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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verlängern einer Schweißnaht zwischen zwei miteinander zu verschweißenden Bauteilen.
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Um ein erstes Bauteil mit einem zweiten Bauteil ohne einen Fehler, der bei jedem Schweißnahtanfang und jedem Schweißnahtende auftreten kann, zu verschweißen, ist es in der Schweißtechnik erforderlich, den Schweißnahtanfang bzw. das Schweißnahtende in einem Bereich außerhalb der eigentlichen Schweißnaht des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils zu platzieren.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, dass zu diesem Zweck sogenannte Auslaufbleche in einer Weise an ein das erste und das zweite Bauteil geheftet (geheftet heißt in diesem Zusammenhang mit einer kurzen Schweißnaht fixiert) werden, dass der Anfang und das Ende der eigentlichen Schweißnaht, welche beispielsweise auch aus mehreren Schweißraupen bestehen kann, auf den Auslaufblechen ausgeführt werden. Dabei ist es für eine fehlerlose Schweißnaht wichtig, dass die Auslaufbleche den Winkel der Schweißnahtvorbereitung des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils exakt nachbilden, und derart an das erste und das zweite Bauteil geheftet werden, dass die Auslaufbleche die Schweißnahtvorbereitung verlängern.
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Im Stand der Technik werden, um beispielsweise eine V-Schweißnaht am Ende oder am Anfang zu verlängern, jeweils zwei Auslaufbleche benötigt, die einzeln an das erste und/oder an das zweite Bauteil angebracht werden müssen.
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Es gestaltet sich im Stand der Technik schwierig, beide Auslaufbleche in dem zueinander benötigten Winkel und mit dem teilweise benötigtem Luftspalt zwischen den Auslaufblechen zu positionieren und zu fixieren.
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Eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit zur Schweißnahtverlängerung besteht darin, zwei massive Bleche mit der gleichen Schweißnahtvorbereitung wie das erste und/oder das zweite Bauteil zur Verlängerung der Schweißnaht zu verwenden. Dabei werden die massiven Bleche, (welche normalerweise mindestens die Blechstärke des erstens und/oder des zweiten Bauteils aufweisen müssen, parallel zum ersten und/oder zum zweiten Bauteil fixiert.
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Diese massiven Bleche verursachen jedoch einerseits hohe Materialkosten, andererseits sind auch hier zwei Bleche pro Schweißnahtverlängerung notwendig. Darüber hinaus muss eine Schweißnahtvorbereitung an die Bleche angebracht werden, wobei die Bleche einzeln angebracht und jeweils exakt ausgerichtet werden müssen.
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Im Vergleich zur Verwendung der herkömmlichen „dünnen” Auslaufbleche, die in einem Winkel zum ersten und/oder zweiten Bauteil fixiert werden, ist das Verlängern einer Schweißnaht mit massiven Blechen mit einer Schweißnahtvorbereitung sehr teuer.
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine Verlängerung der Schweißnahtvorbereitung beim Verschweißen zweier Bauteile auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mittels einer Vorrichtung zum Verlängern einer Schweißnaht mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Verlängern einer Schweißnaht an einem Anfangs- und Endbereich der Schweißnaht bereitgestellt, wobei die Vorrichtung an zumindest einem von zwei miteinander zu verschweißenden Bauteilen anheftbar ist, wobei die Vorrichtung ein erstes Blech und ein zweites Blech aufweist, welche mittels zumindest eines dritten Blechs, welches das erste Blech und das zweite Blech zumindest teilweise überlappt, verbunden sind. Bei Verwenden der erfindungsgemäßen Vorrichtung braucht somit ein Schweißer nur noch eine einzige Vorrichtung pro Schweißnahtauslauf zu verwenden, da die Vorrichtung gleichzeitig die Schweißflanke des ersten und des zweiten Bauteils verlängert. Dies ist sowohl eine praktische als auch kostengünstige Lösung. Das Verlängern zweier Schweißflanken ist gleichzeitig möglich, da die Vorrichtung vom Schweißer zu dem benötigten Winkel der Schweißnahtvorbereitung mittels des dritten Blechs gebogen werden kann. So bietet die Vorrichtung eine korrekte Verlängerung der Schweißflanken des ersten und des zweiten Bauteils. Die Vorrichtung ist trotzdem universell einsetzbar, da sie direkt am Bauteil vom Schweißer je nach am Bauteil vorliegendem und damit benötigtem Schweißkantenwinkel gebogen werden kann. Es ist deshalb nicht mehr notwendig zwei Auslaufbleche pro Schweißnahtauslauf zu verwenden, sondern nur noch eine Vorrichtung pro Schweißnahtauslauf. bzw. zwei Vorrichtungen pro beidseitig geschweißter Schweißnaht (z. B. X-Naht) anstelle von vier einzelnen Auslaufblechen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung als Ausfaltblech ausgebildet. Dieses ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar, und lässt sich sehr flexibel einsetzen. Weiterhin ist es auch möglich, anstelle nur eines dritten Blechs zwei, drei oder mehr Bleche als scharnierartige Verbindung zwischen dem ersten Blech und dem zweiten Blech vorzusehen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wirkt das zumindest eine dritte Blech als Scharnier zwischen dem ersten Blech und dem zweiten Blech. Dadurch, dass das dritte Blech als Scharnier zwischen dem ersten Blech und dem zweiten Blech wirkt, kann jeglicher gewünschter Winkel zwischen dem ersten Blech und dem zweiten Blech entsprechend einem erforderlichen Schweißkantenwinkel, welcher dem Winkel zwischen den miteinander zu verschweißenden Bauteilen entspricht, eingestellt werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine dritte Blech biegbar, so dass zwischen dem ersten Blech und dem zweiten Blech ein Winkel kleiner als 180°, insbesondere ein Winkel von 90° oder 60°, entsprechend dem gewünschten Schweißkantenwinkel einschließbar ist. Hierdurch ist die Vorrichtung praktisch für jede Art von Schweißnaht, wie beispielsweise eine V-Naht, einsetzbar. Insbesondere kann die Vorrichtung auf einfache Weise manuell an den benötigen Schweißkantenwinkel angepasst werden.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in dem zumindest einen dritten Blech ein Schlitz vorgesehen, welcher eine exakte Biegekante des dritten Blechs beim Biegen vorgibt. Die zwei übrigbleibenden Blechabschnitte haben dabei vorzugsweise den Abstand der Schlitzlänge. Dieser Abstand dient als Hebelarm und sorgt dafür, dass die Bleche gerade gebogen werden können und sich nicht schräg verbiegen. Beim Biegen des ersten und zweiten Bleches in Richtung des dritten Bleches entsteht durch die Blechstärke des dritten „Schanierbleches” zwischen dem ersten und dem zweiten Blech automatisch ein Luftspalt, dieser Luftspalt entspricht vorzugsweise dem benötigten Wurzelluftspalt.
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Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit, das erste Blech gegenüberliegend dem zweiten Blech mit einem Spalt dazwischen anzuordnen, wobei der Spalt eine Breite aufweist, welche so gewählt ist, dass beim Biegen des ersten und des zweiten Bleches in entgegengesetzter Richtung des dritten Bleches der Luftspalt zwischen dem ersten und zweiten Blech sich vorteilhaft (wenn gewünscht bis auf null) verkleinert.
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Bevorzugt ist auch, wenn das zumindest eine dritte Blech derartig auf dem ersten Blech und dem zweiten Blech angeordnet ist, dass der Schlitz über der Stoßstelle oder dem Spalt zwischen dem ersten Blech und dem zweiten Blech angeordnet ist.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das erste Blech und das zweite Blech jeweils zumindest an einer Kante mit einer Fase versehen. Der Winkel der Fase kann dabei an den Winkel der Schweißnahtvorbereitung des ersten und zweiten Bauteils angepasst bzw. dafür optimiert werden.
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Besonders vorteilhaft ist ferner, wenn das erste Blech und das zweite Blech im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, wobei das erste Blech spiegelsymmetrisch gegenüber dem zweiten Blech angeordnet ist, so dass die mit der Fase versehene Kante des ersten Blechs der mit der Fase versehenen Kante des zweiten Blechs gegenüberliegt.
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Vorzugsweise sind die mit der Fase versehenen Kanten des ersten Blechs und des zweiten Bleches im durch das zumindest eine dritte Blech gebildeten Scharnierbereich angeordnet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel der Fase des ersten Blechs und des zweiten Blechs entsprechend einem Schweißkantenwinkel zwischen den miteinander zu verschweißenden Bauteilen gewählt.
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Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
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1A, 1B, 1C jeweilige Ansichten einer Vorrichtung zum Verlängern einer Schweißnaht gemäß einer Ausführungsform;
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2 eine Seitenansicht von zwei zusammen verwendeten Vorrichtungen gemäß einer weiteren Ausführungsform;
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3A, 3B jeweilige Ansichten eines ersten und zweiten miteinander zu verschweißenden Bauteils; und
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4A, 4B jeweilige Ansichten der in 3A und 3B dargestellten miteinander zu verschweißenden Bauteile mit der in 1 gezeigten Vorrichtung zum Verlängern einer Schweißnaht.
