertes Personal, Rust- un Nebenzeiten werden wesentlich erniedrigt.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und in den Fig. l bis 4 der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. l eine schematische übersicht des Rohrumlaufschweissautomaten in Schweissposition auf einem Rohr stehend, Fig. 2 die Spann- und Antriebseinrichtung in der Draufsicht, in der Schnittebene A-B von Fig. 3, Fig. 3 die Spann- und Antriybseinrichtung in der Seitenansicht, Fig. 4 einen Schnitt durch die Spannachse in der Schnittebene C-D der Fig. 2.
Auf dem zu schweissenden Rohrstoss--l--ist eine Mehrfachgliederkette--2--derart endlos
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um das Rohr-l-gelegt, dass die Antriebsräder-20- (Kettenräder) und die Spannräder - zwischen Rohr--1--und Mehrfachgliederkette-2-zu liegen kommen.
Durch Drehen am Handrad --6-- werden über die Schnecke --24-- und über das auf der Spannachse--4festsitzende Schneckenrad --23-- die exzentrisch gelagerten Spannräder--21--um die Achse - -4-- verschwenkt. Dabei wird die um das Rohr--l--und über die Spannräder--21--und die Antriebsräder-20-gelegte Kette-2-gespannt. Die federnde Wirkung des Spannsystems tritt dann ein, wenn die Schnecke --24--, welche in ihrer Längsrichtung durch eine Druckfeder-22federnd gelagert ist, durch Weiterdrehen am Handrad --6-- angezogen wird.
Während des Schweissens stützt sich der Fahrwagen --5-- mit seinen vier losen Laufrädern --3-- auf dem Rohr--l--ab. Der Antrieb wird dadurch erreicht, dass ein auf der Antriebswelle - 19 - festsitzendes Getrieberad --25-- in ein elektrisch stufenlos regelbares Fahrgetriebe - eingreift. seine durch einen Kupplungsknopf-17-zu betätigende Ausrückkupplung dient der schnellen Verlagerung des Umlaufautomaten zur gewünschten Schweissposition.
Eine gleichmässige Spannkraft der Mehrfachgliederkette --2-- auch bei Nahtüberhöhungen und Deformierungen des Rohrmantels --1-- (Ovalität) und eine stets konstante Umlaufgeschwindigkeit des Fahrwagens - werden dadurch erzielt, dass infolge der exzentrisch zur Symmetrielinie der Spannachse - lose gelagerten Spannräder-21-die Kette-2-in einer gleichbleibenden Spannung gehalten wird.
Auf dem Fahrwagen --5-- sind ein Fahrgetriebe-16-mit Motor, ein
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Schweissbrenners in Richtung Rohrachse (quer zur Schweissrichtung), eine Schnellspanneinrichtung - zum Einspannen des Schweissbrenners mit Hohlkabel--14--und eine Steckerleiste --18-- zum Anschluss der Stromversorgungsleitungen für die Motoren des Drahtvorschubgetriebes - bzw. des Fahrgetriebes --16-- und der Pendeleinrichtung-13-befestigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Federnde Spanneinrichtung für Ketten, Seile u. dgl., wobei eine endlose oder endliche Ein- oder Mehrfachrollen-bzw.-gliederkette bzw. ein Seil od. dgl. zum Vorschub eines Schweisswerkzeuges bzw. eines Umlaufwagens, der zu einem Rohrumlaufschweissautomaten gehört, um das Ende des zu schweissenden Rohres gelegt ist und die Kette bzw. das Seil über ein oder mehrere auf einer Achse des
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Ketten- oder Seilspannung durch eine in ihrer Längsrichtung federnd gelagerte Schnecke (24) mittels eines Handgriffes (6) einstellbar ist, wobei die Schnecke (24) in ein auf einer Spannachse (4) festsitzendes Schneckenrad (23) eingreift und die Spannachse (4) in ihrer Mitte eine Kröpfung (4') zur exzentrischen Lagerung von darauf lose laufenden Spannrädern (21) aufweist.