Werkzeug zur Einstellung der Zage der Ränder einer zu verschweissenden Fuge. Bekanntlich verursacht das Schweissen von Metallteilen in letzteren Wärmespannun gen, die zur Folge haben, dass sich die Me tallteile einander nähern oder von einander entfernen, und dass sich die eingestellte Lage der Ränder der Schweissfuge während des Schweissens verändert. Zur Erreichung einer einwandfreien Fuge und der gewünschten Form des Arbeitsstückes ist es jedoch not -vendig, dass die Breite der Schweissfuge kon stant gehalten -wird. Man hat zu diesem Zwecke verschiedene Spann- oder Klemm werkzeuge vorgeschlagen. So hat man gewöhn lich zwei Flacheisen quer zur Fuge gelegt, und zwar das eine unter und das andere über der Fuge.
In dem untern Flacheisen war eine Schraube befestigt, die durch die Fuge und das obere Eisen hindurchging. Mittels einer Flügelmutter hat man dann die Flacheisen so zusammengepresst, dass diese die Fuge sowohl in senkrechter wie in waagrechter Richtung fixieren. Man könnte vermuten, dass solche Werk zeuge, mit denen man bereits von vornherein die gewünschte Fugenbreite einstellen konnte, das ideale Hilfsmittel für diesen Zweck dar stellen würden. Derartige Werkzeuge eignen sich jedoch nur für dünne Bleche. Bei stär keren Materialdicken sind die durch die Er wärmung hervorgerufenen Spannungen so gross, dass Werkzeuge der erwähnten Art, die im Stande wären, sie zu überwinden, sehr schwerfällig ausfallen würden und daher für den praktischen Gebrauch , unzweckmässig wären.
Ausserdem würde die Anzahl der er forderlichen Spannwerkzeuge viel zu gross -werden, wenn man ein Ausbuchten der Schweissfuge zwischen den Werkzeugen in zufriedenstellendem Masse verhindern wollte. Schliesslich ergeben sich in der Praxis wäh rend des Schweissens kleine, aber immerhin bemerkbare Verschiebungen in der Entfer nung der Ränder der Schweissfuge und diese Verschiebungen können mit den bisher ver wendeten Werkzeugen nicht beseitigt werden.
Handelt es sich um das Schweissen einer Rundfuge, so sind geile, Balken usw. nicht verwendbar. In diesem Falle hat man bisher in der Regel nur Heftschweissung verwenden können und in solchen Fällen, wo die Ränder zugänglich sind, Zug- oder Presswerkzeuge.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug, mittels welchem man die Ränder der Fuge während der Schweissung nachstellen kann.
Die Zeichnung veranschaulicht zwei Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des und eine Detailvariante.
Fig. 1 und 2 veranschaulichen ein auf gespanntes Arbeitsstück samt. Werkzeug während der Schweissung einer Rundfuge; Fig. 3 zeigt das Werkzeug selbst; Fig. 4 und 5 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform desselben; Fig. 6 ist eine in grösserem Massstabe ge zeichnete schematische Darstellung der Ar beitsweise des Werkzeuges, und Fig. 7 und 8 zeigen eine abgeänderte Aus führungsform des Werkzeuges.
Aus Fig. 1 ist die Aufspannung und Schweissung eines Werkstückes mit einer Rundfuge ersichtlich. In bestimmten Abstän den wird das Arbeitsstück durch Klemmen A festgehalten. In der Nähe der Stelle, wo die Schweissung beginnen soll, wird ein; Werk zeug B eingesetzt. In Fig. 1 ist die begonnene Schweissnaht mit C bezeichnet. Der fort schreitenden Schweissung entsprechend wird das Werkzeug B der Schweissnaht voran laufend verschoben und mit seiner Hilfe wird die Fuge in erforderlichem Masse zusammen gezogen.
Wenn die Schweissung bis in die Nähe einer .Klemme A fortgeschritten ist, wird diese entfernt, wonach die Schweissung fortgesetzt wird, bis die ganze Schweissnaht fertiggestellt ist.
Fig. 2 und 3 zeigen eine Schweissfuge während der Arbeit, wobei angenommen wird, dass die Fuge das Bestreben hat, zwi schen der Schmelzstelle 48 und dem Werk- zeug B infolge der Wärmespannungen aus einanderzugehen. An dieser Stelle -wird das Werkzeug angesetzt. Durch Einschrauben der Schraube 25 werden die zusammenzu schweissenden. Fugenränder 2 und 3 zu sammengezogen.
