DE1943095A1 - Austauschbare Schweisseinheit fuer automatische Schweissgeraete - Google Patents

Description

Box. 3227, Houston, Texas 77001 V.St. Ao

Austauschbare Schweißeinheit für automatische Schweißgeräte

Für die folgende Anmeldung wird die Priorität vom 26. August 1968 aus der amerikanischen Anmeldung U.S.SeroNo. 755 035 beansprucht.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät und ein Verfahren, bei welchem eine Schweißeinheit in eine innere Klammervorrichtung von mehr oder weniger herkömmlicher Bauart hineingebaut ist» ■^ine typische, für diesen Zweck geeignete innere Klammer wird in dem amerikanischen Patent 3 044 431 beschrieben. Diese innere Klammervorrichtung hält zwei aneinanderstoßende Bohrenden fest und genau in der passenden Schweißlage gegeneinander, während die Schweißvorrichtung selbst in einer umlaufenden Bahn innerhalb der Verbindungsstelle geführt wirdo Die Ausrichtung zwischen den aneinanderstoßenden Rohrs tacken wird durch die Klammer aufrechterhalten. An der Verbirtdungsnaht wird die Schweißvorrichtung gehalten und um die Naht herumbewegt, wobei sie damit in Ausrichtung gehalten wird, um eine innere Schweißnaht anzubrin-

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gen. In Abhängigkeit von der Wandstärke der Bohre und von. den anderen Schweißbedingungen, Materialien und Sonstigem kann sich bei einmaligem inneren Umlaufen die Schweißnaht ganz, durch die Verbindungsstelle oder auch nur ein Teil durch diese erstrecken. Die Schweißeinhait gemäß der vorliegenden Erfindung ist im besonderen für die Verwendung in der oben beschriebenen .Vorrichtung entworfen. Sie eignet sich jedoch auch für die Verwendung in anderen. Maschinen eines entsprechenden Typs und kann ...übe rail dort Verwendung finden, wo kleine austauschbare Schweißeinheitenvorteilhaft eingesetzt werden.

Ein be sondere'S Problem entsteht beim Anbringen von umlaufenden Schweißanordnungen in oder an -inneren spannbaren Klammern der oben erwähnten Art, die ein Bohr festhalten. In erster Linie ist die Baumfrage immer besonders wichtig. Außerdem muß für Schweißeinheiten, welche sich aufbrauchende prahtelektroden verwenden, Vorsehung dafür getroffen werden, daß die Elektrode oft und einfach erneuert werden kann. Drittens werden unter Betriebsbedingungen der Schweißkopf und die angrenzenden Teile bespritzt und korrodieren ziemlich schnell, so daß sie in kurzen Zeitabständen, gesäubert, repariert oder ersetzt werden müssen. Viertens müssen der Schweißkopf und/oder das Verbindungsrohr, die während des eigentlichen SchweißVorganges dicht an der Bohr- \ wandung entlanglaufen., leicht um- eine angemessene Entfernung zurückgezogen werden können, während die Schweiß vorrichtung, von einer Verbindungsnaht zur anderen .transportiert wird oder während ein neues Bohrstück an seinen Platz gebracht wird, welches an ein bereits installiertes Bohr oder an einen ersten Teil des Eohres angeschweißt werden soll.

Alle diese Erfordernisse bedeuten, daß die Anordnung zwar sehr, klein jedoch robust und verläßlich sein muß. Sie muß leicht in eine Buhelage zurückgezogen werden können, um eine Bewegung der Klammer und der Schweißanordnung in axialer Sichtung des, Bohres zu ermöglichen, während sie andererseits auch fest und sicher während des eigentlichen SchweißVorganges an die Schweißnaht

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heranzubringen und an dieser entlangzuführen .sein muß. Um die Haltezeiten zu verringern und die gesamte Installation des Rohres zu erleichtern, muß sie schnell entfernbar, reparierbar und ersetzbar sein. Zugleich muß sie sich auch starr und fest in der'Trägeranordnung befestigen lassen, so daß sie genau entlang der Naht läuft, ohne irgendwelches Gleiten oder ein Verlassen der Spur. .

Die Anordnung soll im folgenden an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt bzw. zeigen im einzelnen

Pig. 1 eine Seitenansicht der Sehweißeinheit einschließlich des Elektrodennachschubes und der Antriebsvorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht der Antriebs- und Beschikkungsvorrichtung für die Dräitelektrode von oben,

ELg. 3 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Pig. 2,

Pig· 4 eine vergrößerte Teilansicht des Verbindungsrohres der Pjihrung-sanordnung für die Elektrode und der angrenzenden Teile,

Pig. 5A, 5B und 5C Teilansicht von Längs- und Querschnitten des Hauptteiles des Verbindungsrohres,

Fig. 6a, 6B und 60 in sohematischer Darstellung Teilansichten • des Verbindungsrohres der Führungsanordnung für den Elektrodendraht und der angrenzenden Teile in verschiedenen Wfnkellagen in bezug auf die zu verschweißende Naht und

Pig. 7A und 7B verschiedene Ausführungsformen der Beschickungsanordnung für den Draht.

