DE2040754C - Verfahren und Vorrichtung zur Her stellung von Flachensektionen durch Ver schweißen von Blechen und Versteifungs elementen, insbesondere fur den Schiffbau - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von beliebig geformten Flächensektionen durch Verschweißen von Blechen und Versteifungselementen mit Hilfe von Einrichtungen zum Halten, Ausrichten und Fixieren, insbesondere für den Schiffbau.

Derartige Flächensektionen werden aus mehreren Platten und einer Anzahl darauf aufgesetzter Profile zur Versteifung zusammengeschweißt. Es ist bekannt (vergleiche z. B. Schiffbautechnisches Handbuch, 2. Auflage, Bd. 6, VEB Verlag Technik, Berlin 1965, S. 374 bis 376), die Platten auf einen geeigneten Arbeitsplatz zueinander ausgerichtet auszulegen und durch Stumpfschweißung miteinander zu verbinden.

Auf den so erhaltenen Plattenplan werden dann die zur Versteifung erforderlichen Profile aufgesetzt, ausgerichtet und angeschweißt. Während des Schweißens müssen die Platten und die Profile fest gegen ihre Unterlage gedrückt werden.

Diese Art der Herstellung von Flächensektionen ist sehr umständlich und zeitaufwendig. Das Transportieren. Ausrichten und Andrücken der schweren Platten und Profile erfordert entsprechende Hebeeinrichtungen, eine Vielzahl von Hilfsvorrichtungen sowie große und schwer zu handhabende Baulehren. Die Durchführung der einzelnen Arbeitsgänge ist mit großen körperlichen Anstrengungen verbunden.

Für den Bau von verformten Flächensektionen sind besondere, mit einer entsprechenden Kontur versehene Unterlagen notwendig. Sollen verschieden verformte Flächensektionen hergestellt werden, so muß auch eine entsprechende Anzahl verschiedener Unterlagen oder aber eine verstellbare Unterlage zur Verfügung stehen. Derartige Bauunterlagen sind aber sehr kostspielig.

Es ist auch bekannt, (vergleiche z. B. deutsche Offenlegungsschrift 1 527 347) eine taktweise Fertigung

von ebenen Flächenseklionen durchzuführen. Dabei werden die Platten zunächst in einirr Schweißstation zum Plattenplan zusammengeschweißt, auf den dann in einer weiteren Schweißstation mittels einer besonderen Arbeitsvorrichtung die Versteifung aufgebracht wird. Nach jedem Schweißvorgang erfolgt eine schrittweise Weiterbewegung des Plattenpianes. Obwohl die Arbeitsgänge weitestgehend mechanisiert sind, ist der Zeitaufwand für die Herstellung einer Flächensektion lieträchtlich, da die Arbeitsgänge stets nacheinander durchgeführt werden. Ein weiterer Nachteil ist der große Platzbedarf einer derartigen Anlage.

Dies gilt auch für eine andere bekannte Anlage zum Bau von verformten Flächensektionen (vergleiche z. B. Manuskript »Schiffbau — Industrie der Zukunft« von Dr. Terai, Kiyoski, Kawasaki, Schwerindustrie Ldt., Japan, August 1969), bei der die einzelnen Arbeitsgänge auf sechs aufeinanderfolgenden Arbeitsplätzen vorgenommen werden. Durch die vielen Arbeitsplätze und die erforderlichen Geräteträger sind die Kosten sehr hoch. Die vielen notwendigen Zwischeniransporte von Arbeitsplatz zu Arbeitsplatz verlängern die Bauzeit beträchtlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung vorzuschlagen, die eine zeit- und arbeitssparende Herstellung beliebig geformter Flächensektionen ermöglichen, wobei die einzelnen Arbeitsgänge weitestgehend gesteuert und gleichzeitig ablaufen sollen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die verformten, miteinander zu verschweißenden Bleche hängend gehalten und in mindestens zwei übereinanderliegenden Ebenen ausgerichtet und fixiert und kontinuierlich von unten nach oben schrittweise stumpf verschweißt werden, und daß jeweils nach jedem Schritt ein Absenken der Bleche und der Schweißeinrichtungen und sodann am bereits zusammengeschweißten Teil der Bleche ein horizontales Anschweißen von einem oder mehreren Versteifungselementen erfolgt.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden jeweils nach dem Anschweißen einer Anzahl horizontaler Versteifungselemente über diese mit Aussparungen versehene vertikale Versteifungselcmente angeschweißt.