Das Werkzeug weist zwei Backen auf, die so angeordnet sind, dass sie um die Ränder der Schweissfuge während der Schweissung herumgreifen und dieselben festhalten kön nen;. Die eine Backe besteht aus zwei zu sammenwirkenden Schenkeln 4 und 5. In diese Schenkel sind die Schrauben 6 und 7 eingeschraubt, welche mit Flügeln 8 und 9 zum Drehen der Schrauben versehen sind. Der Schenkel 4 besitzt einen konkaven Teil 1.0, in dem ein konvexer Teil 11 des Schen kels 5 gelagert ist. In einer Vertiefung des Teils 11 sitzt ein Rand eines Joches 12, in dessen Ausschnitt 13 (F'ig. 1) ' die Teile 10 und 11 der Schenkel 4 und 5 hineinragen.
Die innern Enden der Schrauben 6 und 7 sind zu Spitzen 14 bezw. 15 ausgebildet, die in das Material der Fugenränder 2 und<B>3 -</B> einzudringen vermögen. Das Joch 12 ist unter den Fugenrändern 2 und 3 zu einem Querstück 16 ausgebildet, das die andere, Backe des Werkzeuges bildet, so dass das ganze Joch die Form eines umgekehrten -i hat. Zwischen dem Querstück 16 und den Fugenrändern 2 und 3 liegen von einem am Querstück 16 befestigten Bügel 19 geführte Rollen 17 und 18. Die Rollen werden durch eine in einer Aussparung 21 des Querstückes 16 angeordnete Feder 20 auseinander getrie ben.
Vom Schenkel 4 aus erstrecken sich zu beiden Seiten des Schenkels 5 zwei Arme 22 und 23, welche durch das eine Schraube 25 tragende Querstück 24 (Fix. 3 und 4) mit einander verbunden sind und mit diesem einen Bügel bilden. Die Schraube 25 liegt gegen einen Vorsprung 26 des Schenkels 5 an. In das andere Ende der Schraube 25 ist ein Stab 2 7 gesteckt, mittels welchem die Schraube 25 gedreht werden kann.
Durch das gelenkartige Ineinandergreifen der Teile 10 und 11 ist, wie aus Fig. 3 er sichtlich, ein Schwenken dieser Teile um den untern abgerundeten Rand o des Joches 12 möglich, und zwar um dieselbe Achse.
Das Werkzeug wird zweckmässig in fol gender Weise angewendet: Die Schraube 25 wird aus dem Querstück 24 herausgeschraubt und die Schenkel 4 und 5 so weit voneinan der geschwenkt, dass das Joch 12 mit den dazugehörigen Teilen von unten her in die Fuge eingeführt werden kann. Hierauf wer den der Teil 10 und die Arme 22 und 23 des Schenkels 4 in die Öffnung 13 eingeführt. Zwischen die Arme 22 und 23 wird sodann der Schenkel 5 eingeschoben, so dass dessen Teil 1.1 seinen Platz zwischen dem Teil 10 und dem abgerundeten Rande des Joches 12 einzunehmen vermag. Die Fugenränder 2 und 3, die Spitzen 14 und 15 der Schrauben 6 und 7, sowie die Rollen 17 und 18 nehmen nun die in Fig. 6 strichpunktiert gezeichnete Lage zueinander ein.
Durch Einstellen der Schrauben 6 und 7 kann man die Spitzen 14, 15 in bezug auf die Blechränder 2 und 3 in die gewünschte Höhenlage bringen. Diese Höhenlage muss derart sein, dass zwischen den Spitzen 14 und 15 und den Fugenrändern 2, 3 ein gewisser Zwischenraum vorhanden ist, da das Werkzeug längs der Fuge verschoben werden muss, wobei die Spitzen 14 und 15 ausser Berührung mit den Blechrändern sein müssen. Gleichzeitig darf jedoch die Ver- seh -enkung der Schenkel 4 und 5 nicht so gross sein., dass die Teile 10 und 11 ausser Eingriff kommen.
Beim Einschrauben der Schraube 25 bewegen sich die Spitzen 14 und 15 in einem Kreisbogen mit dem Punkt 0 als Zentrum gegeneinander und wird dieses Einschrauben fortgesetzt, bis die Spitzen 14 und 15 die Fugenränder 2, 3 berühren. Diese Ränder ruhen auf den Rollen 17 und 18 und wälzen sich beim Gegeneinanderführen auf diesen Rollen ab. Wenn die Laufbahn der Rollen 28 bezw. 29 eben ist oder einen Ra dius von genügender Grösse besitzt, so wer den die Spitzen 14 und 15 auf eine gewisse Tiefe in die Fugenränder eindringen. Diese Eindringtiefe kann durch geeignete Ausbil dung der Laufbahnen der Rollen 28 bezw. 29 bestimmt werden.
