DE2104114A1 - Einrichtung und Verfahren zum Ver schweißen von Rohren - Google Patents
Einrichtung und Verfahren zum Ver schweißen von RohrenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE r\ * r\ I Λ Λ Ι
DlPL.-ING. BUSCHHOFF 2 lUH I IH
DlPL.-lNG. HENNICKE _ Dipi.-Ing. Vollbach
5 KÖLN/RH.
KAISER-WILHELM-RING 24
ria 5Ö4~~. KÖLN, den 28.1.1971
bitte angeben VO/WO
Patentanmeldung
der Firma
The Lincoln Electric Company, 22801 St. Clair Avenue,
Cleveland, Ohio (USA)
Einrichtung und Verfahren zum Verschweißen von Rohren
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum elektrischen Lichtbogenschweißen von mit ihren Enden unter Bildung einer
Schweißfuge gegeneinander ausgerichteten Rohren, insbesondere von Metallrohren großen Durchmessers. Ferner betrifft
die Erfindung ein Verfahren zum automatischen Lichtbogenschweißen von Rohren.
Die Erfindung ist insbesondere auf das Stumpfschweißen von Stahlrohren großer Durchmesser gerichtet, obwohl sie gleichermaßen
auch für andere elektrische Lichtbogenschweißverfahren anwendbar ist.
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Beim Stumpfschweißen der Enden von Rohren mit großen Durchmessern
ist es üblich, die zu verschweißenden Rohrenden unter Stehenlassen einer schmalen, flachen Stirnfläche mit Abschrägungen
zu versehen. Die so bearbeiteten Rohrenden werden dann axial derart ausgerichtet, daß sich ihre einander
zugewandten Stirnflächen unter Bildung einer Schweißfuge in einem kleinen Abstand voneinander befinden. Anschließend
wird mit Hilfe eines oder mehrerer Schweißköpfe die Schweißnaht über den gesamten 560°-Umfang des Rohres hergestellt.
Der Schweißvorgang vollzieht sich im allgemeinen in mehreren
Stufen, wobei zunächst eine Schweißwurzellage hergestellt wird, bei der zumindest die inneren Stirnflächen der Rohre
verschmolzen und der Spalt zwischen diesen Stirnflächen mit Schweißmetall ausgefüllt wird. Anschließend werden dann mehrere
Füllagen aufgebracht, wobei der zwischen den Schrägflächen
der Rohrenden gebildete Spalt aufgefüllt wird, so daß das zugeführte Schweißmetall mit der Rohraußenfläche
zumindest bündig abschließt.
Vor und während des Hersteilens der Wurzellage müssen die Rohre mit ihren Enden äußerst genau ausgerichtet und in der
ausgerichteten Lage gehalten werden. Dies kann mit Schwierigkeiten verbunden sein und einen nicht unerheblichen Zeitaufwand
erfordern, da die Länge des jeweils neu anzuschweißenden Rohres im allgemeinen sehr groß ist und z.B. 12 - 24- m
betragen kann. Das anzuschweißende Rohr muß mit seinem freien Ende in die Ausrichtposition gebracht und dann in dieser Po-
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sition gehalten werden.
Das Aufbringen der Schweißwurzellage stellt den kritischsten Teil des gesamten SchweißVorgangs dar. da hier bei möglichst
geringem Zeitaufwand eine absolut einwandfreie Schweißraupe ausgeführt werden muß. Der Zeitfaktor umfaßt die Zeitdauer
für das Ansetzen der Sclweißeinrichtung an die ausgerichteten
Rohrenden sowie die Zeitdauer für die Durchführung des eigentlichen Schweißvorgangs. Dieser Zeitaufwand bestimmt
die Geschwindigkeit, mit der sich eine Rohrleitung verlegen läßt. Sobald die Schweißwurzellage fertiggestellt ist, ist
die Ausrichtung der Rohre sichergestellt und es kann dann bereits der SchweißVorgang an der nächstfolgenden Schweißstelle
der Leitung in Angriff genommen werden. Für das Herstellen der Eullagen steht im allgemeinen ausreichend Zeit
zur Verfügung, da diese aufgebracht werden können, wenn bereits
die in Leitungsrichtung nächstfolgenden Rohrabschnitte angeschlossen A^erden bzw. angeschweißt worden sind.
Um eine absolut einwandfreie Schweißwurzellage bei den zur Verfügung stehenden kurzen Zeitspannen zu erzielen, ist es
erforderlich, daß die beiden schmalen Stirn- und Stegflächen der Rohrenden bis zur Innenfläche hin vollständig aufgeschmolzen
werden und der Spalt zwischen diesen Stirnflächen vollständig mit Schweißmetall ausgefüllt wird, so daß sich
eine leicht konvexe Schweißnaht an der Innenwand der Rohre ergibt. Da während des Schweißvorgangs die Rohre nicht gedreht
werden können, bereitet das Einbringen des Schweiß-
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metalls in die Verbindungsstelle Schwierigkeiten. Um die
Rohre miteinander zu verschweißen, müssen die Schweißköpfe um das Rohr herumgeführt werden, wobei sich ihre Schweißposition
von der vertikalen (12-ühr-Position) über die waagerechte
(9- bzw. 3-ühr-Position) bis zur Uberkopf position (6-Uhr-Position) ständig ändert.
Weitere Schwierigkeiten können sich dadurch ergeben, daß das Ende des neu anzuschließenden Rohrstücks sich während des
Schweißvorgangs verschiebt, bevor aber die Schweißnaht schon eine solche Länge erreicht hat, daß sie die Kräfte, die eine
solche Verschiebebewegung eines schweren und langen Rohres bewirken, aufzunehmen in der Lage ist. In diesem Fall kann
es zu Rissen in der teilweise fertiggestellten Schweißnaht kommen. Es ist dann erforderlich, die rissige Schweißnaht
auszustemmen und den Schweißvorgang zu erneuern.
