DD212681A1 - Einrichtung zum positionieren und verspannen von rotationssymmetrischen teilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Zentrieren und Verspannen von rotationssymmetrischen Teilen, die z.B. miteinander verschweisst oder bearbeitet werden soll. Die Teile werden zwischen axial wirkende Spannmittel stirnseitig verspannt und in dieser Lage in Rotation versetzt verschweisst oder verarbeitet. Besonders geeignet ist diese Einrichtung zur Herstellung vakuumdichter Flaschenverbindungen.

Description

Einrichtung zum Positionieren und Verspannen von rotations· Bymmetrisehen Teilen

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Positionieren bzw. Zentrieren und Verspannen von rotationssynmietrischen miteinander zu verschweißender Teile, die mit axial wirkenden Spannmitteln bis zur Beendigung des Schweißvorganges in dieser Lage gehalten werden..

Ein typisches Beispiel ist die Verbindung von Rohren mit' Planschen oder ähnlicher Teile untereinander. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung zur Herstellung von Innen- Schweißnähten verwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zum Spannen und Zentrieren von Werkstücken, wie z. B.

Gleitlagerbuchsen, die im Außendurchmesser bereits fertig bearbeitet sind und eine Preßsitzpassung aufweisen, werden in einem Spannzylinder aufgenommen, der dem Preßsitz entspricht, um anschließend z. B. die Innenbohrung zu bearbeiten.

Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß-für jedes Werk-.stück eine gesonderte Aufnahme erforderlich ist und die Zentrierung bzw. Entnahme des Werkstückes mit entsprechendem Kraftaufwand verbunden ist. Dies ist besonders bei

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automatisierten Fertiglingsprozessen ungeeignet. Besonders nachteilig ist eine solche Vorrichtung zur Aufnahme mehrerer Teile, die miteinander verschweißt oder bearbeitet werden sollen.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zum Zusammenhalten zweier aneinander stoßender und miteinander zu verschweißender Rohrenden oder ähnlicher Hohlkörper bekannt. Dabei wird in jedes Rohrende eine Spannvorrichtung eingefahren und verspannt· Beide Vorrichtungen werden dann über ein Innenrohr zentriert, durch das auch das Schweißmittel, z. B, ein Laserstrahl, hindurchgeführt wird. Diese -Einrichtung eignet sich nur für Rohre großen Durchmessers, da die Spannvorrichtung sehr aufwendig ist.

Schließlich ist es bekannt, vorwiegend zum automatischen' Transport und zur Bearbeitung, Werkstücke mit zentrischer Innenbohrung derart mit einer Auflageplatte zu verbinden, daß in der zentrischen Innenbohrung ein geschlitzter Blechring axial über eine Schraubverbindung mit einer Druckkappe gegen die Auflageplatte belastet wird und über die dadurch bedingte radiale Ausdehnung das Werkstück in . der Auflageplatte gehalten und zentriert wird. Diese Einrichtung hat den Nachteil eines relativ hohen Aufwandes und die erzeugbare Haltewirkung, insbesondere in bezug auf Bearbeitungsvorgänge ist sehr klein. Außerdem können die Y/erkstücke in ihrer Lage zur Auflageplatte leicht verkantet werden.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik, eine einfache, leicht handhabbare und in automatisierte Fertigungsprozesse einschaltbare Einrichtung zum Positionieren von rotationssymmetrischen, miteinander zu verschweißender oder zu bearbeitender Teile zu schaffen.

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• Darlegung des Wesens der Erfindung

JDer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mindestens zwei rotationssymmetrische Teile, die wenigstens stellenweise einen gleichen kleinsten Innendurchmesser aufweisen, zueinander zu zentrieren und miteinander zu verspannen, so daß die Teile gemeinsam in Rotation versetzt und oder bearbeitet, z· B, verschweißt, werden können.

Die Aufgabe wird mit einer Einrichtung mit axial wirkenden Spannmitteln gelöst, indem erfindungsgemäß die zu zentrie- ^ 10 renden und zu verspannenden Teile, die z. B. verschweißt werden sollen, lose zwischen die Spannmittel eingelegt sind. Anschließend werden die Teile mittels eines durch eines der Spannmittel hindurch in die Teile einfahrenden Zentrierdorns auf die gemeinsame Mittelachse zentriert.

Die axialen Spannmittel, von denen eines feststehend, und eines beweglich ausgeführt ist, es können auch beide beweglich ausgeführt sein, verspannen nun die rotationssymmetrischen Teile gegen ihre Stirnseiten. Nachdem der Zentrierdorn wieder entfernt ist, sind die verspannten Teile in Rotation versetzbar und können, wenn es sich z. B.

um ein Rohr und einen Plansch handelt, die miteinander zu λ verschweißen sind, verschweißt oder anderweitig bearbeitet werden. Vor dem Zentrieren sind die Teile in der unmittelbaren Nähe der gemeinsamen Mittelachse auf Prismen gelagert oder in Halteringe eingelegt.