Man kann beispielsweise diese Laufbahnen auf ein kleines Stück a (F'ig. 6) eben machen, und zwar auf eine Strecke, die lang genug ist, damit die Spit zen 14 und 15 bis zu einer gewissen Tiefe in die Fugenränder eindringen können. Der Radius der Laufbahnen für die Rollen 28 und 29 kann dann so bemessen werden, dass die -Spitzen entweder noch weiter eindringen oder die Eindringtiefe nicht mehr zunimmt.
Beim Einschrauben der Schraube 25 drin gen die Spitzen 14 und 15 zuerst in die Fu genränder 2, 3 und führen dann dieselben mit sich und gegeneinander. Die Rollen 17 und 18 überwinden hierbei den Widerstand der Feder 20. Die Fugenränder können zu sammengezogen werden, bis sie gegen das Joch 12 anliegen.
Wenn die Kraft zum Zusammenziehen der Fugenränder so gross wäre, dass die Spit zen 14 und 15 tendieren würden, im Mate rial zu gleiten, so hätte dies zur Folge, dass die Rollen dann stehen bleiben und die Spit zen tiefer in das Material eingreifen würden, so dass ein fortgesetztes Gleiten derselben verhindert würde.
Bei der Detailvariante nach Fig. 4 und 5 ist der Schenkel 5 mit Nasen 30 und 31 ver sehen, die hinter den innern Kopf 32 der Schraube 25 greifen. Hierdurch erreicht man, dass, wenn die Schraube 25 auswärts geschraubt wird, der Schenkel 5 mitfolgt, wodurch die Wegnahme des Werkzeuges, sowie dessen Verschiebung erleichtert wer den. Das Werkzeug kann in diesem Falle auch dazu dienen, die Fugenränder auseinan der zu führen.
Wie oben erwähnt, liegt ein grosser Vor teil des vorliegenden Werkzeuges darin, dass man nur eine einzige Schraube zu drehen braucht, um die Fugenränder einzustellen oder um das Werkzeug zwecks Verschiebung zu lockern. Nur wenn das Werkzeug für eine andere Blechdicke verwendet werden soll, müssen die Schrauben 6 und 7 dement sprechend eingestellt werden. Sehr vorteil haft ist es ferner, dass das Werkzeug so aus geführt ist, dass ein Teil desselben durch die Fube entfernt werden kann. Wenn man die Schraube 25 genügend weit ausschraubt, kann man die Teile 10 und 11 auseinander schwenken und die Teile 4 und 5 weg nehmen, worauf dann noch das Joch 12 mit dem Querstück 16 und den Rollen zurück bleibt.
Da das Joch aus einer dünnen Blech platte besteht, kann es durch die Fuge her untergeschoben und herausgenommen werden.
Die Verschiebung des Werkzeuges er folgt in der Weise, dass man die Schraube 25 so weit herausschraubt, dass sich die Spitzen 14 und 15 gerade lockern. Mit der Hand drückt man die Flügel 8 und 9 gegeneinan der. Das Werkzeug kann dann leicht mit einer Hand verschoben werden.
Es hat sich bei der Arbeit mit dem oben beschriebenen Werkzeug gezeigt, dass die Hervorbringung der Bewegung zwischen den Rändern der Schweissfuge durch Drehen einer einzigen Schraube zwar eine sehr gute Präzision bietet, anderseits jedoch schwer durchzuführen ist, da der Schweisser mit der einen Hand das Werkzeug zu bedienen hat und mit der andern Hand die Vorschubge- schwindigkeit der Schweissmaschine regu lieren muss.
Schweissmaschinen sind jedoch nahezu ausschliesslich mit einer Reguliervor richtung mit Handhebeln-versehen, die man je nach der gewünschten Vorschubgeschwin- digkeit der erwünschten Geschwindigkeit für die Zufuhr von Zusatzmaterial oder derglei chen hin- und herzubewegen hat. Anderseits ist es eine bekannte Tatsache, dass bei gleich zeitig vorgenommener Regulierung eines Verhältnisses mit der linken Hand und eines andern Verhältnisses mit der rechten Hand durch Reflexbewegungen die Regulierbewe gungen sehr ungleichmässig ausfallen, sobald sie erheblich ungleich sind.
