DE1963214C3

DE1963214C3 - Device for the external welding of the longitudinal pipe gap and the milling of the bead of the weld seam in a slotted pipe

Info

Publication number: DE1963214C3
Application number: DE19691963214
Authority: DE
Inventors: Eckehard Dr.-Ing. 4790 Paderborn Hanert; Friedrich 4900 Herford Wefelmeier
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1969-12-17
Filing date: 1969-12-17
Publication date: 1980-08-28
Also published as: DE1963214A1; CH525045A; FR2073948A5; NL163152C; NL7017980A; NL163152B; DE1963214B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Außenverschweißen des längsgerichteten Rohrspalts und das Abfräsen des über die Rohrwandung herausragenden Wulstes der Schweißnaht bei einem Schlitzrohr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for external welding of the longitudinal pipe gap and the milling of the protruding over the pipe wall Bead of the weld seam in a slotted tube according to the preamble of claim 1.

Eine Vorrichtung mit diesen Merkmalen wird im Rahmen der US-PS 3 379355 offenbart. Diese Patentschrift zeigt eine quer zur Rohrachse und ebenso quer zum Rohrspalt verschwenkbare Tastrolle für ein Schweißaggregat in Kombination mit einem nachgeordneten Schneidwerkzeug. Es wird hierbei allerdings unterstellt, daß dieses Schneidwerkzeug eine Frässcheibe sein kann. Es ist jedoch erkennbar, daß es zum damaligen Zeitpunkt keineswegs selbstverständlich war und auch nicht naheliegend gewesen sein kann, die Stellung des Schneidwerkzeugs maßgeblich von der Tastrolle des Schweißaggregats aus zu bestimmen und dabei zugleich mit der Querverstellung auch die Höheneinstellung dieses Schneidwerkzeugs automatisch zu regeln. Die separate Regelung der Stellung des Schneidwerkzeugs wäre für jeden Fachmann sicherlich die Maßnahme, die er zuerst ergreifen würde, die aber möglicherweise auch nicht ohne weiteres 5 ohne erfinderische Tätigkeit zu realisieren ist.An apparatus having these features is disclosed in US Pat. No. 3,379,355. This patent specification shows a feeler roller that can be pivoted transversely to the pipe axis and also transversely to the pipe gap for a Welding unit in combination with a downstream cutting tool. It is here, however assumes that this cutting tool can be a milling disc. It can be seen, however, that it was by no means self-evident at the time, nor should it have been obvious can determine the position of the cutting tool significantly from the feeler roller of the welding unit and at the same time automatically adjusting the height of this cutting tool along with the transverse adjustment to regulate. The separate regulation of the position of the cutting tool would certainly be for every person skilled in the art the action he would take first, but which may not be easy either 5 can be implemented without inventive step.

Ausgehend von der US-PS 3379355 liegt der Erfindung folglich die Aufgabe zugrunde, die Seitensteuerung für das Schweißaggregat zu einer derart genauen Seitenausrichtung der Frässcheibe des Fräsaggregats auf die Schweißwulst nutzbar zu machen, daß die Höheneinstellung der Frässcheibe mittels einer Höhentastvorrichtung bei jeder Lageänderung des Schweißwulstes immer sofort automatisch von den Nachbarbereichen des Schweißwulstes gesteuert werden kann.Starting from US-PS 3379355, the invention is therefore based on the object of the lateral control for the welding unit to such a precise lateral alignment of the milling disk of the milling unit to make use of the weld bead that the height adjustment of the milling disk by means of a The height sensing device is always immediately and automatically activated every time the position of the weld bead changes Neighboring areas of the weld bead can be controlled.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.The solution to this problem consists in the characterizing features of claim 1.