In Pig. 1 wird ein Teil 11 eines Rohres oder eines großen rohrförmigen Abschnittes gezeigt, welcher mit einem gleichen daran anstoßenden Teil mittels einer umlaufenden Saht verschweißt werden soll, wobei zumindest am Anfang eine innere Schweißnaht

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die Dicke der Bohrwandung zumindest teilweise durchdringen solle Ein sich drehender Ring ist ebenfalls teilweise dargestellt. Die Elektrodenbeschickungsanordnung und der Schweißkopf, die die Schweißeinheit 50 bilden, sollen die folgenden Punktionen erfüllen:

a. Sie sollen eine sich aufbrauchende Drahtelektrode a mit einer vorbestimmten Beschickungsgeschwindigkeit von einer Vorratsrolle 300 einem Schweißkopf 200 zuführen.

b. Sie sollen die Drahtelektrode unter Beibehaltung ihrer " ursprünglichen Krümmung dem Schweißbogen d in der gleichen Richtung zuführen. .

c. Sie sollen eine Änderung des Zuführungswinkels der Drahtelektrode zum Schweißbogen ohne Änderung der effektiven Länge des Drahtes gestatten. .

d. Sie sollen fortlaufend mittels eines Tachometers die Beschickungsgeschwindigkeit des Drahtes überwachen, indem die Tachometersignale, mit einem Bezugssignal verglichen werden, wobei eine geeignete elektronische Rückkoppluhgsausrüstung Verwendung findet.

e. Sie sollen den notwendigen Schweißstrom dem Bogen zufüh-

ren, während die Antriebsvorrichtung usw. von der Bogenspannung isoliert sein muß.

f. Sie solleh ein Schutzgas zur wirkungsvollen Abschirmung des Bogens mit einem minimalen Gasverbrauch zuführen.

g. Sie sollen, wenn es notwendig wird, eine schnelle Inspektion, Reparatur oder ein Ersetzen von wichtigen Teilen und ein Auffüllen des Drahtelektrodenvorrates ohne größere Unterbrechung' des Schweißvorganges gestatten.

h. Sie sollen eine vollständige Entfernung und ein Ersetzen der Schweißeinheit mit einem minimalen Aufwand gestatten.

■^ine Grundplatte 21, die aus Aluminium oder einem leichten aber haltbaren Metall hergestellt ist, ist zwischen einem Paar Se,±-

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tenplaiten 23 und 25 auf zwei Sockelplatten 27 und 29 .befestigt, mittels welcher die gesamte Einheit an dem sich drehenden Ring 16 angebracht ist. Abgesehen von einer abgeflachten Stelle 32, welche mit einer Hut 30 zur Aufnahme eines !Führungsrohres a für die Tragelektrode w versehen sein kann, besitzt der sich drehende Ring 16 im wesentlichen eine zylindrische äußere Oberfläche ο Eine schräge Bohrung 34 nimmt einen schrägen Bolzen 35, welcher sich an einer Sockelplatte 29 befindet, auf, wobei eine radiale Bohrung 38 für einen in radialer Richtung sich nach innen erstreckenden Stift 39, der an der Sockelplatte 27 befestigt ist, vorgesehen ist. Mittels dieser Anordnung kann, wenn die Einheit 50 an dem Ring 60 befestigt werden soll, der Bolzen zunächst in die schräge Bohrung 34 eingeführt werden, worauf der radiale Stift 39 in die Bohrung 38 hineingebracht wird. Dadurch wird ein genaues Ausrichten gewährleistet, wenn die Sockelplatte-27 mittels eines geeigneten Befestigungsmittels, wie z.B. eine ^lügeIschraube 40, welche in eine Gewindebohrung 41 eingedreht wird, fest an dem Ring angebracht wird, -^ine jegliche andere, sich schnell lösende Verbindung kann jedoch Verwendung finden, um die Schweißeiriheit fest an ihrem Platz zu halten, wenn dadurch ein schnelles und einfaches Lösen gewährleistet ist.

Die Einheit v/eist eine Kassettenstruktur 60 auf, die geeignet ist, eine Spule 300 für eine Drahielektrode a aufzunehmen} sie besitzt eine Antriebsvorrichtung 100 für. die Elektrode, eine Führungsanordnung für die Elektrode, die nachfolgend näher beschrieben werden soll, und einen Schweißkopf 2QOo Auf den letzteren soll zunächst näher eingegangen werden.