Ausführungsbeispiel

Anhand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung als Prinzip- bzw. Schnittdarstellung und zwar in

Pig. 1: die geöffneten Spannmittel mit den zu zentrierenden Teilen und eingefahrenem Zentrierdorn,

Pig· 2: die zentrierten Teile mit geschlossener Zen-' triervorrichtung, Antriebseinrichtung und

eingefahrene Schweißeinrichtung.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist auf einem Arbeitstisch 1 angeordnet, der Bestandteil einer nicht näher dargestellten automatischen Pertigungslinie für z. B. die Herstellung von geschweißten Planschverbindungen ist. Auf dem Arbeitstisch 1 ist ein bewegliches Spannmittel 2 angeordnet. Sein Spannkopf 3 ist in Richtung des Pfeiles 4 axial bewegbar. Über eine Lagerung 5 ist der Spannkopf 3 drehbar gelagert,'so daß er der Rotation'der verspannten Teile folgen kann. Am Spannkopf 3 ist ein Aufnahmedorn 6 angeordnet, der dem jeweiligen Innendurchmesser des an ihm anliegenden Teiles angepaßt ist.

Gegenüber des beweglichen Spannmittels 2 ist ein feststehendes Spannmittel 7 auf dem Arbeitstisch 1 angeordnet. Es besteht aus einem Ständer 8, einer Lagerung 9 und einer Aufnahme 10 sowie einer Antriebsbuchse 11. Die zu verspannenden Teile seien ein Rohr 12 und ein Plansch 13, die miteinander zu verschweißen sind· Durch die Antriebsbuchse 11 hindurch greift in axialer Richtung ein Zentrierdorn 14 ein, der die Teile 12; 13 aufnimmt und auf der gemeinsamen Mittelachse 15 zentriert. Die Teile 12; 13 liegen dazu auf geeigneten Prismen 16. Sie sind so angeordnet, daß die Mittelachsen der Teile 12; 13 nur wenig von der gemeinsamen Mittelachse 15 abweichen.

Die Prismen 16 können Bestandteil einer automatischen Be- ·. sohlübungseinrichtung sein und nach-dem Verschweißen die fertigen Planschverbindungen aus der erfindungsgemäßen Einrichtung hinaustransportieren

Nachdem der Zentrierdorn 14 die Teile 12; 13 aufgenommen hat, ,bewegt sich der Spannkopf 3 des Spannmittels 2 in

Richtung auf das feststehende Spannmittel 7 zu und drückt das Rohr 12 gegen den Flansch 13 und dieser wird seinerseits in die Aufnahme 10 eingeführt· und gegen die Antriebsachse 11 und damit gegen das feststehende Spannmittel 7 gedrückt. In dieser Stellung wird der Zentrierdorn 14 ausgefahren und gleichzeitig die über ihre Stirnseiten verspannten Teile 12; 13 über eine schwenkbare Antriebsein-' richtung 17 und eine Reibradverbindung 18 in Rotation ver-, setzt· Nun kann durch die Antriebsbuchse 11 eine Schweißeinrichtung 19 eingefahren werden und die Teile 12; 13 werden miteinander mit einer sogenannten Innennaht verschweißt· In gleicher Weise wäre natürlich auch eine Außennaht herstellbar.

Nach dem Schweißvorgang wird die Schweißvorrichtung wieder ausgefahren und der Spannkopf 3 gibt durch Einnehmen der Ausgangsstellung die fertige Planschverbindung frei.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß mehrere Teile miteinander verspannt werden können und daß die einzelnen Teile nur stellenweise einen gemeinsamen kleinsten Innendurchmesser aufweisen müssen, der dem Außendurchmesser des Zentrierdorns 14 entspricht. Somit können Teile der unterschiedlichsten Konfiguration miteinander verspannt und bearbeitet werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet eine Reihe weiterer Vorteile. So können die zu verspannenden Teile in einem Arbeitsgang eingelegt werden. Die anschließende Zentrierung und Verspannung erfolgt voll automatisch. Zusätzliche Zentrierränder sind nicht erforderlich. Der Anpressdruck ist über den gesamten Fertigungszeitraum konstant. Das Auftreten von Spalten zwischen den einzelnen Teilen durch Verkanten ist unmöglich.

•Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann die Forderung realisiert werden, Innenkehlnähte automatisch mit hoher Präzision herzustellen· Dies ist auf den Gebieten der Vakuumtechnik und der Ultra-Hochvakuumtechnik von besonderer Bedeutung.

Claims (2)

1. Patentansprach .

   1e Einrichtung zum Positionieren und Verspannen von rotationseymmetrischen, miteinander zu verschweißender oder zu bearbeitender Teile, die mit axial wirkenden Spannmitteln auf einer gemeinsamen Mittelachse zentriert und verspannt sind, dadurch gekennzeichnet,' daß die zu verspannenden bzw· zu verschweißenden Teile (12; 13), die lose zwischen die Spannmittel (2; 7) eingelegt sind, mittels eines Zentrierdorns (14) auf die gemeinsame Mittelachse. (15) zentriert und anschließend über ' ein'feststehendes und ein axial bewegliches Spannmittel (7; 2), welches gleichzeitg eine Rotation der Teile (12; 13) bewirkt, mit ihren Stirnseiten zueinander verspannt, , und, nachdem der Zentrierdorn (14) wieder ausgefahren ist, in dieser Stellung verschweißbar oder bearbeitbar sind.
2. 2. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ,die rotationssymmetrischen Teile (12; 13) zur ungefähren Ausrichtung in die gemeinsame Mittelachse (15) auf Prismen (16) oder ähnlichen Unterlagen angeordnet sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen