DE1565341A1

DE1565341A1 - Maschine zum stirnseitigen Zusammenschweissen von Rohren

Info

Publication number: DE1565341A1
Application number: DE19641565341
Authority: DE
Inventors: Peignen Henri Jules
Original assignee: BIRAGHI FAB ETS
Current assignee: BIRAGHI FAB ETS
Priority date: 1963-03-06
Filing date: 1964-03-04
Publication date: 1970-10-01
Also published as: GB1030931A; NL6402090A; US3324275A; FR84211E; SE311709B; BE644626A; ES297279A1; DE1301211B; CH409184A; FR1361361A

Description

Pat entanme ldung

der Firma

BIRAGHI (Societe Anonyme), 20, rue Jean Blanchard, THONON LES BAINS (Haute Savoie) Prankreich

"Maschine zum stirnseitigen Zusammenschweißen von Rohren"

ο ο to co **■ ο

Es ist bereits bekannt, zwei Rohre stirnseitig dadurch zu verschweißen, daß die Rohre in eine Drehbewegung versetzt werden und zunächst unter eine in die Ebene der gewünschten Verbindung angebrachte Schmelzelektrode und danach unter eine Schweißflamme in Verbindung mit einem Schweißdraht geführt werden. Die Elektrode wird dabei während der ersten Umdrehung wirksam und schafft eine erste vorläufige Verbindung zwischen den Rohren,, während im nachgeschalteten Autogen-Schweißverfahren auf die Verbindungsstelle eine genügend dicke Metallschicht aufgeoracht wird, damit die erforderliche Festigkeit gewährleistet ist. Im allgemeinen werden hierbei die Rohrenden der-

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art abgeschrägt, daß durch ihre Zusammenfügung eine Hohlkehle gebildet wird, die durch das Autogen-Schweißverfahren mit Schweißdrahtmasse ausgefüllt wird.

Dieses Verfahren erfordert jedoch in der Ebene der gewünschten Verbindung und während des ersten Arbeitsganges eine möglichst genaue Zentrierung der Außenflächen der beiden Rohrenden. Eine gute Zentrierung ist zur Erzielung einer vorläufigen homogenen und gleichmäßig dicken Schweißnaht tatsächlich unerläßlich.

Es ist bereits bekannt, eine derartige Zentrierung mit Hilfe einer im Inneren der Rohre untergeorachten Vorrichtung vdrzunehmen. Bei diesem Verfahren muß jedocij die Vorrichtung mindestens durch eines der beiden Rohre eiivimel fleder hf^uijgtfUhrfc werden, so daß es ersichtlich vorteilhafter ist, ein#-Äff der Außenseite der Rohre angeordnete Zentriervorrichtung zu verwenden.

Die Brfindung bezieht sich Auf eine Maschine, die es möglich macht, die Zentrierung der Enden zweier" zusammenzusöhweiSender Rohre selbsttätig und von außen vorzunehmen und eine Schmelz- f > elektrode derart zu führen, daß ihr Abstand zur BasiaflMche der Hohlkehle konstant bleibt.

> Die Erfindung soll angewendet werden, wenn es nicht möglich ist, die Rohre in bezug auf eine feststehende Schmelzelektrode oder Gasschweißflamme zu drehen und daher die Schmelzelektrode oder

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die Gasschweißflamme um das Rohr herum bewegt werden muß.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Maschine zum Zentrieren und vorläufigen Zusammenschweißen zweier mit den Stirnseiten aneinandergelegten Rohre, deren abgeschrägte Stirnenden zusammen eine vorzugsweise zylinderförmige Hohlkehle bilden, wobei die Maschine eine Schmelzelektrode mit Haltevorrichtung, Mittel zu ^deren Bewegung um die Rohre herum und Einrichtungen zum Zentrieren der Rohre und zum Führen der Elektrode umfaßt. Das Neue dieser Maschine besteht gemäß der Erfindung darin, daß die gleiche Einrichtung zum Zentrieren der Rohre auch zum Führen und Bewegen der Schmelzelektrode und ihrer Haltevorrichtung dient und zwei Laschenkettenstränge enthält, deren jeder aus einer Reihe gelenkig miteinander verbundener Zentrier- und Führungslaufrollen besteht und deren Enden gelenkig und unlösbar miteinander verbunden oder verbindbar sind, während ihre anderen Enden unter Zwischenschaltung einer Elektrödenhaltevorrichtung lösbar miteinander verbunden sind, wobei die Laufrollen, deren Laufproflie dem Profil der Basisflache der Hohlkehle entspricht, über den ganzen Umfang des aus den oeiden Kettensträngen geoiΙο deten Kettenringes verteilt sind und durch vom Elektrodenhalter O
β* getragene Klemmorgane gegen die Basisfläche der Hohlkehle ge-

*£ drückt werden, die gleichzeitig bewirken, daß der mit einem

ο Kettenstrang unlösbar gelenkig verbundene Elektrodenhalter mit

jofr dem anderen Kettenstr&ng verbunden werden kann.

Diese Maschine ermöglicht die Herstellung einer durchgehenden

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Schweißnaht an der Stoßstelle nach einer vollständigen Umdrehung der Rohre, wobei eine fest mit einer Haltevorrichtung verbundene Schmelzelektrode verwendet wird, .die vorzugsweise mit Argon ajs Schutzgas arbeitet und auf Grund dieses Schweißverfahrens eine große Arbeitsgenauigkeit erzielt. Die Basisfläche der Hohlkehle, die durch die beiden abgeschrägten Enden der Rohre gebildet wird, dient als Bezugsfläche, /,u welcher die Schmelzelektrode einen genauen Abstand einhält, während die beiden abgeschrägten Rohrenden in genauester koaxialer Stellung dadurch gehalten werden, daß die Führungsrollen auf ihnen abrollen. Die Hohlkehle wird anschließend im herkömmlichen Gasschweißverfahren mit Schweißdrahtmasse ausgefüllt.

Die erfindungsgemäße Maschine ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß die zur Drehbewegung der Elektrode dienenden Mittel einen mit mindestens einem der beiden Kettenstränge fest verbundenen Motor enthalten, der mindestens an einer der Laufrollen angreift unu dieselue in Orehoewegung versetzt. Es sind dabei alle Laufrollen untereinander durch Mittel zur Übertragung der Drehbewegung verounaen.

cd Jeder Kettenstrang oesteht aus einer Mehrzahl von Laschenkettenoo

gliedern, die untereinander gelenkig verbunden sind und je höchst~ns zwei Laufrollen tragen. Die Laufrollen sind um die die Laschenglieder verbindenden Gelenkachsen drehbar.

Ein weiteres Merkmal der 2rfincun%" oest^nt darin, daß die Halte-

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vorrichtung für die Schmelzelektrode, die rait einem der Kettenstränge nicht lösbar verbunden ist, aus einer Platte besteht, auf der die Elektrode verstellbar befestigt ist, und die zwei fest mit der Platte verbundene Flansche aufweist, deren untere Enden drehbar an der Drehachse der letzten Laufrolle des einen Kettenstranges angelenkt sind, während die Platte an ihrem anderen Ende mit zwei hakenförmigen Ausnehmungen versehen ist., die

zum Einhängen eines Querstabes dienen, der die oberen Enden zweier Laschen miteinander verbindet, deren untere Enden an der Drehachse der letzten laufrolle des anderen Kettenstranges angelenkt ist, wobei die hakenförmigen Ausnehmungen, der Querstab und die Laschen die Teile bilden, die zur lösbaren Verbindung der Elektrodenhaltevorrichtung und des zweiten Kettenstranges dienen.,

Die von dem Elektrodenhalter getragenen Klemmorgane bestehen aus einem mit seinen freien Enden an den mit dem einen Kettenstrang nicht lösbar verbundenen Planschen des Elektrodenhalters angelenkten Bügel sowie aus einer mit einem Handrad versehenen Klemmschraube, welch letztere sich in das Mittelteil des Bügels einschraubt und mit einer Schulter gegen eine Traverse drückt, die

ο durch die beiden Laschen getragen werden, welche an dem zweiten

so- Kettenstrang angelenkt sind,,

«.*. In den beigefügten Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der •t© Erfindung schematisch dargestellt_o

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Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer

Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ist Bine Seitenansicht mit einer Teilschnittansicht entlii' ? der Linie II-II in der Fig. 1,

Fig. ; ist eine Ausschnittvergrößerung eines radial verlaufen-

den Querschnitts durch die Berühungszone zwischen einer

Führungsrolle und der Basisfläche der Hohlkehle.

In den Figuren I und 2 sind die zu verschweißenden Rohre mit den Bezugßzei;hen ICl und 102 versehen, die Schrägflächen an den Rohrenden haben die Bezugszeichen 10^, 104 und eine durch die Schrägflächen gebildete Hohlkehle das Bezugszeichen 105.

Die Rohre 101 und 102 werden durch die hier nicht dargestellten Führungsmittel und die in axialer Richtung wirkende Haltevorrichtung stirnseitig zusammengebracht und in koaxialer Lage gehalten.

_o Die Schweißmaschine besteht im wesentlichen aus den die Laufrol-

to len tragenden Laschenkettensträngen 106, 107, der insgesamt m:Ltoo

*** 108 bezeichneten Haltevorrichtung für die Schmelzelektrode 146 unc ο

^ dem insgesamt mit dem Bezugszeichen 109 versehenen Antriebsmittel oo für die Drehbewegung.

Die Kentenstränge IOD und 10? setzen sich zusammen aus den LaschenkettengiiedemlYO, 1?1, 172, 173 , 174, 175, die je- -7-

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-τ-

weils aus den Laschenteilen 17Oa, Y(OhI 171a, 171b; l'_:2a, 172b; 173a, 173b; 174», 174bj 175a, 175b bestehen und durch die Querbolzen 170c, 171cp 172c, 173c, 174c, 175c miteinander verbunden sind.

Jedes Lasehenkettenglied besitzt an seinen beiden Enden Drehachsen (I76 bis 185), durch die die einzelnen Glieder untereinander oder mit den Vorrichtungen lOb und 109 verbunden sind.

Um die Drehachsen I76 bis 183 drehen sich jeweils Laufrollen 111 bis 118. Die Laufrollen sind zugleich mit Ritzeln 122 bis 125 und 126 bis 129 versehen, die untereinander durch Zahnräder 131 bis 133 und I34 bis ΐχ- drehend verbunden sind, wobei die letzteren wiederum um die Bolzen 170c bis 172c und 173c bis 175.C derart drehbar sind, daß die drehend angetriebenen Laufrollen 111 und 1^5 eine gleichzeitige und gleichgerichtete Drehbewegung aller übrigen Laufrollen bewirken.

die In Fig. 2 werden die Laufrolle 114 des Kettenglieds 1"\? sowie *·# Drehachse I76 nicht dargestellt * um die ÜbersichtlichKeit der

_o Zeichnung nihht zu beeinträchtigen.

*" Die Antriebsvorrichtung für die Drehbewegung 109 wird durch einen ^ RahnenkÖrper l4o gebildet, der aus zwei durch Querbolzen 141 miteinander verbundenen Seitenplatten l40a und 14ob besteht. An diesem Rahmenkörper ist ein elektrischer Motor 142 angebracht, der Über ein Untersetzungsgetriebe ΙΛ3 ein Zahnrad Ik* antreibt.

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Die zwei Kettenstränge 10ό und ΙΟΥ sind mit dem Rahmengestell ' l4o über ihre Achsen 179 und I8o gelenkig verbunden, die wiederum die Drehachsen für die Laufrollen 111 und 115 und die Ritzel 122 und 12f; bilden, welch letztere mit dem Zahnrad 145 in Eingriff stehen, das durch das Zahnrad 144 des Untersetzungsgetriebes in Drehung versetzt wird.

Der Antriebsvorrichtung fur die Drehbewegung 109 gegenüber befindet sich die Haltevorrichtung für die Schmelzelektrode 1θ8.

Die Elektrode im engeren Sinne ist mit I4r bezeichnet. Sie befindet sich in der Längsachse eines Rohres 147, durch welches ein Schutzgas auf die Schweißstelle geblaeen wird. Das Rohr 147 ist •'j.oer ein Verbindungsteil 148 mit einem in radialer Richtung verschiebDaren Regeleknent 149 verbunden, welches seinerseits durch ein in Längsrichtung verschiebbares Regelelement 150 getragen wird.

Das in axialer Richtung wirksam werdende Regelelement 150 wird von der Haltevorri htung 1θ8 getragen. Letztere enthält zwei

_o senkrechte an ihrem unteren Ende durch die Drehachse I76 der

co ;aufrolle 114 miteinander verbundene Plansche lo8a, eine diese 00

** auf halber Höhe veroindende Achse 110 und eine von den Flanschen ο

^ getragene Platte lo8c, auf der das Regelelement I50 befestigt So ^lst·
to

Das freie Ende der Platte lo8c ist mit zwei hakenartigen Ausnehmungen iCc'o versehen, die zu" Aufnehme eines zylinderförmigen

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Querstabes 108d.bestimmt ist, der selbst wieder mit zwei Seitenlaschen lo8e eine Einheit' bildet, welche ihrerseits durch die Traverse 155 zusammengehalten und an ihren Enden mit der Achse 183 der Laufrolle 118 gelenkig verbunden sind.

Mit dem Element Io8a ist über eine Achse 110 ein Bügel I5I gelenkig verbunden. Sein Mittelteil 151a ist mit einer Bohrung mit Innengewinde 151b versehen, in die eine mit dem Handrad 154 fest verbundene Klemmschraube 152 eingeschraubt werden kann. Im zusammengebauten Zustand durchgreift das freie Bolzenende 152a der Schraube 152 eine entsprechende Durchbrechung in der Traverse 153. Die Schraube wird sodann derart festgeschraubt, daß sie mit ihrer Schulter 152b vorzugsweise mit Zwischenschaltung von nachgiebigen Unterlegscheiben 157 fest gegen die Traverse drückt.

Die Wirkungsweise der genannten Einrichtung ist hierbei folgendes Die beiden Rohre 101 und 102 werden derart zusammengebracht, daß ihre zu verschweißenden Enden zusammenliegen. Die vorher an den Rohrenden angebrachten Schrägflächen 103 und 104 bilden auf diese Weise die Hohlkehle 105»

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^ Die Rohre 101 und 102 werden sodann am Orte der Hohlkehle durch ^T ■ die erfindungsgeraäße Einrichtung umschlossen, deren Verriegelunge-(3§ teile vorher gelöst waren,, Die beiden Kettenstränge werden so

angebrachtj, daß sich die Laufrollen 111 Ms 118 an der Basisfläche der Hohlkehle 105 abstützen können,, ORIGINAL

Die Berührungsbreite der Lauffläche II9 der Laufrollen ist dabei so bemessen, daß gleichzeitig beide Enden der zwei Rohre erfaßt werden und praktisch die gesamte Basisfläche der Hohlkehle ausgenutzt wird.

Die Mitte der Lauffläche der Laufrollen weist eine Nut 120 auf, damit jede Berührung mit einem etwaigen durch die Schweißarbeit entstandenen Wulststreifen vermieden wird.

Der gesamte Kettenstrang wird durch das Einlegen des Querstabes 108b in die hakenförmige Ausnehmung lo8b geschlossen und durch das Einschwenken des Bügels 151 und Pestschrauben der Schraube

152 mittels des Handrades 154 bis zur Zusammendrückung der Unterlegscheiben 157 derart gespannt, daß die Laufrollen auf der Bass\Lfläche der Hohlkehle fest aufsitzen und auf diese Weise durch direkte Berührung eine Zentrierung der beiden abgeschrägten Rohrenden bewirken.

Sodann wird die Schweißelektrode in der Ebene der zu schaffenden Verbindung und mit Hilfe der in radialer und axialer Richtung wirkenden Regelelemente 149 und I50 in die geeignete Betriebs-

_ω stellung gebracht und der Motor 142 angestellt. 00

*-· ■ Die Drehbewegung des Motors 142 bewirkt auf diese Weise, wie dar-

^ gelegt wurde, daß durch die Zwischenschaltung der Zahnräder 144

und 145 allen Laufrollen eine Drehbewegung in der gleichen Richtung mitgeteilt, wird, was somit die gesamte Einrichtung um das

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Rohr herumkreisen läßt.

Die Schmelzelektrode wird nun unter Spannung gesetzt, während dem Rohr 147 cl&s Schutzgas Argon zugeführt wird.

Nachdem die beiden Rohre auf diese W ise nach einer Umdrehung verschweißt worden sind, wird die Einrichtung aim Stillstand gebracht und nach dem Aufschrauben der Schraube 152 und dem Öffnen des Kettenringes entfernt, wobei der Querstab lo8d aus den hakenartigen Ausnehmungen lo8b ausgehängt wird. Hiernach kann mit einem geeigneten autogenen Gasschwei ßverfahren, vorzugsweise in Verbindung mit selbsttätigem Nachschub des Schweißdrahtes, der noch verbliebene·freie Querschnitt der Hohlkehle 105 ausgefüllt werden.

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Claims

Br 451 T 26.10.65 ast Patentansprüche

1. Maschine zum Zentrieren und vorläufigen Zusammenschweißen zweier mit den Stirnseiben aneinandergelegten Rohre, deren abgeschrägte Stirnenaen zusammen eine vorzugsweise zylinderförmige Hohlkehle oilden, wobei die Maschine eine Schmelzelektrode mit Haltevorrichtung, Mittel zu deren Bewegung um die Rohre herum una Einrichtungen zum Zentrieren der Rohre und zum Fähren der Elektrode umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die gleiche iinrichtuntr zum Zentrieren der Rohre (101, 102) auch zum F'ihren und Bewegen der Schmelzelektrode (l4C) und ihrer Haitevorri- h'cung (10·*) dient und zwei Laschenkettenstränge (ic- , IC ) entnält, deren jeder aus einer Reihe gelenkig miteinander veroundener Zentrier- una FUtirungslaufrollen (111 bis lic) Gesteht und deren Enden gelenkig und unlösbar mitein- ° ander verbunden oder verbindbar sind, während ihre anderen Enden unter Zwischenschaltung einer Elektroaenhaltevorrichtung ο (1C8) lösbar miteinander verbunden sind, wobei die Laufrollen (Hl bis 115), deren Laufprofil (119) dem Profil der Basis-

U₃ fläche der Hohlkehle (105) entspricht, üoer den ganzen Umfang des aus den. oei ien Kettensträngen geoildeten Ket-^enringes ver-

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teilt sind und durch vom Elektrodenhalter (1O8) getragene Klemmorgane (151 - 154) gegen die Basisfläche der Hohlkehle gedrückt werden, die gleichzeitig bewirken, daß der mit einem Kettenstrang unlösüar gelenkig verbundene Elektrodenhalter (1O8) mit dem anderen Kettenstrang verbunden werden kann.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Drehbewegung der Elektrode (146) dienenden Mittel einen

mit mindestens einem der beiden Kettenstränge fest verbundenen Motor (142) enthalten, der mindestens an einer der Laufrollen angreift und dieselbe in Drehbewegung versetzt.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß »lie Laufrollen untereinander durch Mittel zur Übertragung der Drehbewegung (I3I- 134, 145) verbunden sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kettenstrang aus einer Mehrzahl von Laschenkettengliedern (I70 - 175) besteht, die untereinander gelenkig verbunden sind

und je höchstens zwei Laufrollen tragen. ο

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5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufes

"< rollen um die die Laschenglieder verbindenden Gelenkachsen

^ (177 - 182) drehbar sind.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Haltevorrichtung (108) für die Schmelzelektrode (146), die mit einem der Kettenstränge nicht lösbar verbunden ist, aus einer Platte (Io8# besteht, auf der die Elektrode verstellbar befestigt i ■-·■'■- un-d die zwei fest mit der Platte verbundene Flansche (lo8a) aufweist, deren untere Enden drehbar an der Drehachse (I76) der letzten Laufrolle (114) des einen Ketten-" stranges angelenkt sind, während die Platte an ihrem anderen Ende mit zwei hakenförmigen Ausnehmungen (lo8b) versehen ist, die zum Einhängen eines Querstabes (l08d) dienen, 'der die oberen Enden zweier Lasehen (l08e) miteinander verbindet, deren untere Enden an der Drehachse (I83) der letzten Laufrolle (118) des anderen Kettenstranges angelenkt 4·*, wobei de\j. hakenförmigen* Ausnehmungen, der Queratab und die Laechen die Teile bilden, die zur lösbaren Verbindung der Elektroden-* haltevorrichtung (I08) und des zweiten Kettenstranges dienen.

7. Maschine nach Anspruch 1 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Elektrodenhalter (I08) getragenen Klemmorgane aus einem mit seinen freien Enden an den »it dem einen Kettenstrang nicht lösbar verbundenen Planschen (lo8a) des

_o Elektrodenhalters angelenkten Bügel (I51) sowie aus einer mit

co einem Handrad (154) versehenen Klemmschraube (152) bestehen,

*- · welch letztere sich in das Mittelteil des Bügels (I5I) eino

*"* schraubt und mit einer Schulter (152b) gegen eine Traverse (15^5) drückt, die durch die beiden Laschen (lo8e) getragen

*° wird

, welche an dem zweiten Kettenstpang angelenkt sind.

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