Um durch ein- und denselben Schweisser so gleichmässige Regulierbewegungen wie möglich zu erhal ten, ist es daher erforderlich, das Fixierwerk zeug mit einem Regulierhebel zu versehen, der zur Hauptsache die gleiche Grösse und Bewegungsrichtung aufweist, wie die Regu lierhebel einer normalen Schweissmaschine.
Ein Werkzeug, bei dem eine zuverlässige und wirksame Einstellung der Schweissfugen- ränder auf den richtigen Abstand zueinander mit Hilfe eines quer vor der Schweissfuge beweglichen Hebels vorgenommen werden kann, ist aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich.
Auch dieses' Werkzeug besitzt zwei Backen 33, 34, die auf den gegenüberliegen den Seiten des zusammenzuschweissenden Bleches liegen. Diese Backen werden von einem sich durch die Schweissfuge erstrecken den Joch 35 zusammengehalten, wobei dieses Joch mit der Backe 33 fest verbunden ist. Im Joch ist eine Öffnung 36 angebracht, durch die die obere Backe derart hindurch gesteckt werden kann, dass die Oberkante der Öffnung 36 in eine Rinne 37 in der Ober seite der Backe 34 eingreift. Die Backe 34 wird hierdurch in einer Vertikalebene um eine zur Schweissfuge 38 parallele Axe schwenkbar.
Zwei Schrauben 39 und 40 für die Be festigung des Werkzeuges am Werkstück sind in der untern Backe und diesen Schrau ben gegenüber eine Schraube 41 in der obern Backe angeordnet. Die letztgenannte Schraube ist in die eine Hälfte der Ober backe geschraubt, während in der andern Hälfte der Oberbacke ein Zapfen 43 gelagert ist, auf dem das als Zahnsegment ausgebil dete Ende 4? eines Handhebels 44 drehbar sitzt.
Die Entfernung dieses Zahnsegmentes von dem zu schweissenden Blech ist derart, dass die Zähne des Zahnsegmentes 42 in das Blech einzugreifen vermögen. Beim, Schwen ken des Hebels 44 um den Zapfen 43 greifen die Zähne des Zahnsegmentes 42 in das Blech 45 ein und drücken es gegen das gegenüber liegende, mittels der Schrauben 39, 40 und 41 mit dem Werkzeug unbeweglich verbun dene Blech bezw. von ihm weg, wodurch sich die Breite der Schweissfuge 38 ändert.
Beim beschriebenen Werkzeug ist es not wendig, dasselbe Blechen von verschiedener Dicke anpassen zu können. Dies geschieht am einfachsten dadurch, dass Distanzstücke 4 7 zwischen das zu schweissende Blech und die untere Backe 33 eingeschoben werden. Diese Distanzstücke sollen so ausgebildet sein, dass sie den Schrauben 39 und 40 freies Spiel ge- -ähren. Sie sind deshalb zweckmässig huf eisenförmig gestaltet oder mit Löchern für den Durchlass dieser Schrauben versehen. Die erstgenannte Ausführung ist vorzuziehen, da das Distanzstück in diesem Falle leichter durch seitliche Verschiebung ausgewechselt werden kann.
Ferner muss die Lage des Hebels 44 durch einen einfachen Handgriff fixiert wer den können. Dies ist notwendig, weil die Schweissfugenränder in der Regel federn, so dass bei Veränderung der Breite der Schweiss fuge eine Kraft entsteht, welche die Ränder in ihre ursprüngliche Lage zurückführen will. Um zu ermöglichen, dass das Werkzeug in der eingestellten Lage fixiert werden kann, ist die obere Backe 34 mit einer zur Achse 43 konzentrischen Scheibe 49 mit 1Leilförmigem Rand versehen. Mit diesem Rand wirkt das entsprechend keilförmig aus gebildete Ende eines zweiten Hebels 50 zu- sammen. Der Hebel 50 ist mit Hilfe eines Bolzens 51 am Hebel 44 drehbar befestigt.
Die Länge des dem Werkzeug zugekehrten Armes des Hebels 50 ist so bemessen, dass die Keilscheibe 49 nicht gegen die Endfläche des Hebels 50 gepresst wird, wenn die beiden Hebel parallel zueinander stehen. Wenn je doch der Hebel 50 relativ zum Hebel 44 um den Bolzen 51 gedreht wird, so trifft die Keilfläche des Hebels 50 schief auf die Keil fläche 49 auf, so dass sich diese gegenseitig verkeilen, wodurch das Werkzeug in seiner eingestellten Lage fixiert wird.