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1A, 1B und 1C zeigen jeweilige Ansichten einer Vorrichtung 1 zum Verlängern einer Schweißnaht gemäß einer Ausführungsform, wobei 1A eine Draufsicht auf die Vorrichtung 1 ist, 1B eine Seitenansicht der Vorrichtung 1 in einem nicht gebogenen Zustand und 1B eine Seitenansicht der Vorrichtung 1 in gebogenem Zustand ist. Die Vorrichtung 1, welche die Funktion der Schweißkantenverlängerung übernimmt, ist als Ausfaltblech gebildet und weist ein erstes Blech 1, ein zweites Blech 2, welches in der hier dargestellten Ausführungsform identisch zu dem ersten Blech 1 ist, und ein drittes Blech 3 auf. Das erste Blech 1, das zweite Blech 2 und das dritte Blech 3 sind aus einem artgleichen bzw. artähnlichen Werkstoff hergestellt, wie der Werkstoff der zu verschweißenden Bauteile (siehe 3A, 3B, 4A, 4B). Das dritte Blech 4 der Vorrichtung 1 ist scharnierartig zwischen dem ersten Blech 2 und dem zweiten Blech 3 angeordnet, wobei es das erste Blech 2 und das zweite Blech 3 jeweils überlappt. Das erste Blech 2, das zweite Blech 3 und das dritte Blech 4 können beispielsweise mittels Widerstandsschweißen gefügt sein. Wie bereits erwähnt, wirkt das dritte Blech 4 als Scharnier zwischen dem ersten Blech 2 und dem zweiten Blech 3 und kann von Hand je nach benötigtem Schweißkantenwinkel verbogen werden, wie in 1C erkennbar ist, wobei der Schweißkantenwinkel den Winkel zwischen den miteinander zu verschweißenden Bauteilen (siehe 3A, 3B, 4A, 4B) darstellt. In der in 1C dargestellten Ausführungsform ist die Vorrichtung 1 V-förmig gebogen, so dass sie als Schweißnahtverlängerung einer V-Nahtvorbereitung geeignet ist. Weiterhin ist in dem dritten Blech ein Schlitz 5 vorgesehen, welcher eine exakte Biegekante beim Verbiegen der Vorrichtung 1 vorgibt. Die zwei übrigbleibenden Blechabschnitte haben den Abstand der Schlitzlänge. Dieser Abstand dient als Hebelarm und sorgt dafür, dass das erste Blech 2 und das zweite Blech 3 gerade gebogen werden können, und sich nicht schräg verbiegen.
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Das erste Blech 2 und das zweite Blech 3 sind gegenüberliegend mit einem Spalt 6 dazwischen angeordnet, wobei der Schlitz 5 in dem dritten Blech 4 über dem Spalt 6 angeordnet ist. Weiterhin weisen das erste Blech 2 und das zweite Blech 3 jeweils eine mit einer Fase 7, 7' versehen. Das erste Blech 2 und das zweite Blech 3 sind dabei spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet, so dass die Fase 7 des ersten Blechs 2 der Fase 7' des zweiten Blechs 3 mit dem Spalt 6 dazwischen gegenüberliegt. Der Fasenwinkel ist optimierbar; es kann je nach Anwendungsfall ein Steg stehen bleiben. Durch diese Fasen 7, 7' wird eine exakte Kante in der Schweißfuge bei der Verwendung von zwei Ausfaltblechen übereinander (z. B. bei einer X-Naht, siehe 2) sichergestellt, somit werden Schweißfehler vermieden. Von Vorteil ist es außerdem, wenn sich zwischen den Blechen 2, 3 beim Biegen zu dem benötigtem Schweißkantenwinkel der zum Durchschweißen benötigte Luftspalt automatisch einstellt. Der sich beim Biegen einstellende Luftspalt kann durch die Dicke und die exakte Position der ersten und zweiten Bleche 2, 3, sowie der Biegerichtung zum dritten Blech 4 oder vom dritten Blech 4 weg beeinflusst und eingestellt werden.
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2 zeigt eine Seitenansicht von zwei zusammen verwendeten Vorrichtungen 1, 1' gemäß einer weiteren Ausführungsform, welche als Schweißnahtverlängerung von beidseitig zu schweißenden Schweißnähten (z. B. als X- oder K-Nahtvorbereitung) an einem Schweißnahtauslauf eingesetzt werden können. Hierzu ist eine erste V-förmig gebogene Vorrichtung 1 spiegelsymmetrisch zu einer zweiten V-förmig gebogenen Vorrichtung 1 angeordnet.