Der Schweißkopf 200 weist einen Häuptteil 201 aus Kupfer auf, dessen allgemeiner Aufbau und dessen Form aus den Fig. 5A, 5B und 5G ersichtlich ist. -^r besitzt eine ebene Bpdenflache 202 zum Anbringen an eine drehbare Halterung 203 und ist mit einer Gewindebohrung 204 versehen, welche ein Gasrohr 205 aufzunehmen

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vermag, durch welches ein inertes Schutzgas aus einem geeigneten Vorratsbehälter zugeführt werden kann. Der Schweißstrom, wird durch einen Verbindnngsdraht 206 von einer geeigneten Spannungsquelle, die nicht dargestellt ist, zugeführt. Durch eine öder mehrere Ve rbindungs bohrung en 207 und V_er-teilungsbohrungen 2OB wird das inerte Gas kreisförmig angeordneten kleinen Austrittsöffnungen 209 zugeleitet. Ein Durchlaß 210 (Fig. 4) zwischen einem Gewindestutzen 230 des Hauptteiles 201 und einer Kappe 228, die auf einen kleineren Gewindestutzen 212 aufgeschraubt ist, gestattet ein Strömen des Gases von den Austrittsöffnungen 209 in einen ringförmigen Durchlaß 211, welcher zwischem dem metallischen Verbindungsrohr 220 und einer keramischen oder anderweitig isolierten Düse oder Schutskappe 213 liegt. Durch diesen ringförmigen Durchlaß 211 strömt das· Gas aus zu dem Bogen und umgibt und schützt auf diese Weise das Verbindungsrohr 220 (Fig. 4). Das letztere besitzt eine Bohrung von geringem Durchmesser, durch welche die Drahtelektrode w dem Bogen zugeführt wird» Das -^ontaktrohr 220 ist aus einem stark leitenden Metall, vorzugsweise Kupfer, hergestellt. Das Rohr 220 ist fest, jedoch lösbar mit dem Hauptteil 201 über eine ein wenig zusammendrückbare Metallklemme 226 verbunden, die unter dem [Radialdruck einerKappe 228 mit einem Innengewinde gehalten wird, die auf· den kleineren Gewindestutzen 212 des Hauptteils 201, wie oben bereits erwähnt, aufgeschraubt wirdo Die keramische Düse oder Schutzkappe 213 ist auf den größeren Gewindestutzen 230 des leitenden Eauptteiles 201 aufgeschraubte Das Verbindungsrohr 220 ist ein kleiner einfacher und unter geringen Kosten herzustellender !Teil, der speziell in dieser Art entworfen wurde. Da dieses Rohr sich sehr nahe an dem Bogen befindet, wird es stark korrodieren und verhältnismäßig häufig verbrennen. Daher ist dieser Teil so entworfen,"daß er unter geringen Kosten ersetzt werden kann. Das Bohr 220 weist eine -vergrößerte Bohrung 232 an seinem Einlaßende auf (Fig. 4)» die so bemessen ist, daß sie genau eingepaßt, jedoch gleitend das Ende einer spiralig gewundenen Elektrodenführungsfeder c für die

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Drahtelektrode w aufzunehmen vermag. Diese Führung ist verhältnismäßig steifι so daß sie nicht leicht verbogen werden kann, während sie jedoch, wie in den Pig. 4 und 6A, 6B und 6ö gezeigt wird, in eine leichte Krümmung gebracht werden kann, um die verschiedenen Wjnkelstellungen des Verbindungsrohres zu ermöglichen.

Das Schweißen in verschiedenen Lagen, um den Umfang einer großen Rohrleitung beispielsweise, kann es erforderlich machen, daß verschiedene Winkel der Schweißelektrode zu dem Bogen für die verschiedenen Lagen notwendig sind. Davon abgesehen ist es notwendig, beim Schweißen von Bohrleitungen den Schweißkopf von der Berührung oder dem Fastberühren mit der inneren Hache des Rohres zurückzuziehen, wenn die Schweifr-Trag- oder-klemmvorrichtung usw. in eine andere Lage gebracht wird. Indem der Kopf 200 usw. aus dem Weg geschwenkt wird, was die flexible Drahtführung c gestattet, kann er so weit von der Rohrwandung zurückgezogen werden, daß ein ausreichender Abstand entsteht, ohne da£ er gelost oder auseinandergenommen werden muß. Wie aus einem Vergleich der Figuren 6B und 60 mit der Figur 6a zu sehen ist, wird die effektive Länge der Drahtelektrode von der anschließend beschriebenen Beschickungsanordnung bis zum Bogen nicht wesentlich durch eine Veränderung des Kopfwinkeis verändert. Die Halterung '203 für den Kotf ist schwenkbar an dem Rahmen oder Gehäuseteil 243 (Fig. 3) mittels eines Bolzens 214 befestigt. Eine Feder 215 (Fig*"I), welche zwischen der Halterung 203 und dem Rahmen 243 vorgesehen ist, hält den Kopf 200 in dichtung auf das Rohr, wie in Fig. 6A gezeigt ist, wer.n er nicht in eine andere Lage gezogen wird, wie in Fig. 63 oder 6C dargestellt ist. Aussehwenkvorrichtungen, wie beispielsweise Nocken oder ähnliche Schwingungsanordnungen, können Anwendung finden, um den Kopf zum Ausschwingen nach der Seite zu veranlassen, wenn dies erwünscht ist.