Danach stellt d^;e einzige im Rohrspalt geführte Tastrolle des Schweißaggregats auch eine synchrone Querverstellung des Fräsaggregats her. Damit wäre aber noch keine Gewähr dafür gegeben, daß der überstehende Teil der Wulst bis auf die Mantelfläche fortgefräst wird, weil sich bei einer Querverlagerung der Schweißnaht die Höhenlage der Schweißwulst entsprechend der Wölbung des Rohrmantels verlagert. Die vom Schweißkopf abhängige Quersteuerung des Fräsaggregats bewirkt nunmehr zusätzlich, daß mittels der Höhentastvorrichtung, und zwar der Höhentastrollen iTiit Sicherheit immer die neben der Schweißwulst veränderten Höhenlagen der Mantelbereiche gemessen werden und daß dabei sofort die Höhenverstellung der Frässcheibe, und zwar durch Zwangsumstellung durchgeführt wird. Es handelt sich hierbei somit um neue und eigenartige Überlegungen, die zur Schaffung einer glatten Mantelfläche des Rohrs im Bereich der längsgerichteten Schweißnaht führen.Then d ^; e single feeler roller of the welding unit guided in the pipe gap also produces a synchronous transverse adjustment of the milling unit. However, this would not guarantee that the protruding part of the bead is milled down to the outer surface, because when the weld seam is shifted transversely, the height of the weld bead is shifted according to the curvature of the pipe jacket. The transverse control of the milling unit, which is dependent on the welding head, now also ensures that the height positions of the shell areas that have changed next to the weld bead are always measured by means of the height sensing device, namely the height sensing rollers, and that the height adjustment of the milling disk is carried out immediately, namely by forced changeover. It is therefore a matter of new and peculiar considerations which lead to the creation of a smooth outer surface of the pipe in the area of the longitudinally directed weld seam.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Schweißaggregat und das Fräsaggregat auf einem von der einzigen im Rohrspalt geführten Tastrolle gesteuerten, quer verschiebbaren gemeinsamen Schlitten angeordnet sind und daß auf diesem Schlitten die Mittel zur automatischen Höheneinstellung der vom Fräsaggregat getragenen Frässcheibe angeordnet sind.An expedient development of the device according to the invention is characterized in that the welding unit and the milling unit on a roller controlled by the only roller guided in the pipe gap, transversely displaceable common slide are arranged and that on this slide the Means for automatic height adjustment of the milling disc carried by the milling unit are arranged.

In verhältnismäßig kurzem Abstand voneinander führen somit unter dem Einfluß der Tastrolk Schweißaggregat und Fräsaggregat zunächst übereinstimmend Bewegungen aus, wodurch eine genaue Bearbeitung des gerade gebildeten Schweißwulstes gewährleistet ist. Die auf dem Schlitten vorgesehene Höheneinstellvorrichtung korrigiert sofort die Höhenlage der Frässcheibe in einem sich aus der Querverschiebung ergebenden Verhältnis.At a relatively short distance from one another, under the influence of the Tastrolk welding unit, lead and milling unit initially matched movements, thus ensuring precise machining of the weld bead just formed is guaranteed. The height adjustment device provided on the slide Immediately corrects the height of the milling disc in a value resulting from the transverse shift Relationship.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the device is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer Schweiß- und Fräsvorrichtung für ein konisches Mastrohr in Draufsicht,Fig. 1 shows the basic structure of a welding and milling device for a conical mast tube in Top view,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Ansicht, teilweise im Schnitt, entsprechend der Linie H-II der Fig. 1 und2 shows the device according to FIG. 1 in a view, partly in section, along the line H-II of Fig. 1 and

Fig. 3 und 4 Querschnitte entsprechend den Linien III-III bzw. IV-IV der Fig. 2.3 and 4 are cross-sections corresponding to the lines III-III and IV-IV of FIG.

Die dargestellte Vorrichtung weist ein Schweißaggregat 1 und ein Fräsaggregat 2 auf. Beide Aggregate 1 bzw. 2 sind in einem verhältnismäßig geringen Abstand voneinander angeordnet und werden von ei-The device shown has a welding unit 1 and a milling unit 2. Both units 1 and 2 are arranged at a relatively short distance from one another and are

nem Schlitten 3 getragen. Der Schlitten 3 ist in Führungen 4 eines Maschinentisches 5 verschieblich gelagert Nem sledge 3 carried. The slide 3 is slidably mounted in guides 4 of a machine table 5

Auf dem Maschinentisch 5 ist eine Stellvorrichtung 6 angeordnet, die hydraulisch oder elektrisch arbeitet. Veranschaulicht ist ein hydraulischer Vordrückzylinder, dessen Kolbenstange 7 mit dem Schlitten 3 gekuppelt ist. Die Stellvorrichtung 6 arbeitet selbstsperrend und ist stufenlos in kleinsten Abmessungen vor- bzw. zurückfahrbar, so daß auch der Schlitten 3 nur Bewegung in kleinen Grenzen ausführt. On the machine table 5 an adjusting device 6 is arranged, which works hydraulically or electrically. A hydraulic advance cylinder is illustrated, the piston rod 7 of which with the Slide 3 is coupled. The adjusting device 6 is self-locking and is stepless in the smallest dimensions can be moved forwards or backwards, so that the carriage 3 only moves within small limits.