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3A und 3B sind jeweilige Ansichten eines ersten Bauteils 8 und zweiten mit dem ersten Bauteil 8 zu verschweißenden zweiten Bauteil 9, wobei 3A eine Seitenansicht der Bauteile 8, 9 ist und 3B eine Draufsicht auf die beiden zu verschweißenden Bauteile 8, 9 ist. Wie hier erkennbar ist, sind die Endabschnitte 10, 10 der Bauteile 8, 9 ebenfalls abgeschrägt ausgebildet, so dass sie gemeinsam einen Stoß für eine V-Naht bilden.
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4A und 4B sind jeweilige Ansichten der in 3A und 3B dargestellten miteinander zu verschweißenden Bauteile 8, 9 mit zwei Vorrichtungen 1, 1' zum Verlängern einer Schweißnaht, wobei 4A eine Seitenansicht und 4B eine Draufsicht der Bauteile 8, 9 ist. Wie hier erkennbar ist, ist jeweils eine Vorrichtung 1, 1' als Schweißnahtverlängerung an einem Anfangsabschnitt 11 bzw. an dem Endabschnitt 12 der Schweißnahtvorbereitung angeordnet. Die Vorrichtungen 1, 1' werden an dem Anfangsabschnitt 11 bzw. an dem Endabschnitt 12 jeweils durch schweißendes Heften an den Bauteilen 8, 9 angebracht. Die Schweißnahtvorbereitung ist in diesem Fall als V-Nahtvorbereitung ausgeführt, so dass die Verwendung von zwei Vorrichtungen 1, 1' ausreicht.
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Die Verwendung der Vorrichtung 1 beim Verschweißen zweier Bauteile 8, 9 miteinander ist wie folgt. Als erstes werden die zu verschweißenden Bauteile 8, 9 zueinander positioniert und durch schweißendes Heften fixiert. Anschließend wird das erste Blech 2 oder das zweite Blech 3 einer Vorrichtung 1 an einem Anfangsabschnitt 11 und dem Endabschnitt 12 der Nahtvorbereitung der zu verschweißenden Bauteile 8, 9 angebracht und durch schweißendes Heften fixiert. Wenn nötig kann jetzt auch noch das bisher nicht durch schweißendes Heften fixierte erste Blech 2 oder das zweite Blech 3 an dem Anfangsabschnitt 11 und dem Endabschnitt 12 durch schweißendes Heften fixiert werden. Das Heften beider Bleche 2, 3 ist normalerweise jedoch nicht notwendig. Alternativ kann auch eine Vorrichtung 1 derart verbogen werden, dass der Winkel zwischen dem ersten Blech 2 und dem zweiten Blech 3 dem Winkel der Nahtvorbereitung der zu verschweißenden Bauteile 8, 9 entspricht. Jeweils eine korrekt gebogene Vorrichtung 1 wird dann an den Anfangsabschnitt 11 und den Endabschnitt 12 der Nahtvorbereitung der zu verschweißenden Bauteile 8, 9 durch schweißendes Heften fixiert.
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Bei beidseitig zu schweißenden Nähten zwischen den zu verschweißenden Bauteilen 8, 9 werden an Nahtanfang und Nahtende jeweils zwei Vorrichtungen, wie in 2 dargestellt, verwendet. Sind die Vorrichtungen 1, 1' an Nahtanfang und Nahtende fixiert, werden die zu verschweißenden Bauteile 8, 9 miteinander verschweißt, wobei der Schweißnahtanfang und das Schweißnahtende jeweils auf den Vorrichtungen 1, 1' ausgeführt wird. Nachdem die Schweißnaht fertig ausgeführt ist, werden die Vorrichtungen 1, 1' mitsamt dem Schweißnahtanfang und Schweißnahtende, die auf den Vorrichtungen 1, 1' ausgeführt worden sind durch mechanisches Trennen entfernt. Dadurch weist die Schweißnaht zwischen dem ersten Bauteil 8 und dem zweiten Bauteil 9 nach dem Abtrennen der Vorrichtungen 1, 1' keinen Anfang- und Endfehler auf.
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Die Vorrichtung 1 kann in für den Anwendungsfall optimierten verschiedenen Größen und Formen hergestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- erstes Blech
- 3
- zweites Blech
- 4
- drittes Blech
- 5
- Schlitz
- 6
- Spalt
- 7, 7'
- Fase
- 8
- erstes Bauteil
- 9
- zweites Bauteil
- 10, 10'
- Endabschnitte
- 11
- Anfangsabschnitt
- 12
- Endabschnitt