Die federnde Elektrcdenführung c läuft durch die Achse oder nahe an der Achse des 3olzens 214 vorbei. 3in geringer Seit- oder

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Aus dehnung 8 raum 234 (Fig· 6C) ist in der Bohrung 432 des Verbindungsrohres 220 vorgesehen, um, wenn es notwendig wird, ein leichtes Gleiten der Elektrodenführung c wegen einer Änderung der Winkellage des Kopfes 200 zu gestatten. Das andere Ende der Führung c wird durch die Schraube im Isolierblock 106, der anschließend näher beschrieben wird und der zur Aufnahme der Führung c eine Bohrung aufweist und gespalten ist, festgeklemmt.

Die Drahtantriebsrolle 102 ist von der Welle 103 durch ein dazwischengeschobenes, ringförmiges Isolationsglied 107 und vom

P Rahmen 243 durch einen dazwischen angebrachten Isolator 106 (Fig. 2) isoliert. Eine Stützrolle 112, die ebenfalle von der sie haltenden Welle 122 und vom Gehäuse 243 isoliert ist, ist gegenüber der Antriebsrolle 102 auf einem Schwinghebel 116 befestigt, der etwa in der Mitte schwenkbar um einen Bolzen 126 angeordnet ist, welcher an dem Arm 116 befestigt und in den Kugellagern 128 und 130 gelagert ist. Ein Zapfen 124, der am äußeren Ende des Hebels 116 befestigt ist, weist auf seiner unteren 'Fläche Einkerbungen auf, wie in, den Figuren 2 und 3 zu sehen ist, welche in eine steife Blattfeder 114 einklinken, die vorgesehen ist, um einen Angriffsdruck auf die Bollen 102 und 112 zu übertragen. Diese Feder ist schwenkbar gelagert, so daß sie

w sich in ihrer eigenen Ebene bzw. parallel zu den Rollenachsen, um eine Schraube 132, die von einer Isolierhülse 136 umgeben ist, bewegen kann. In der Nähe ihres rechten Endes drückt die Feder)ll4 auf eine Verlängerung der Welle 122 und neigt somit dazu, den Hebel 116 im Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 126 zu drehen, wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist. Der Hebel 116 erstreckt sich in beiden Richtungen von seinem mittleren Drehpunkt 126. Das äußere oder linke Ende der Feder 114 übt einen aufwärts gerichteten Druck auf den Zapfen 124 aus und verstärkt somit das Drehmoment bzw. den Druck der Rolle 112 gegen die Rolle 102. Durch diese Anordnung wird durch die Feder 114 ein Drehmoment in einer Richtung auf verschiedene Punkte des Hebels 116 übertragen, wodurch eine beachtliche Kraft auf die Rolle 112 übertragen wird, die die Elektrode w gegen die aufge-

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rauhte "bzw. mit Riefen versehene und sehr harte Drahtantriebsoberfläche der Rolle 102 preßte Das Ergebnis ist, daß die harte Elektrode w ergriffen und zwangsgeführt wird, wenn die Beschikkungsrolle 102 gedreht wird. Wenn man an die Antriebsrolle gelangen will, kann die Rolle 112 außer Eingriff gebracht und in eine lage, die in der Figur 3 in gestrichelten Linien dargestellt ist, gebracht werden, indem man zunächst das äußere Ende 115 der Feder 114 herabdrückt, um es von der Einkerbung in dem Zapfen 124 zu lösen, worauf man die Feder von der Welle wegschwingt in eine Lage, die in Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellt isto Der Hebel 116 ist somit frei und kann in die in Fig. 3 mit gestrichelten Linien dargestellte Lage gebracht werdeno Dieses ist eine einfache, jedoch sehr nützliche Anordnung, um die erforderliche Angriffsbelastung auf die Beschikkungsrollen zu übertragen- Sie kann Verwendung finden, um harten Draht, Streifen und andere Materialien, die nur schwer zwangsläufig geführt werden können, zu ergreifen und unter Zwang zu beschicken. Der Druck, der auf diese Weise auf den Griff zwischen den Beschickungsrollen übertragen wird, kann eingestellt werden, indem entweder die Schraube 132 in den Rahmen 243 hinein- oder aus diesem herausgedreht wird, oder indem man die Anzahl von Unterlegscheiben 134 unter dem Kopf der Schraube verändert.

Ein bewegliches Drahtführungsrohr a (Fig. 1 und 3) zur überführung des Drahtes in die Rollen besteht aus einem isolierenden Material, wie beispielsweise einem Kunststoffpolymeren oder einem faserverstärkten Polymeren irgendeiner geeigneten Art. Das Ende dieses Führungsrohres wird in eine Spaltöffnung-, die in dem Isolationsblock 106 vorgesehen ist, mittels einer Klemmschraube 108 eingeklemmt.

Die Tragelektrode w wird von einer Kunststoff-öder einer anderen elektrisch nicht leitenden Spule 300 beliefert. In Fig. 1 wird diese Spule dargestellt, die eine Nabe oder Achse 301 auf-

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weist, welche in eine Gabel 502 eingesetzt werden kann. Der Draht wird in das· isolierte Führungsrohr a gerichtet und von dort über die Beschickungsrollen 102, 112, das Führungsglied c und das Verbindungsrohr 220 zu dem Bogen oder Abbrennpunkt d (Fig. 1) geleitet. Da die Spule 500 eine gewisse Breite aufweist, muß es dem Ende des Führungsrohres a gestattet sein, sich von einer Seite zur anderen zu bewegen, während der Draht , abgewickelt wird. Zu diesem Zweck ist die Nut 50 in der Hai—

terung 16 (Fig. 1) am Spulenende aufgeweitet« Das Ende des fc Führungsrohres a ist abgeschrägt und erstreckt sich weit genug nach rechts (Fig* 1), so daß der Draht den Ring 16, der aus Metall beisteht und daher einen elektrischen Kurzschluß herbeiführen würde, nicht berührt.

Ein Merkmal von Bedeutung ist die Anordnung, mittels welcher der aufgewickelte Draht w auf der Spule 300 unter Kontrollegehalten wirdo Wenn sie losgelassen wird, kann die federnde Draht elektrode w sich abspulen und verwirren^, wodurch Kurzschlüsse und/oder eine Unterbrechung der Beschickung eintreten kann. Um dieses zu verhindern, wird der aufgespulte Draht - eng um die Spule gehalten, was z.B. durch den Druck,der durch einen federnden Isolierstreifen oder ein Band 306 aufgebracht wird, F erreicht werden kann. Der letztere wird unter Spannung ,um den größten Teil des Spulenumfanges mittels eines beweglichen Federgliedes 504 gehaltene Dazu kann eine Zugfeder Verwendung finden, wie in Fig. 1 gezeigt wird, doch kann jede geeignete Spannungsanordnung angewandt werden, wobei die Tatsache im Auge behalten werden muß, daß der aufgespulte Draht unter einiger Spannung gehalten wird und nicht in Berührung mit metallischen Teilen kommen darf, was sonst einen Kurzschluß hervorrufen würde.

Eine andere Ausführungsform wird in Fig. 7A gezeigt, bei welcher eine nichtleitende Spule 300A, die keine Habe zu haben braucht, in einer Kassette aufgenommen wird, die mit einem Paar reibungsloser Bollen 311,512 versehen ist, welche geeignet sind, die Spulenränder zu halten und zu führen, während eine Brems-

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feder 315 mit einer Reiboberflache, die zumindest an einem Ende mit einer Feder 316 gehalten wird, und die mit Isoliermaterial 317 überzogen ist, eine Reibung auf die Drahtoberfläche auf der Spule aufbringt· Während die Spule abläuft, wird der Durchmesser der Drahtwicklung geringer, wobei jedoch die Reibungskraft, die dem Abwickeln entgegensteht im wesentlichen konstant bleibt. Dadurch wird eine konstante und verläßliche Beschickungsrate des Drahtes gewährleistet. Ein Abspulen und ein Verwirren des Drahtes werden wirkungsvoll verhindert.

Eine weitere Ausführungsform wird in Fig. 7B dargestellt. Eine Spule 3OOB ist, ähnlich wie in der Figur 7A dargestellt, angebracht, wobei die Ränder von Rollen 321, 322 gehalten und geführt werden· Ein Isolierschutzglied 325, wie beispielsweise "Teflon¹· oder ein anderes festes, dauerhaftes, nichtleitendes Material, hält den Draht zurück, der sonst zurückfedern oder sich abspulen und in Kontakt mit dem Rahmen kommen könnte. Eine nichtleitende Bremsumhüllung 327 nach Art eines Bremsbandes umgibt die Ränder der Spule 300B und überträgt hierauf eine Reibung, da das Band an einer Seite 328 befestigt ist und auf der anderen Seite durch eine Feder 329 unter Spannung gehalten wird. In diesem Fall setzt sich die Bremsumhüllung, aus einem Isoliermaterial besteht, in die DrahtTihrung a hinein fort, so daß zwischen der Spulenumhüllung und der Führung kein Zwischenraum entsteht. Die Drahtspule kann eingesetzt v/erden, indem die Umhüllung am Boden (Figl 7B) ausgehakt wird, worauf die Spule eingesetzt werden kann, nachdem zunächst der Draht w durch das Führungsrohr a bis zum Eingriff mit den Beschickungsrollen 102, hindurchgestoßen wurde. Die Umhüllung wird darauf wieder eingehängt, um den Draht an seinem Platz zu halten,und die Drahtbeschickung wird beginnen, sobald die Beschickungsrollen angetrieben werden.

Die gesamte Schweißeinheit kann schnell von der Schweißmaschine gelöst werden, was zum Zwecke der Inspektion des JNachfüilens von Drahtvorrat oder zur Inspektion oder Reparatur usw. des Verbin-

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dungsrohres, der Beschickungsrollen usw. gesch.eh.en kann, wozu der Schweißtetrieb nur ganz kurz unterbrochen werden muß. Obwohl diese Schv/eißeinheit^e£ra besonderen für die Verwendung von Maschinen mit einer inneren Rohrklammer und mit einem umlaufenden Schweißgerät entworfen worden sind, sind sie nicht auf solche beschränkt. Maschinen dieser Art sind so gebaut, daß sie bis zu vier oder mehr Sohweißeinheiten aufnehmen können, wobei jede dieser Einheiten nur zur Bildung eines Teiles der umlaufenden Schweißnaht herangezogen wird. Auf diese Weise P kann ein umlaufender, die Schweißköpfe tragender Ring 16 mit vier Schweißeinheiten oder Schweißköpfen eine vollständige Schweißnaht ausführen, wobei alle vier Schweißjcöpfe zugleich und über einen Winkelbogen von etwa 90° arbeiten. Wenn zwei Schweißköpfe zur gleichen Zeit arbeiten, werden zwei 90^o-Segmente der Schweißung bei einer'Drehung von 90 hergestellt, während die übrigen beiden Segmente nachfolgend von den anderen beiden Schweißköpfen vervollständigt werden, usw. Es werden verschiedene andere Anordnungen in Erwägung gezogen. Sie bilden jedoch keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht

> notwendigerweise auf die Verwendung von Rohrschweißgeräten oder auch nur das Schweißeh von kreisförmigen oder bogenförmigen Gegenständen beschränkt. Diese Schweißeinheiten können Verwendung finden, um gerade Verbindungen zu schweißen, wie z.B. die Kanten zweier Platten. Sie können in Zusammenhang mit nahezu jeder Trägeranordnung arbeiten, wo immer es erwünscht ist, eine auswechselbare Schweißeinheit, die aus einem einheitlichen öder abgeschlossenen DrahtvorratjeinerBeschickungsanordnung und einem Schweißkopf besteht, einzusetzen. Bei der Verwendung eines herkömmlichen Gerätes zur Erzeugung einer Schwingung oder einer hin- und hergehenden Bewegung zur Verbreiterung der Schweißnaht kann der Schweißkopf verwendet werden, um einen , größeren Zwischenraum zuzuschweißen.

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Es ist klar» daß te! ©ine® noernialen Scihweißftrcirgang der Sehweiiksrgf 2Oo mehr ader weniger- in einer- Sage isrfe_r wie sie in ausgezogener- Mnie xbi Eig. 1 dargestellt lsi;» s© daß* der Draht w? am Eunkt dl im dien Sagen. Mneinragt« 2's kann no:tw,endiig aesim,,

i^öiB'telli^gsAismaifeel ^ο-ΐι leiifc stt. 2e±fe aid-eir feel Stadixem dler¹ SeErareifiüiig neu einziisüelleri* Messes* kann eiiiedieiie geeigEteire ÄHBr#sEUEcgeHL aluc^eiigefiiinrt weräejo.,; woliei Eo ρ f möiglie:&.erweise zeui ■vreirsaM.edieaeri. Selten diie nei in dien Figiaxen I₁, €^._B 6Bs odlei- 60; daxgeatelIten lagsn ein— Binnatr. E±e Är-ü iioiä Weis©» araif' die einige äieser· EünstelluaEgem erireieiit werdien^ aü: iaänirell adler* autamatisielt^ sindL nicÄt alle inl· Betau ndeir gezeigt tindi Mldten kein leil dler wa>EOLiegeBid:en· Erfiiidiung., DEe in gestriegelten üiniem dargestellte tage dies S'enweißtepfes in llg_tt X kann geeignet sein,; wem®, die innerhalb dier E©6crleitiKa;g farttewegt wirdU

eine SeÄweilung innerhalb einer Rohrleitung Tollendet wo. "bei hier' "VFOiratisgeaetzt wird.,, daß die Ausrüstung zur Ins t al la— tia-n einer Eöfarleituaag verwendet wird^ wird der Schweißkopf im eine Kunelage,, wie in Fig« 60' dargestellt ist,, zurückgezogen,, so daß; die ¥orriehtung durch die Rohrleitung Ibis zu einer andie— ren Yerlaindungsstelie verlegt werden kann. Dfe^' 0ehweißkopf, dler· sich, während der- Schweißung notwendigerweise* diiefi-t an der wand "befindet„ könnte sonst beschädigt werdien-,, ader die der Anoirdnung auf dem Halterungsrirtg 16 usw. könnte blockiert werden«

Der Halterungsring 16 wird auf einem, entsprechend! ütefestigten Eahmen innerhalb: des EeRhres^ ^orzugsweise dem. Halmen einer· ren streckbaren BojhrklemnrwQjrriahtungjp geh"alten<r Diese gesamte Einheit kann durch, das Hö;hr- wn ¥erb;indJmngsstelle zxz ¥erb'indii$Ei!gS!- stelle trans^parfeiert werden^ wecbei hierbei der SeihweifikQ^.f bzw«, die Sahweißköpfe in eine iransp©rtlage zrariilffikzienbar sein

Die DrBintbeaJöhmakungsgesahwindigkeit kann eine Sraß'e sein* wo)b;ei eine genaue iS&;erwa©kung mittels eines

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550,. die an der Seitenplatte 23 des Rahmens befestigt ist, vermag in eine Kerbe oder Aussparung 352 in dem Block des Schweißkopfes einzuhaken, wenn der letztere in die Ruhelage gedreht wirdi Dadurch wird der Kopf in seiner Ruhestellung festgehalten. Die federbetätigte Arretierung 350 muß stark genug sein, um den Rtickführungskräften der SpiralfederfUhrung c zu widerstehen.