Als Schweißaggregat 1 ist ein solches vorgesehen, das nach dem Unterpulver-Schweißverfahren arbeitet. Das Fräsaggregat 2 weist eine Frässcheibe 17 auf, deren Antriebswelle in einem um eine Achse 8 vertikal schwenkbaren Getriebegehäuse gelagert ist. An einem verlängerten Hebelarm 9 des Getriebegehäuses greift die Kolbenstange 10 eines vert^kalgerichteten Hubzylinders 11 an, der an einer Achse schwenkbar aufgehängt ist.The welding unit 1 provided is one which operates according to the submerged arc welding process. The milling unit 2 has a milling disk 17, the drive shaft of which is vertical around an axis 8 pivotable gear housing is mounted. On an extended lever arm 9 of the gearbox housing engages the piston rod 10 of a vertically directed lifting cylinder 11 which is pivotable on an axis is hung.

Dem Schweißaggregat 1 ist eine Steuervorrichtung zugeordnet, die eine quer schwenkbare Tastrolle 12 aufweist. Der die Tastrolle 12 tragende Hebelarm ist um eine Achse 13 schwenkbar, die in einer auf dem Schlitten 3 befestigten Konsole gelagert ist. Weicht die Längsachse des Schwenkhebels von der Bewegungsrichtung des Mastrohrs 20 ab, wird von einem Steuergerät 15 über eine Impuls- bzw. Steuerleitung 16 die Korrekturbewegung der Stellvorrichtung 6 ausgelöst.The welding unit 1 is assigned a control device which has a transversely pivotable feeler roller 12 having. The lever arm supporting the feeler roller 12 is pivotable about an axis 13, which is in a on the Slide 3 attached console is mounted. If the longitudinal axis of the pivot lever deviates from the direction of movement of the mast tube 20 is from a control unit 15 via a pulse or control line 16 triggered the corrective movement of the adjusting device 6.

Der Frässcheibe 17 sind in vor- und nachlaufender Anordnung Tastrollen 17' jeweils paarweise zugeordnet. Die Tastrollen 17' selbst befinden sich in ausreichendem Seitenabstand voneinander, etwa in der Ebene der beiden Stirnseiten der Frässcheibe 17. Das die Tastrollen 17' tragende Gestänge 18 ist an einen Steuerzylinder 19 angeschlossen, der über eine Leitung 19' mit dem Hubzylinder 11 verbunden ist.The milling disc 17 are assigned in pairs in a leading and trailing arrangement tracer rollers 17 '. The feeler rollers 17 'themselves are located at a sufficient lateral distance from one another, for example in the Level of the two end faces of the milling disc 17. The linkage 18 carrying the feeler rollers 17 'is attached to a Control cylinder 19 connected, which is connected to the lifting cylinder 11 via a line 19 '.

Das im vorliegenden Fall zu bearbeitende konische Mastrohr 20 ist aus Stahlplatten geformt und weist in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise den Rohrspalt 21 auf. Das Mastrohr 20 ist in nicht dargestellter Weise auf einem Wagen eingespannt, der unter genauer Führung das Mastrohr 20 an bzw. unter den Schweiß- und Fräsaggregaten 1 bzw. 2 entlangbewegt.The conical mast tube 20 to be machined in the present case is formed from steel plates and has in the manner shown in FIG. 4, the pipe gap 21. The mast tube 20 is not shown in FIG Way clamped on a carriage, the mast tube 20 to or under the exact guidance Welding and milling units 1 and 2 moved along.

