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Einrichtung zum fortlaufenden Löten oder Schweißen der Längsnähte
von Rohren Zum Verschweißen oder Verlöten von Nähten bei z. B. aus einem Blechstreifen
vorgeformten Rohren bedient man sich gern der elektrischen Erwärmung. Neben der
Schweißung mittels direkten Stromdurchganges von Gleich- oder Wechselstrom, der
durch Kontaktrollen auf das Werkstück übertragen wird, wird in steigendem Maße die
induktive Schweißung angewendet.
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Bei bekannten Einrichtungen zur induktiven Schweißung bedient man
sich eines schleifenförmigen Induktors, an welchem der bis auf einen Spalt zu einem
Rohr zusammengerollte Blechstreifen mit den Kanten des zur Naht zu verschweißenden
Spaltes in Längsrichtung des Rohres vorbeibewegt wird, wobei die Schweißstelle durch
die in ihr induzierten Ströme erwärmt wird. Außerdem sind Mittel vorgesehen, die
zum Schließen des Spaltes an der Schweißstelle auf das Rohr einen Druck ausüben.
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Bei den üblichen Einrichtungen dieser Art wird als Heizinduktor ein
haamadelförmig gebogener, meist wassergekühlter Leiter verwendet, wie er beispielsweise
in Fig. 1 dargestellt ist, dessen parallele Schenkel beiderseits des Spaltes liegen,
so daß sie auf einer bestimmten Länge auf die beiden zu verschweißenden oder zu
verlötenden Kanten einwirken. Die Fig.2 zeigt in schematischer Darstellung den Verlauf
der dabei in dem Werkstück 8 induzierten Ströme, die zwei Stromkreise 1 beiderseits
des zur Naht zu verschweißenden Spaltes 2 bilden. Aus der Darstellung ist ersichtlich,
daß jeweils nur ein Teil des Stromweges in unmittelbarer Nähe der Materialkanten
verläuft, während die zur Schließung des Stromkreises erforderlichen Teile des Strompfades
in einiger Entfernung von der Materialkante verlaufen. Auf diese Weise bleibt ein
Teil der induzierten Heizenergie zur Erwärmung der Materialkanten unausgenutzt.
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Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnungen besteht darin,
daß die lokale Spannung im Werkstück beiderseits des Spaltes in der Nähe des der
Schweißstelle abgewendeten Endes des Induktors, also in der Fig. 2 an der mit 11
bezeichneten Stelle, am größten ist und dort solche Werte annehmen kann, daß an
dieser Stelle des meistens sehr engen Spaltes Spannungsüberschläge stattfinden,
die zum örtlichen Verschmoren der Materialkanten führen.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum fortlaufenden
Löten oder Schweißen der Längsnähte von Rohren, bei der die Rohre aus einem Blechstreifen
derart vorgeformt werden, daß die Kanten des Blechstreifens in Form eines schmalen,
sich bis zur Berührung der Kanten konisch verjüngenden Spaltes verlaufen, mittels
eines schleifen- oder haarnadelförmigen, relativ zum Rohr bewegten Induktors mit
gegensinnig stromdurchflossenen, etwa parallel zu den Kanten des Spaltes verlaufenden
Heizleitern. Zur Vermeidung der erwähnten Nachteile wird nach der Erfindung eine
gleitende, auf dem Rohr aufliegende Kontaktbrücke vorgesehen, die so angeordnet
ist, daß sie die sich gegenüberliegenden zu verschweißenden oder zu verlötenden
Kanten kurz vor dem Eintritt derselben in den Wirkungsbereich des Induktors miteinander
kurzschließt.
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Es sind zwar schon ähnlich gestaltete Kontaktbrücken, wie sie für
den vorgesehenen Zweck in Frage kommen, bekannt, jedoch dienen diese nicht als Kurzschlußbrücken
und bewirken nicht den durch eine Anordnung nach der Erfindung erzielten vorteilhaften
Verlauf der induzierten Ströme.
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Auch sind schon Anordnungen zum Rohrnahtschweißen bekannt, bei denen
der Schweißstrom den . Spaltkanten des bereits vorgeformten Rohres unmittelbar zugeführt
wird und dabei auch noch über einen über dem Spalt angeordneten haarnadelförmigen
Induktor geleitet wird, so daß der Spalt über den Induktor und die Schweißstromquelle
überbrückt ist. Die bei dieser Anordnung erforderlichen Gleitkontakte müssen fest
mit dem Induktor verbunden sein und können daher nur zusammen mit diesem ausgewechselt
werden.
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Die Einrichtung nach der Erfindung, bei welcher der Induktor vollständig
getrennt vom Werkstück angeordnet ist und bei dem der Verlauf der Ströme
im
Werkstück durch deren Weg über die Kontaktbrücke in der erwähnten Weise beeinftußt
wird, bedeutet daher demgegenüber einen erheblichen konstruktiven und betrieblichen
Fortschritt.
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An Hand der in den Fig. 3 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiele
sollen die Wirkungsweise und weitere Einzelheiten der Erfindung näher erläutert
werden.