Wenn der nächste SchweißVorgang durchgeführt werden soll, wird die umlaufende Schweißeinheit in der umgekehrten Richtung gedreht, um den Ansehlagbolzen I70 mit dem Schwinghebel 171 in Eingriff zu bringen. Dadurch wird die Arretierung 350 aus der Einkerbung 351 herausgezwängt und der Schweißkopf 200 in seine Betriebslage gebracht. Es können eine oder mehrere Einkerbungen 353» 354 zum Betrieb in dem Schweißkopf vorhanden sein, um diesen in der gewünschten Winkellage für die ädhweißung zu halten, wie beispielsweise in einer der in den figuren 6A, 6B oder 60 gezeigten Lagea. Ein weiterer Bolzen oder Nocken auf dem festen Rahmen kann dazu dienen, den Schwinghebel 171 zu diesem Zweck zu betätigen, obwohl, wie bereits erwähnt wurde, dieses kein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist. Andererseits kann der Schweißkopf normalerweise mittels Federkraft in die Betriebslage gebracht werden, wenn er nicht durch die Arretierung festgestellt>ist.

Es ist festzustellen, daß die austauschbare Einheit sowohl elektrisch als auch wärmeisoliert ist, um sowohl ein Abfließen der Hitze vom Schweißbogen als auch Kurzschlüsse zu verhindern. Andererseits können auch die elektrischen Isolierungsbestandteile für die Drahtbeschiokungsrollen,den Drahtvorrat und die Führungsanordnungen usw. beschädigt und zerstört werden. Die zuletzt erwähnten Teile sind aus thermoplastischem Material, wie beispielsweise "Hylon","Teflon", 3-unrai usw. hergestellt, die keine außergewöhnlich hohen Temperaturen vertragen. Ein Schutzschild 36O ist um den SchweiSkopf vorgesehen, und die Grundplatte 21 ist nit einem elektrischen Isolator" innen verkleidet, so daß die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses durch eine

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falsch geführte Prahtelektrode w oder andere Teile verringert wird i·

Die Isolierungs- und Drahtführungsanordnung a, die den Draht w von der Vorratsrolle 300 zu den Besohiekungsrollen 102, 112 führt, ist vorzugsweise aus einem Stück hergestellt* Dadurch ergibt sich eine genaue Ausrichtung des Drahtes mit den lesehikkungsrolien und gewährleistet eine einfache Reinigung.

Der weiter oben näher beschriebene Tachometer ist vorzugsweise innerhalb des Bahmens eingebettet, der die Drahtantrieipsrollen usw. hält, Dieser Tatfhomgter erzeugt eine Spannung, die kon- \ stant und genau die Drahtbeschickungsgesehwindigkeit anzeigt'· Diese Geschwindigkeit ist ein maßgeblicher .faktor für die Präais ion des automatischen Schweißens, .Der Antriebsmotor für die DrahtbeSchickung kann bei veränderlicher, kontrollierbarer Geschwindigkeit betrieben werden, so daß die Drahtelekt.ro.de mit einer für den besonderen SchweißVorgang optimalen Geschwindigkeit beschickt wird« Die beschriebene Anordnung macht es möglich, die Drahtbeschicfe-ungsgeschwindigkeit zu beobachten und.genau zu korrigieren, wenn eine Korrekt;«!· benötigt wird* Es ist klar, daß die Signale vom Tachometer und der Äotorkontrolle usw. durch geeignete elektrische Leiter aus der zu schweißenderLlohrleitung heraus zu einem Kontroll- bzw, Bedie» nungspunkt geführt werden. Die ^Einzelheiten hiervon werden nicht gezeigt, da sie für den Fachmann als naheliegend betrachtet werden können.

Es können natürlich verschiedene Anordnungen Verwendung finden, um den notwendigen Schweißstrom, das Gas usw, der Einheit zuzuführen. Das Ausmaß, bis zu welchem die Einheiten gemäß dieser Erfindung um eine Achse gedreht werden können, wie beispiels^ weise in einem Bohr oder einer Bohrleitung,, hängt zum großen Teil von den Zuführungsleitungen· usw. ab. Durch die Verwendung von Schleifringen usw, kann eine fortlaufende Jtptation bis zu mehreren Drehungen ermöglicht werden. Normalerweise i«i> es je-

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$ADOßIGiNAL

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doch· nicht ratsam zu versuchen, diese Anordnung um mehr als eine vollständige Drehung umlaufen zu lassen, und es wird im allgemeinen erwünscht sein, die Drehung über geringere Winkelstrecken durchzuführen. Daher ist es, obwohl eine einfache Schweißeinheit verwendet werden kann, um eine vollständige 360 -Umlaufschweißung bei einem fortlaufenden Arbeitsgang zu erzeugen, normalerweise vorzuziehen, nicht mehr als 180° einer Schweißung in einer Sichtung durchzuführen und dann den Kreis bzw. die Umlaufschweißung bis zu 360 zu vollenden, indem man 180° oder weniger in der anderen Richtung fortschreitet. Wenn es erwünscht ist, können Zwischenräume durch zusätzliche Einheiten ausgefüllt werden. Diese und andere Verwendungsmöglichkeiten liegen für den lachmann nah und brauchen im einzelnen nicht näher beschrieben zu werden.

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Claims (1)

1. •Patentansprüche

   1. \3chweißeinheit zur Montage an einem Gestell, das entlang Vk>4iner vorbestimmten Schweißbahn bewegbar ist, gekennzeichnet durch einen aus Platten (21, 23» 25) bestehenden Rahmen, an welchem eine Spule (300) zur Aufnahme eines Vorrats an einer sich aufbrauchenden Drahtelektrode (w) befestigt ist, während eine Elektrodenbeschickungsvorrichtung (102, 112) zum Transport der Elektrode (w) in einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu einem mittels einer Arretiervorrichtung (171» 353» 354) in verschiedenen Winkellagen feststellbaren, schwenkbar gelagerten Schweißkopf (200) vorgesehen ist, wobei zwischen der Beschickungsvorrichtung (102, 112) und dem Schweißkopf (200) eine isolierte Elektrodenführung (c) angeordnet ist.

   2. Schweißeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Elektrodenvorratsspule (300) und der Beschikkungsvorrichtung (102, 112) ein Elektrodenführungsrohr (a) vorgesehen ist. -

   3. Schweißeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißkopf (200) an einem Bolzen (214) schwenkbar betfestigt ist.

   4. Schweißeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißkopf (200) in eine Buhelage zurückführbar ist. ■

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   . ■ ■ -. 19 -

   5* Schweißeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiebnet, daß der Sohweißkopf (200) sehwingbar aufgehängt ist.

   6. Schweißeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Einstellwinkels eine drehbare Aufhängung des Sehweißkopfes (200) vorgesehen ist,

   7. Schweißeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden vorratsspule (500, 3QQA, 5001) zur Verhinderung eines vorzeitigen Abspulens mit einer Bremsvorrichtung (506, .515, 327) versehen ist,

   8. Schweißeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine steife, jedoch federnde Führung (c) zwischen der Elektrodenzuführungseinriehtung.(102, 112) und dem Schweißkopf (200) vorgesehen ist, die verschiebbar in dem Sehweißkopf (200) gehalten wird.

   9. Schweißeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Iißngenänderung der Elektrode (w) zwischen der Beschickungsanordnuiig (102, 112) und dem Schweißkopf (200) bei einer Winkeländerung desselben die Elektrode durch die Drehachse des Schweißkopfs (200) geführt wird,

   10. Schweißeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungsvorrichtung aus zwei Rollen (102, 112) besteht, die die Prahtelektrode (w) mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit von der Vorratsspule (300) abspulen»

   11. Schweißeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Beschickungsanordnung ein ISo tor (100) vorgesehen ist, wobei eine Holle (112) der Beschickungsanordnung als federgespannte Stützrolle ausgebildet ist, die die Elektrode in einem nicht rutschenden Griff hält.

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   6AD ORiOINAL

   12_β Schweißeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrolle (112) auf einem Schwinghebel (116) angeordnet istk über welchen mittels einer doppelt wirkenden Feder (114) eine Kraft auf die Rolle (112) aufbringbar ist.

   13. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsanordnung für die Elektrode (w) als Umhüllung (327), der Vorratsspule (300B)- ausgebildet ist.

   14. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrolle (112) eine aufgerauhte Oberfläche besitzt.

   15. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schwinghebel (116).über beide Seiten des Drehbolzens (126) hinaus erstreckt, wobei mittels einer Feder (114), die auf beiden Seiten des Schwinghebels (116) angreift, ein Drehmoment auf den Schwinghebel (116) übertragbar ist.

   16. Schweißvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (114) als Blattfeder ausgebildet ist.

   17. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da£ die Feder (114) in einer Ebene schwenkbar ist, die parallel zu den Achsen der Beschickungsrollen (102, 112) liegt. :

   IB. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Feder (114) einstellbar ist.

   19. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da£ zur Anzeige der Elektrodenbeschickungsgeschwindigkeit' . ein Tachometer (90) an die Beschickungsvorrichtung (102, 112) angeschlossen 1:ü v„ ,

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   8AD ORIGINAL

   20. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Elektrodenzuführungsgeschwiridigkeit die Ausgangsspannung des Tachometers (90) mit einer Bezugsspannung vergleichbar ist.

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   Leersei te