CH461228A - Vorrichtung zum selbsttätigen Verschweissen von mindestens angenähert senkrecht in einer Grundplatte angeordneten Rohren, Stäben oder dgl. - Google Patents

Description

      Vorrichtung    zum selbsttätigen     Verschweissen    von     mindestens    angenähert     senkrecht     in einer Grundplatte angeordneten Rohren, Stäben oder dgl.    Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttä  tigen Verschweissen von mindestens angenähert senk  recht in einer Grundplatte angeordneten Rohren, Stäben  oder dergleichen, bestehend aus einer Schweiss- und einer  Haltevorrichtung, die durch einen Ausleger miteinander  verbunden sind.  



  Geräte der vorstehend genannten Art werden vor  zugsweise zum Einschweissen von Rohren in Böden für  Wärmetauscher     verwendet.    Dabei ist es wünschenswert,  dass pro Zeiteinheit möglichst viele Rohre eingeschweisst  werden, und zwar bei gleichbleibender     Schweissnahtqua-          lität.     



  Die erstgenannte Forderung bedingt eine leichte Be  weglichkeit des Gerätes, während eine gleichbleibende  Schweissnahtqualität nur durch eine sorgfältige Ausrich  tung des Gerätes gegenüber dem jeweils     einzuschweissen-          den    Rohr gewährleistet ist. Beide Forderungen sind nicht  leicht miteinander zu vereinbaren.  



  Es ist beispielsweise eine Schweissvorrichtung be  kannt geworden, wobei der drehbare Schweisskopf in  einer horizontalen Platine gelagert ist, die senkrechtste  hende Handgriffe aufweist. Die gesamte     Schweissvorrich-          tung    kann nun von Hand von einer Schweissstelle zur  nächsten transportiert werden, wobei jedesmal das volle  Eigengewicht des Gerätes überwunden werden muss. Es  liegt auf der Hand, dass damit den Abmessungen und  dem Gewicht des Gerätes enge Grenzen gesetzt sind, so  dass dasselbe nur zum Einschweissen von Rohren ver  gleichsweise geringen Durchmessers geeignet sein dürfte.  Ein weiterer Nachteil des bekannten Gerätes besteht in  der Schwierigkeit, Rohre in senkrechtstehende Böden  einzuschweissen.

   Dabei muss während des Schweissvor-         ganges    beständig das Gerät gehalten und fest gegen den  Boden gedrückt werden.  



  Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, obige  Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung eingangs  genannter Art zu schaffen, die ohne grosse Kraftaufwen  dung und schnell von einer Schweissstelle zur nächsten  bewegt werden kann und welche     darüberhinaus    für  nahezu beliebige Durchmesser der einzuschweissenden  Rohre, Stäbe oder dergleichen geeignet ist. Zur Lösung  des Problems wird     erfindungsgemäss    vorgeschlagen, dass  die Haltevorrichtung sich am Werkstück selbst abstützt  und an demselben befestigt ist.  



  Mit der vorliegenden Vorrichtung können insbeson  dere Rohre nahezu beliebigen Durchmessers in Böden  eingeschweisst werden, weil den Abmessungen und dem  Gewicht der Vorrichtung praktisch keine Grenzen gesetzt  sind. In der Praxis werden Rohrdurchmesser von vor  zugsweise 15 bis 100 mm vorgesehen.  



  Im einzelnen wird dazu ferner vorgeschlagen, dass die  Haltevorrichtung sich vorzugsweise in jeweils schon  eingeschweissten Rohrenden bzw. in den für die Rohren  den vorgesehenen Bohrungen abstützt.  



  Die Fixierung kann derart erfolgen, dass die Halte  vorrichtung drei Zapfen aufweist, die in die Rohrenden  eingreifen und dass zwei Zapfen der Haltevorrichtung  gegeneinander     verspannbar        sind.     



  Eine solche am Werkstück selbst befestigte Haltevor  richtung ist besonders gut für grosse Werkstücke geeig  net. Sie ist leicht lösbar und erfordert keine bestimmte  Lage des Werkstücks.  