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In den Fig. 3 und 4 ist schematisch die Anordnung der Kontaktbrücke
3 vor dem Induktor 9 bzw. die Lage der Kontaktbrücke auf dem zu verschweißenden
Rohr 8 dargestellt. Wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, kann sich der indem Werkstück
8 induzierte Strom über die Kontaktbrücke 3 schließen und so von einer Kante zur
anderen des noch nicht zu einem vollständigen Rohr geschlossenen Werkstückes übergehen.
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Da der induzierte Strom in zwei zu den Werkstückkanten parallelen
Strompfaden in unmittelbarer Nähe der zu verschweißenden Kanten fließt, ist die
übertragene Energie nur auf diese konzentriert, so daß eine hohe Ausnutzung der
induzierten Energie erreicht wird. Man kommt daher mit Generatoren kleinerer Leistung
für die Erzeugung der Heizenergie aus. Da außerdem die Spannung zwischen gegenüberliegenden
Stellen der Spaltkanten durch den Einfluß der Kontaktbrücke erheblich verkleinert
wird, werden Überschläge zwischen den Kanten vermieden.
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Die Fig. 3 zeigt eine besonders zweckmäßige Form eines bei der Erfindung
zu verwendenden Induktors, bei welcher die Zuleitungen in der Mitte liegen. Es kann
aber auch die übliche Form eines haarnadelförmigen Induktors; wie sie in Fig. 1
dargestellt ist, verwendet werden.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel entsprechend der in
den Fig. 3 und 4 prinzipiell dargestellten Anordnung, bei welchem wiederum das Rohr
8, der Induktor 9, die auf dem Rohr aufliegende und an dieses durch nicht dargestellte
Mittel angedrückte Kontaktbrücke 3 zu erkennen sind. Außerdem sind die zum Schließen
des Spaltes auf das Rohr in radialer Richtung einen Druck ausübenden Rollen 7 dargestellt.
Falls erforderlich, können an sich bekannte Mittel zur Kühlung der vorgenannten
Teile vorgesehen sein. Die zur Förderung des Rohres durch die Schweißeinrichtung
erforderlichen, an sich bekannten Mittel sind in den Zeichnungen ebenfalls fortgelassen
worden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 bis 10 stellt 5 einen
ringförmigen, das Rohr 8 umgebenden und dessen Querschnittsform angepaßten Körper
dar, in welchem die Kontaktbrücke 3 verschiebbar angeordnet ist, wobei diese durch
eine Feder 4 gegen das Rohr gedrückt wird. Weiter sind in dem ringförmigen Körper
5 verstellbare Gleitstücke 6 angeordnet, die beim Hindurchbewegen des Rohres an
diesem zum Anliegen kommen, wodurch sie das Rohr führen und an seiner Formgebung
mitwirken. Diese Gleitstücke bestehen vorzugsweise aus isolierendem Material von
hoher mechanischer Festigkeit. Besonders geeignet ist hierfür A1203 (Aluminiumoxyd).
Statt der in Fig. 7 bis 10 dargestellten Gleitstücke 6 können auch in dem ringförmigen
Körper 5 entsprechend gelagerte Rollen oder Kugeln .zur Führung bzw. Formung des
Rohres Verwendung finden.
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Die Kontaktbrücke 3 kann, wie dies die Fig. 8 und 10 erkennen lassen,
in unmittelbarer Nähe der Kanten des Spaltes eine Ausnehmung 10 aufweisen, so daß
etwaiger Grat, der z. B. beim Schneiden des Blechstreifens entstanden sein kann,
eine einwandfreie Auflage der Kontaktbrücke an den unmittelbar neben den Kanten
liegenden Teilen des Rohres nicht behindern kann.
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Als Material für die Kontaktbrücke, deren Verschleiß bei guter elektrischer
Leitfähigkeit in erträglichen Grenzen bleiben soll, kann vorzugsweise Hartbronze
verwendet werden, jedoch können je nach Werkstoff des zu erstellenden Rohres auch
andere Baustoffe in Frage kommen.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich insbesondere zum induktiven
Löten oder Schweißen mit Hochfrequenz, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt
ist. Die Wahl der zweckmäßigsten Frequenz richtet sich jeweils nach Art und Dicke
des Werkstoffes.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt, insbesondere nicht auf Rohre mit kreisrundem Querschnitt, und kann auch
bei beliebig anderem Rohrquerschnitt angewendet werden. Die erfindungsgemäße Anordnung
kann ohne weiteres in Schweißeinrichtungen Verwendung finden, bei denen mehrere
Nähte gleichzeitig geschweißt werden. Sie kann auch so ausgestaltet werden, daß
statt einer Längsnaht auch eine in anderer Richtung beispielsweise schraubenförmig
verlaufende Naht geschweißt werden kann. Es ist ohne weiteres denkbar, die erfindungsgemäße
Anordnung sinngemäß bei Schweißeinrichtungen anzuwenden, mit denen Nähte an nicht
rohrförmigen Körpern induktiv geschweißt werden sollen. Schließlich kann die erfindungsgemäße
Einrichtung ebenso gut zum Schweißen wie zum Hart-oder Weichlöten unter an sich
bekannter Verwendung von Flußmitteln bzw. Schutzgasen angewendet werden.