Zur Durchführung des Verfahrens dient vorzugsweise eine Vorrichtung, bei der die Einrichtung zum Ausrichten und Fixieren der Bleche in je einem in einer Führung vertikal verstellbaren Positionierrahmen in oder parallel zu der Rahmenebene verschiebbar angeordnet sind und sich die vertikal und horizontal verfahrbaren Schweißeinrichtungen für die Stumpfnahtschweißung der Bleche sowie die Greif- und Andrückvorrichlungen zum Ansetzen der horizontalen Versteifungselemcntc an die Bleche in einem Hilfsrahmen befinden, über dem und unter dem die horizontal verfahrbaren Schweißeinrichtungen für die Kehlnahtschweißung der horizontalen Versteifungsclemente angebracht sind.

Zur Anbringung von vertikalen Versteifungen können unter dem zum Ansetzen der horizontalen Verstcifungselemente dienenden Hilfsrahmen zwei weitere Hilfsrahmen mit den Greif- und Andrückvorrichtungen zum Festhalten des unteren abgesenkten Teiles der Flächenscklion in der Führung vertikal verschiebbar angeordnet sein.

An den beiden unteren Hilfsrahmen lassen sich die Montagevorrichtungen mit den verstell- und schwenkbaren Greif- und Andrückvorrichtung!! zum Ansetzen der vertikalen Versteifungselemente sowie die horizontal und vertikal verfahrbaren Schweißeinrichtungen für die Kehlnahtschweißungen anbringen.

Die einzelnen Rahmen können jeweils um ihre Längsachse schwenkbar sein; somit können die horizontalen Versteifungselemente stets im gewünschten Winkel auf die Bleche aufgebracht werden.

Das Heranführen der horizontalen und vertikalen Versteifungselemente an die Greif- und Andrückvorrichtungen kann mit in ihrer Längsrichtung verschiebbaren und in der Höhe verstellbaren Fördereinrichtungen erfolgen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, die Bewegungen der Haltevorrichtungen für die Bleche, der Rahmen sowie der Positionier-, Schweiß-, Greif- und Andrückvorrichtungen, die mechanisch, hydraulisch oder elektrisch angetrieben sein können, mittels geeigneter bekannter Steuereinrichtungen nach einem vorgegebenen, im wesentlichen aus der Konstruktionszeichnung der Flächensektion und der möglichen Arbeitsgeschwindigkeit der Schweißeinrichtungen aufgestellten Programm zu steuern.

Die Erfindung erlaubt somit eine mechanisierte und weitestgehend gesteuerte Herstellung beliebig geformter Flächensektionen auf einer kleinen Produktionsfläche und ohne großen Aufwand an besonderen Baulehren und Hilfsvorrichtungen. Da die einzelnen Arbeitsgänge überwiegend gleichzeitig durchgeführt werden, ist der zur Herstellung einer Flächensektion benötigte Zeitaufwand gering.

Die Erfindung soll nachstehend an einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung mit darin hängenden und teilweise zusammengeschweißten Blechen,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung aus

Fig. 1,

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 zu einem späteren Zeitpunkt mit bereits auf den Blechen aufgeschweißten horizontalen und vertikalen Versteifungselementen.

Die Vorrichtung besitzt einen auf einem Gerüst 1 auf horizontalen Führungsbahnen 1 verfahrbaren rahmenartigen Hauptträger 3, auf dem wiederum verfahrbare Träger 4 mit Laufkatzen 5 gelagert sind, an denen Haltevorrichtungen 6 für die miteinander zu verschweißenden Bleche 7 hängen. Darunter sind in einer vertikalen Führung 8 in zwei übereinanderliegenden Fbcnen Positionierrahmen 9 und 10 mit aus einer Vielzahl von ausfahrbaren Hubstempeln bestehenden Posilioniereinrichtungen 11 zum Ausrichten der Bleche 7 angeordnet, die in der Höhe verstellt werden können. Unmittelbar unter dem Positionierrahmen 10 befindet sich ein Hilfsrahmen 14 mit Greif- und Andrückvorrictungen 15 zum Ansetzen von horizontalen Versteifungselementcn 13 an die Bleche 7. Der Hilfsrahmen 14 trägt außerdem die Schweißeinrichtungen 17 für die Stumpfnahtschweißung der Bleche 7. An zwei weiter unten angeordneten, ebenfalls in der Führung 8 vertikal verstellbaren Hilfsrahmen 18 und 25 sind Greif- und Andrückvorrichtungen 19 und 26 zum Festhalten des unteren Teiles der Flächensektion nach dessen Absenken sowie verfahrbare Montagevorrichtungen 21 und IY

mit Greif- und Andrückvorrichlungcn 22 und 22' und Schwcißcinrichtungcn 24 und 24' angeordnet. Die zur Kchlnahl-Sehwcißung der horizontalen Vcrstcifungselcmenle 13 dienenden Schwcißeinrichlungen 12 und 20 sind an den Hub.stempeln der Posilioniercinriehtungcn 11 des Posilionicrrahmcns 10 bzw. an den Hubstcmpcln der Greif- und AndrückvorrichUingen 19 des Rühmens 18 gehalten.