  Das Transportieren der Vorrichtung von einer  Schweissstelle zur nächsten wird gemäss einer weiteren      Ausgestaltung der Vorrichtung dadurch     wesentlich    er  leichtert, dass an der Haltevorrichtung der Ausleger   schwenkbar in zwei zueinander senkrechten Ebenen   angelenkt ist. Dabei genügt ein beispielsweise vertikales  und     anschliessendes    seitliches Schwenken des Auslegers  um seinen Gelenkpunt an der Haltevorrichtung. Das  vertikale Schwenken kann mit Hilfe einer hydraulischen  Hubvorrichtung erfolgen oder auch von Hand. Die  aufzubringende Hubkraft wird zweckmässig durch Ge  gengewichte am Ausleger jenseits des Gelenkpunktes  verringert.  



  Als Gegengewicht dienen zweckmässig die Motoren  für den Antrieb des Schweisskopfes sowie für den  Schweissdrahtvorschub. Die vorliegende Vorrichtung eig  net sich somit vorzugsweise     gleichermassen    gut zum  Einschweissen von Rohren in horizontal sowie auch in  vertikal angeordnete Böden, da     ihr    Eigengewicht, auch  im letzteren Fall, vollständig vom Gelenkpunkt der  Haltevorrichtung aufgenommen wird.  



  Das Einschweissen von Rohrenden in Böden kann  beispielsweise derart erfolgen, dass bei einer bestimmten  Einstellung der Haltevorrichtung alle auf einem Kreisbo  gen um den Gelenkpunkt des Auslegers herum angeord  neten Schweissstellen bearbeitet werden. Anschliessend  wird dann die Haltevorrichtung gelöst und an einer  anderen Stelle wieder befestigt usf. Zweckmässiger ist es  jedoch, die Haltevorrichtung stets an derselben Stelle zu  belassen und den Abstand des Schweisskopfes vom  Gelenk des Auslegers verstellbar auszubilden.  



  Im einzelnen wird dazu vorgeschlagen, dass beispiels  weise eine Stange als Ausleger dient, die in einer mit dem  Gelenk verbundenen Hülse in Längsrichtung verschieb  bar ist.  



  Um eine leichte Verschiebbarkeit des Auslegers zu  gewährleisten, empfiehlt es sich, denselben in Kugelfüh  rungen zu lagern. Zur Verstellung des Abstandes  Schweisskopf-Gelenk dient zweckmässig eine Gewinde  spindel, die am Schweisskopf drehbar gelagert ist u. mit  einer Spindelmutter in Eingriff die beispielsweise mit  dem Gelenk verbunden ist.  



  Die Verstellung wird zweckmässig von Hand vorge  nommen, zu welchem Zweck die Spindel mit     einem     Handrad versehen ist. Bei entsprechender Dimensionie  rung des Auslegers besitzt dann das Gerät vorzugsweise  einen Aktionsradius bis zu 1000 mm.  



  Der Schweisskopf ist gegenüber dem Ausleger vor  zugsweise drehbar ausgebildet. Es wird     diesbezüglich     vorgeschlagen, dass der Ausleger an einem Gehäuse  befestigt ist, in dessen Innerem der Schweisskopf drehbar  gelagert ist.  



  Es wurde bereits oben angedeutet, dass die vorzugs  weise vorgesehenen Motoren für den Antrieb des  Schweisskopfes und für den Schweissdrahtvorschub zu  gleich als Gegengewicht am Ausleger fungieren können.  Dies bedingt jedoch, dass die Motoren vom Schweisskopf  vergleichsweise weit     entfernt        liegen.    Zur Kraftübertra  gung zwischen Motoren und Schweisskopf dienen vor  zugsweise Gelenkwellen, die in der Lage sind, durch  einfache Winkeländerungen der     Gelenke    Längsverschie  bungen des Auslegers auszugleichen, so dass dadurch der  Antrieb von Schweisskopf und Drahtvorschub unbeein  trächtigt bleibt.  



  Die     vorliegende    Vorrichtung kann ihrer Funktion  nach in zwei Teile aufgeteilt werden:  1. die Haltevorrichtung mit dem Ausleger und bei  spielsweise den Antriebsmotoren,  2. die vorzugsweise Ausgestaltung mit dem eigentli-    chen Schweisskopf mit der     Schweissdrahtvorschubvor-          richtung    und den Anschlüssen für elektrischen Strom und  gegebenenfalls Schutzgas.  



  Entsprechend einer     vorteilhaften    Ausgestaltung ent  hält das zur Lagerung des rotierenden Schweisskopfes  dienende Gehäuse zweckmässig die Lager für die An  triebsgelenkwellen und umschliesst ferner die Getrieberä  der für den Antrieb des Schweisskopfes sowie für den  Drahtvorschub.  



  Die vorzugsweise vorgesehene Hubvorrichtung, wel  che zum Schwenken des. Auslegers in vertikaler Richtung  dient, greift     zweckmässig    ebenfalls am Gehäuse an.  Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass am Gehäuse Hand  griffe angeordnet sind zum Schwenken des Auslegers mit  dem daran befestigten Schweisskopf in horizontaler und  gegebenenfalls auch     in    vertikaler Ebene.  



  Aus dem Vorstehenden ist das Bestreben erkennbar,  vorzugsweise alle nicht mit dem Schweisskopf rotieren  den Teile dem Gehäuse zuzuordnen. Die drehende Masse  des rotierenden Schweisskopfes wird damit     vorteilhaft     niedrig gehalten und es sind somit entsprechend     geringe          Antriebskräfte        erforderlich.     



  Es ist     indessen    aus den nachstehenden Gründen sehr  zweckmässig, wenn die     Schweissdrahtvorschubeinrich-          tung    in Drehrichtung des Schweisskopfes fest mit diesem  verbunden ist. Der Schweisskopf arbeitet somit verwin  dungsfrei, d.h. er kann beliebig viele Umdrehungen in  gleicher Richtung ausführen, ohne eine Verwindung des  Schweissdrahtes bzw. der Zuführkabel von Strom und  Schutzgas zu bewirken.  



       In    der Zeichnung ist zur näheren Erläuterung der  Erfindung ein Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar  zeigt:  Fig. 1 eine Schweissvorrichtung in Seitenansicht, teil  weise im     Schnitt    (schematisch) und       Fig.    2 einen Schnitt längs der Linie     II-II    in     Fig.    1.  Nach     Fig.    1 ist der Schweisskopf einer Vorrichtung  zum Einschweissen von Rohren in Böden mit 10 bezeich  net. Ein Boden ist aus     Fig.    1 ebenfalls ersichtlich und  dort mit der     Ziffer    11 versehen. Die in den Boden 11  einzuschweissenden Rohre sind teilweise in Ansicht, teil  weise im Schnitt dargestellt und mit 12 bezeichnet.  



  Der Schweisskopf 10 weist einen konischen Zentrier  zapfen 13 auf, der in das jeweils     einzuschweissende    Rohr  eingreift. Am     Zentrierzapfen    13 ist eine schräg gestellte  Düse 14 befestigt, die der Zuführung des Zusatzmaterials  zur Schweissstelle und gegebenenfalls der Zuführung von  Schutzgas dient. Ein als Zusatzmaterial dienender  Schweissdraht ist mit 15     beziffert.    Während des  Schweissvorganges führt die Düse 14 zusammen mit dem  gesamten Schweisskopf 10 eine Drehbewegung aus. Die  Drehachse 16 des Schweisskopfes fällt dabei mit der  Mittelachse 17 des jeweils einzuschweissenden Rohres  zusammen. Der Abstand der Düse 14 von der Drehachse  16 ist verstellbar ausgebildet und richtet sich nach dem  Durchmesser der Rohre 12.  



  Der rotierende Schweisskopf 10 ist in einem mit 18  bezifferten Gehäuse gelagert. Zwei Lagerstellen 19, 20  sind schematisch angedeutet. Der Antrieb des     Schweiss-          kopfes    10 erfolgt durch einen Elektromotor 21 über eine  Gelenkwelle 22 und     ein        Kegelradpaar    23, 24, welches  letztere innerhalb des Gehäuses 18 angeordnet ist. Die  Gelenkwelle 22 ist am Gehäuse an zwei Stellen 25, 26  gelagert.  