Während die Vorschubrichtung des Mastrohrs 20While the direction of advance of the mast tube 20

einschließlich Einspannvorrichtung genau festliegt, kann der Verlauf des Rohrspalts 21 variieren. Soincluding clamping device is precisely fixed, the course of the pipe gap 21 can vary. So

ίο kann der Rohrspalt entsprechend der strichpunktierten Linie 21' in Fig. 1 verlaufen. Damit nun ein einwandfreies Schließen des Rohrspalts 21 unter dem Schweißaggregat 1 an der Schweißstelle 22 erfolgen kann, greift von der zuvor beschriebenen Steiaervorrichtung die Tastrolle 12 in den Rohrspalt 21 ein und überträgt jede Seitenabweichung nach Richtung und Größe zunächst auf das Steuergerät 15. Dieses steuert über die Leitung 16 die Stellvorrichtung 6, und letztere verschiebt den Schlitten 3 einschließlich der Ag-ίο the pipe gap can correspond to the dash-dotted line Line 21 'in FIG. 1 run. So that now a proper closing of the pipe gap 21 under the Welding unit 1 can take place at the welding point 22, engages from the steering device described above the feeler roller 12 in the pipe gap 21 and transmits any lateral deviation in direction and Size first on the control unit 15. This controls the adjusting device 6 via the line 16, and the latter moves the carriage 3 including the Ag

gregate 1 und 2 quer zum Rohrspalt 21. Dadurch gelangen die Elektrode des Schweißaggregats 1 und die Frässcheibe 17 des Fräsaggregats 2 genau in den Bereich des Rohrspalts 21 bzw. der späteren Schweißwulst 23.gregate 1 and 2 transversely to the pipe gap 21. As a result, the electrode of the welding unit 1 and the Milling disk 17 of milling unit 2 exactly in the area of the pipe gap 21 or the later weld bead 23

25, Die einwandfreie Verschweißung macht es erforderlich, daß die Schweißwulst 23 zunächst über die Mantelfläche des verschweißten Mastrohrs 20 vorragt. Das überschüssige Material der Schweißwulst 23 wird durch die Frässcheibe 17 fortgearbeitet. Zu diesem Zweck führen sich die Tastrollen 17' beiderseits der Frässcheibe 17 und der Schweißwulst 23 auf der Mantelfläche des Mastrohrs 20. Bei der Querverschiebung der Frässcheibe 17 auf der gebogenen Mantelfläche des Mastrohrs 20 müssen die Tastrollen 17' zwangsläufig ihre Höhenlage geringfügig ändern, wobei über den Steuerzylinder 19 der Hubzylinder 11 die Höheneinstellung der Frässcheibe 17 derart korrigiert, daß auch eine seitlich verlagerte Schweißwulst 23 bis auf die normale Mantelfläche des Mastrohrs 20 abgearbeitet wird.25, The perfect welding makes it necessary that the welding bead 23 initially protrudes beyond the jacket surface of the welded mast tube 20. The excess material of the welding bead 23 is machined away by the milling disk 17. To this For this purpose, the feeler rollers 17 'lead on both sides of the milling disk 17 and the welding bead 23 on the outer surface of the mast tube 20. During the transverse displacement of the milling disk 17 on the curved outer surface of the mast tube 20, the feeler rollers 17 'inevitably have to change their height slightly, with about the control cylinder 19 of the lifting cylinder 11 corrects the height setting of the milling disc 17 such that a laterally displaced welding bead 23 is also processed down to the normal jacket surface of the mast tube 20 will.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for the external welding of the longitudinal pipe gap and the milling of the over the pipe wall protruding bead of the weld seam in one - with a clamping device Slotted tube that can be moved through the device, in particular a conical one Mast, which is supported by a feeler roller that engages in the pipe gap and is pivoted transversely has side-controlled welding unit by means of a control device, adjusting device and slide, which is followed by a height-adjustable milling unit at a constant small distance is characterized by the combination of the following features:

d) the milling unit (2) is connected to the welding unit (1) by means of the feeler roller (12) of the welding unit (1) guided in the pipe gap (21, 21 ') via a common actuating device (15) and an actuating device (6) actuated by it. 1) linked unit side adjustable;

b) the milling unit (2) has a height sensing device that is laterally adjustable with it such by the transverse adjustment always on both sides next to the welding bead (23) on the tubular jacket supportable feeler rollers (17 ') which actuate a control cylinder (19), from which the lifting device (11) vertically adjusting the milling disk (17) immediately and automatically on the one caused by the transverse displacement changed height to be milled off the welding bead (23) can be changed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the welding unit (1) and the milling unit (2) is arranged on a ^ .m from the single feeler roller (3) guided in the pipe gap (21, 21 ') are and that on this carriage (3) the means (11, 17 ', 19) for automatic height adjustment the milling disc (17) carried by the milling unit (2) are arranged.