Entsprechend den zu schweißenden Nähten sind die SchwcißcinrichUingcii 17, 24 und 24' in vertikalen Lbencn und die SehweißeinnehUmgcn 12 und 20 in horizontalen Fbcncn verschiebbar ausgebildet. Die Schweißcinrichlungen 12 und 20 sind außerdem auch vertikal verstellbar. Der Rahmen 14 besitzt eine Fördereinrichtung 16, die aus einem in seiner Längsrichtung verschiebbaren und in der Höhe verstellbaren Kettenförderer besteht und mil der die Vcr.sleifungselemente 13 an die Greif- und Andrückvorrichlungcn 15 herangeführt werden. Mit einer solchen Fördereinrichtung 16 ist auch der untere Rahmen 25 ausgerüstet, was in der Zeichnung nicht dargestellt wurde.

Die Bleche 7 werden auf einem ebenfalls nicht dargestellten Bcrcilslcllungsplalz mit den Haltevorrichtungen 6 aufgenommen, mit dem rahmenartigen Haupllrägcr 3 über die Öffnung der entsprechend abgesenkten Pnsiiionicrrahmcn 9 und 10 gebracht und durch Verfahren der Träger 4 und der Laufkatzen 5 sowie Heben oder Absenken der Haltevorrichtungen 6 grob zueinander ausgerichtet. Danach werden die Positionierrahmen 9 und K) nach oben gefahren und die Bleche 7 mit den Posilionicreinrichlungen 11 entsprechend der in diesen Lbencn vorhandenen Kontur der zu fertigenden llächcnseklion ausgerichtet und fixiert. Anschließend werden die Schwcißcinriclilungen 17 zur Stumpfnahtschwcißung am unteren linde der Bleche 7 in Arbeitsstellung gebracht und der Schweißprozeß begonnen.

Nach Schweißen einer bestimmten Nahtlängc werden die beiden Positionicrrahmcn 9 und 10 mit den Blechen 7 und den Schwcißcinriclilungen 17 so weil abgesenkt, daß die vorgesehene Ansclzcbcne des ersten Versteifungselcmcnlcs 13 mit der Fbcne der Greif- und Andrückvorrichtungen 15 des feststehenden Hilfsrahmcns 14 zusammenfällt. Mit der Fördereinrichtung 16 wird aus einer nicht dargestellten Zuführeinrichtung ein Vcrstcifungselcmcnl 13 über die Rahmenöffnung bis dicht vor die Bleche 7 gefördert, dann die Fördereinrichtung so abgesenkt, daß das Versteifungsclemcnt 13 mit den Greif- und Andrückvorrichlungen 15 aufgenommen und gegen die Bleche 7 gedruckt werden kann. Danach werden die Schwcißcinrichtungcn 12 und 20 in Arbeitsstellung gebracht und das Vcrsleifungselcmcnl 13 angeschweißt. Während des Anschwcißcns des Vcrsteifungselemcnlcs 13 wird der untere Posilionieirahmcn

10 nach Zurückziehen seiner Positioniereinrichtung

11 um ein dem vorgesehenen Absland der horizonlalen Verslcifungselcmcnlc entsprechendes Stück nach oben vercsl/l und die Positionicrcinrichtungcn 11 wieder gegen die Bleche 7 gefahren. Nachdem die Kchlnahlschweißung beendet und die Greif- und Andrückvorrichlungen 15 des Hilfsrahmcns 14 gelöst sind, werden beide Posilionicrrahmen 9 und 10 zusammen mil den Blechen 7 zum Anbringen des nächsten horizontalen Vcrslcifungsclcmenles !3 entsprechend abgesenkt und der beschriebene Arbeitszyklus wiederholt, wobei der Schweißvorgang der Schwci-(!einrichtungen 17 nicht unterbrochen wird.