  Dem rotierenden Schweisskopf 10 zugeordnet und mit  demselben drehfest verbunden ist eine     Vorschubvorrich-          tung    für den Schweissdraht 15. Die Schweissdrahtvor-      schubvorrichtung besteht aus einem Drahtcoil 27 und  zwei Rollen 28, 29, zwischen denen der Draht 15  hindurchläuft. Durch die drehfeste Verbindung von  Schweisskopf und Drahtvorschubvorrichtung 27, 28, 29  ist eine beliebige Anzahl Schweisskopfumdrehungen  möglich, ohne dass eine Verwindung des     Schweissdrahtes     stattfindet. Die Rolle 28 ist angetrieben und bewirkt so  die Zuführung des Drahtes zur Düse 14. Der Antrieb der  Rolle 28 erfolgt durch     einen    Elektromotor 30, eine  Gelenkwelle 31 und schrägverzahnte Stirnräder 32, 33,  34.

   Die Gelenkwelle 31 ist an zwei Lagerstellen 35, 36 am  Gehäuse 18 gelagert.  



  Es wurde oben angedeutet, dass der Schweisskopf 10  hinsichtlich des Schweissdrahtes verwindungsfrei arbeitet.  Um ein vollständig verwindungsfreies Arbeiten des  Schweisskopfes zu gewährleisten, sind jedoch auch die  Anschlüsse für elektrischen Strom und Schutzgas zu  berücksichtigen. Die Gaszuführung erfolgt beispielsweise  in eine gehäusefeste schematisch angedeutete Ringleitung  37, die gegenüber dem rotierenden Schweisskopf 10  abgedichtet ist. Aus der Ringleitung 37 gelangt dann das  Gas in einen Schlauch 38 und von dort zur Düse 14. Der  Schweissstromanschluss ist ebenfalls gehäusefest angeord  net und mit 39 bezeichnet. Der Stromübergang auf den       Schweisskopf    und die Elektrode bzw. - bei abschmel  zender Elektrode - auf den Schweissdraht 15 erfolgt  über Schleifring 40 und Bürste 41.  



  Da sich der rotierende Schweisskopf 10 und dessen  Antriebsorgane am Gehäuse 18 abstützen, muss dies  durch eine Haltevorrichtung fixiert sein. Das Gehäuse 18  ist zu diesem Zweck an einem Ausleger 42 befestigt, der  seinerseits in einem Lager 43 einer insgesamt mit 44  bezeichneten Haltevorrichtung längsverschiebbar ange  ordnet ist.  



  Die Haltevorrichtung 44 besteht im wesentlichen aus  zwei Zapfen 45, 46 (s. auch Fig. 2), die über Gestänge 47  einzeln schwenkbar um einen dritten Zapfen 48 angeord  net sind. Die Haltevorrichtung 44 stützt sich am Werk  stück 11 selbst ab, wobei die drei Zapfen 45, 46, 48  jeweils in bereits eingeschweisste Rohre 12     eingreifen.     Eine kraftschlüssige Verbindung der Haltevorrichtung  mit den Rohren entsteht durch gegeneinander Verspan  nen der beiden Zapfen 46, 45. Wie aus Fig. 2 ersichtlich,  erfolgt diese Verspannung durch eine handradbetätigte  Spindel 49 die einen Rechts- und einen Linksgewindeteil  aufweist.  



  Die Verbindung zwischen der starr am Werkstück  erst befestigten Haltevorrichtung 44 und dem längsver  schiebbaren Ausleger 42 wird durch ein Gelenk 50  hergestellt, welches ein Schwenken des Auslegers sowohl  in vertikaler als auch in horizontaler Ebene gestattet. Der  schwenkbare Gelenkteil, welcher auch das Lager 43 für  den Ausleger 42 enthält, ist in Fig. 1 mit 51 beziffert. Der  Teil 51 enthält ferner eine Spindelmutter 52, in die eine  Gewindespindel 53 eingreift. Die Gewindespindel 53 ist  einerseits am Gehäuse 18 in einer Lagerstelle 54, anderer  seits in einem Lager 55 gelagert, welches mit dem  Ausleger 42 verbunden ist. Durch Drehen der Gewinde  spindel 53 mittels eines Handrades 56 kann somit ein  Längsverschieben des Auslegers 42 und damit eine  Änderung des Abstandes Schweisskopf-Haltevorrichtung  erreicht werden.  



  Die vertikale Schwenkbewegung des Auslegers bzw.  des Schweisskopfes wird durch     eine    hydraulische Hub  vorrichtung 57 eingeleitet, deren Kolben 58 sich am  Werkstück 11 abstützt und deren     Zylinder    59 mit dem  Gehäuse 18 verbunden ist. Um die     erforderliche    Hub-    kraft der Hubvorrichtung 57 zu verringern, sind die  bereits oben erwähnten Antriebsmotoren 21, 30 derart  am Ausleger 42 angeordnet, dass sie zugleich als Gegen  gewichte gegenüber dem Schweisskopf 10 und dem  Gehäuse 18 wirken.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum selbsttätigen Verschweissen von mindestens angenähert senkrecht in einer Grundplatte angeordneten Rohren, Stäben oder dergleichen, beste hend aus einer Schweiss- und einer Haltevorrichtung, die durch einen Ausleger miteinander verbunden sind, da durch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung sich am Werktsück selbst abstützt und an demselben befestigt ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (44) sich in jeweils schon eingeschweissten Rohrenden (12) oder in den für die Rohrenden vorgesehenen Bohrungen abstützt.

   2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Haltevorrichtung drei Zapfen (45, 46, 48) aufweist, die in die Rohrenden (12) oder Bohrun gen eingreifen, wobei zwei Zapfen (45, 46) der Haltevor richtung gegeneinander verspannbar sind. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass an der Haltevorrichtung (44) der Ausleger (42) - schwenkbar in zwei zueinander senk rechten Ebenen - angelenkt ist. 4. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Abstand der Schweissvorrichtung vom Gelenk (50) des Auslegers (42) verstellbar ausgebil det ist. 5.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der Ausleger (42) eine Stange auf weist, die in einer mit dem Gelenk (50) verbundenen Hülse (43) in Längsrichtung verschiebbar ist. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Ausleger (42) schweissvorrich- tungsseitig an einem Gehäuse (18) befestigt ist, in dessen Innerem ein Schweisskopf (10) drehbar gelagert ist. 7.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass sie eine Gewindespindel (53) zur Verstellung des Abstandes zwischen Schweissvorrichtung und Gelenk aufweist, welche an der Schweissvorrichtung drehbar gelagert ist und mit einer Spindelmutter (52) in Eingriff steht, die mit dem Gelenk (50) verbunden ist. B. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Antriebsmotoren (21, 30) für den Schweisskopf (10) und gegebenenfalls für den Schweiss- drahtvorschub (27, 28, 29) am Ausleger (42) befestigt sind, wobei Gelenkwellen (22, 31) zur Übertragung der Antriebskraft der Motoren (21, 30) auf den Schweisskopf (10) vorgesehen sind. 9.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Motoren (21, 30) derart angeord net sind, dass das Gelenk (50) des Auslegers (42) zwischen den Motoren und dem Schweisskopf (10) liegt. 10. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass das den Schweisskopf (10) umschlies- sende Gehäuse (18) die Lager (25, 26, 35, 36) für die Antriebsgelenkwellen (22, 31) enthält. 11. Vorrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) die Getrieberäder (23, 24, 32, 33, 34) für den Antrieb des Schweisskopfes (10) sowie für den Drahtvorschub (27, 28, 29) um- schliesst. 12.

   Vorrichtung nach den Unteransprüchen 10 u. 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) die Anschlüsse für den Schweissstrom (39) und gegebenen falls für Schutzgas (37) aufweist. 13. Vorrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (18) eine sich am Werkstück (11) abstützende Hubvorrichtung (57) ein greift, die zum Schwenken des Auslegers (42) mit dem daran befestigten Schweisskopf (10) in vertikaler Ebene dient. 14. Vorrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (18) Handgriffe ange ordnet sind zum Schwenken des Auslegers (42) mit dem daran befestigten Schweisskopf (10) in horizontaler und gegebenenfalls auch vertikaler Ebene. 15.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schweissdrahtvorschubeinrichtung (27, 28, 29) in Drehrichtung des Schweisskopfes (10) fest mit diesem verbunden ist.