Das unterhalb des Hilfsrahmcns 14 herauskommende, mit den horizontalen Vcrsleifungselementen 13 versehene Teil der Fläclicnscklion wird zunächst mit den Greif- und Andrückvorrichlungcn 19 des Rahmens 18 zusätzlich gchalterl, der im gleichen Rhythmus wie der unlcrc Posilionierrahmcn 10 vertikal verstellt wird, und schließlich bei ausreichender Länge auch mit den Grcifvorrichlungcn 26 des untersten Rahmens 25 erfaßt. Analog dem Transport der horizontalen Verstcifungselcmcnlc 13 auf dem Hilfsrahmen 14 werden auf dem Rahmen 25 vertikale Vcrstcifungsclemcnlc 23 zu den Greif- und Andrückvorrichtungen 22' der Montagevorrichtungen 2Γ befördert, mit diesen an einem Fndc ergriffen, in die vertikale lage geschwenkt und am anderen Ende von den Greif- und Andrückvorrichlungcn 22 der am Rahmen 18 angeordneten Montagevorrichtung 21 erfaßt. So gehalten, wird das vertikale Versteifungsclcmcnt 23 gegen die Flächenseklion gedrückt und mit den an den Montagcvorrichlungcn 21 und 2Γ befindlichen Schweißcinriclilungcn 24 und 24' angeschweißt. Das Ansetzen und Anschweißen eines vertikalen Vcrsleifungsclcmcntcs 23 erfolgt stets während des Ansclzcns und Anschwcißcns eines horizontalcn Vcrstcifungselcmcntcs 13.

Alle Rahmen sind in der Führung 8 um ihre Längsachse schwenkbar und werden entsprechend der erforderlichen Neigung der F-bcnc der horizontalen Vcrstcifungsclcmcnle 13 eingestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Flächensektionen durch Verschweißen von Blechen und Versteifungselementen mit Hilfe von Einrichtungen zum Halten, Ausrichten und Fixieren, insbesondere für den Schiffbau, dadurch gekennzeichnet, daß die verformten miteinander zu verschweißenden Bleche hängend gehalten und in mindestens zwei übereinanderliegenden Ebenen ausgerichtet, fixiert und kontinuierlich von unten nach oben schrittweise stumpf verschweißt werden und daß jeweils nach jedem Schritt ein Absenken der Bleche und der Schweißeinrichtungen und sodann am bereits zusammengeschweißten Teil der Bleche ein horizontales Anschweißen von einem oder mehreren Versteifungselementen erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nach dem Anschweißen einer Anzahl horizontaler Versteifungselemente über diese mit Aussparungen versehene vertikale Versteifungselemente angeschweißt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (11) zum Ausrichten und Fixieren der Bleche (7) in je einem in einer Führung (8) vertikal verstellbaren Positionierrahmen (9, 10) in oder parallel zu der Rahmenebene verschiebbar angeordnet sind, daß sich die vertikal und horizontal verfahrbaren Schweißeinrichtungen (17) für die Stumpfnahtschweißung der Bleche (7) sowie die Greif- und Andrückvorrichtungen (15) zum Ansetzen der horizontalen Versteifungselemente (13) an die Bleche (7) in einem gemeinsamen, unterhalb der Positionierrahmen (9, 10) angeordneten Hilfs-Rahmen (14) befinden, über dem und unter dem die horizontal verfahrbaren Schweißeinrichtungen (12, 20) für die Kehlnahtschweißung der horizontalen Versteifungselemente (13) angebracht sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem zum Ansetzen der horizontalen Versteifungselemente (13) dienenden Hilfs-Rahmen (14) zwei weitere Hilfs-Rahmen (18, 25) mit den Greif- und Andrückvorrichtungen (19, 26) zum Festhalten des unteren abgesenkten Teiles der Flächensektion in der Führung (8) vertikal verschiebbar angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden unteren Hilfs-Rahmen (18, 25) die Montagevorrichtungen (21, 21') mit den verstell- und schwenkbaren Greif- und Andrückvorrichtungen (22, 22') zum Ansetzen der vertikalen Versteifungselementc (23) sowie die horizontal und vertikal verfahrbaren Schweißeinrichtungen (24, 24') für die Kehlnahtschweißung angebracht sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rahmen (9, 10, 14, 18, 25) jeweils um ihre Längsachse schwenkbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Heranführen der horizontalen und vertikalen Versteifungselemente (13, 23) an die Greif- und Andrückvorrichlungen (25) in ihrer Längsrichtung verschiebbare und in der Höhe verstellbare Fördereinrichtungen (16) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißeinrichtungen (12, 20) zum Anschweißen der mit dem oberen Hilfs-Rahmen (14) angesetzten horizontalen Versteifungselemente (13) an den diesen Rahmen (14) oberhalb und unterhalb benachbarten Rahmen (10,18) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißeinrichtungen (12, 20) jeweils an Hubstempeln der Positioniereinrichtungen (11) und der Greif- und Andrückvorrichtungen (19) verfahrbar angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Anspruches bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtungen (6) für die Bleche (7) an auf einem rahmenartigen Hauptträger (3) zueinander verstellbar gelagerten Trägern (4) angeordneten Laufkatzen (5) befestigt sind und daß der rahmenartige Hauptträger (3) auf Führungsbahnen (2) über den oberen Positionierrahmen (9) und einen Berekstellungsplatz für die Bleche (7) verfahrbar ist.