In der Vergangenheit sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, die darauf abzielen, die genannten Schweißvorgänge automatisch
durchzuführen. Beispieleweise hat man zu diesem Zweck Haltevorrichtungen od.dgl. vorgesehen, die auf die Außenfläche
der Rohrleitung aufgeklemmt werden und die einen oder mehrere Schweißköpfe tragen, welche sich um das Rohr herumbewegen
und dabei den gewünschten Schweißvorgang durchführen. Bei solchen Einrichtungen mußte bisher die Haltevorrichtung
sehr sorgfältig auf dem Rohr ausgerichtet werden, damit die Schweißköpfe exakt in die Mittelebene der Schweißverbindung
gelangen. Der für dieses Ausrichten erforderliche Zeitauf-
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wand ist nicht unerheblich und daher unerwünscht.
Aufgrund der Schwierigkeiten, die mit dem genauen Ausrichten verbunden sind und aufgrund der Notwendigkeit, ein vollständiges
Aufschmelzen der Stoß- und Stegflächen der Rohrenden zu bewirken, hat man in der Vergangenheit Verfahren und Einrichtungen
vorgesehen, bei denen die Elektrode mit ihren Enden quer zur Schweißrichtung hin- und herbewegt wurde. Verfahren
und Einrichtungen mit hin- und herschwingender Elektrode arbeiten verhältnismäßig langsam. Außerdem hat man
mit in Tandemanordnung arbeitenden Mehrfachschweißköpfen gearbeitet,
mit denen der gesamte Schweißvorgang, also die Schweißwurzellage und die Püllagen in einem einzigen Arbeitsvorgang
hergestellt werden soll. Außerdem hat man schon vorgeschlagen, die Schweißwurzellage von der Innenseite der
Rohre her vorzunehmen. Solche Verfahren und Einrichtungen bedingen jedoch einen unerwünscht großen Zeitaufwand für den
gesamten Schweißzyklus.
Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten
Verfahren und Einrichtungen zu beheben. Insbesondere bezweckt die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung, mit der
sich vor allem bei Stahlrohren die wurzellagen sehr rasch
und zuverlässig herstellen lassen, wobei die erfindungsgemäße Einrichtung vorzugsweise so ausgestaltet sein soll, daß
sie sich in kürzester Zeit in ihre Schweißposition bringen läßt und überdies eine absolut einwandfreie Schweißnaht bei
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rascher Durchführung des Schweißzyklus gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen das Bohr über einen Winkel von mehr als 180°
umgreifenden, um die Achse der Bohre drehbaren Support od.dgl. aufweist, der in Nähe seiner Enden jeweils eine Führungsrolle
sowie im dazwischenliegenden Bereich mindestens eine weitere Führungsrolle trägt, die vorzugsweise im wesentlichen
im gleichen Abstand von den endseitigen Führungsrollen angeordnet ist, wobei die Achsen der endseitigen Führungsrollen,
über den Support gemessen, in einem Winkelabstand angeordnet sind, der größer als 180° ist, und wobei ferner sämtliche genannten
Führungsrollen in einer gemeinsamen Ebene liegen und um parallele Achsen drehbar an dem Support angeordnet sind.
Um dabei den Support auf die Bohre aufbringen zu können, ist zumindest die eine der beiden endseitigen Führungsrollen von
einer Stellung, in der sie im Einbauzustand am Bohr anliegt und in der sich der Support um die Bohrachse dreht, von dem
Bohr fortbewegbar. Vorzugsweise sind die endseitigen Führungsrollen, gemessen über den Support, in einem Winkelabstand voneinander
angeordnet, der zwischen 200° und 300° liegt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Umfangsflachen
der Führungsrollen den abgeschrägten, die Flanken der Schweißfuge bildenden Bohrenden angepaßt, derart, daß
die Bollen eich mit ihren Umfangsflächen gegen die abgeschrägten
Flanken oder ihre äußeren Kanten legen und durch Abstützung an diesen Flächen den Support beim Umlauf um das Bohr führen.
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Zweckmäßig ist insbesondere eine Ausführung, bei der die Umfangsflächen
der Führungsrollen zwischen konvexen Abstützflächen eine konkave Einsiehung aufweisen.
An dem als Wagen oder Rollenhalter ausgebildeten Support ist mindestens ein Schweißkopf angeordnet. Vorteilhaft ist insbesondere
eine Ausführung, bei der an dem Support erfindungsgemäß zwei Schweißköpfe in festem gegenseitigem Abstand angeordnet
sind. Der bzw. die Schweißköpfe sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhafterweise mit einem Elektroden-Führungsrohr
bzw. einer Düse oder einem Mundstück für die Elektrodenführung versehen, wobei die Achse des Elektroden-Durchgangs
dieser Führungsrohre zweckmäßig in der Mittelebene der genannten Führungsrollen liegt. Andererseits kann
die Achse des Elektroden-Durchgangs der Führungsrohre aber auch in einem Abstand von der Mittelebene der Führungsrollen
angeordnet sein, der gleich einem vorgesehenen Abstand der Rollen von der zwischen den genannten Rohrenden liegenden
Mittelebene ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, die im vorbestimmten axialen Abstand
von der Schweißfuge eine hierzu parallele Nut od.dgl. bildet, wobei mindestens ein Schweißkopf an dem Support od.dgl. angeordnet
ist, der ein Elektroden-Führungsrohr mit einem Durchgangskanal aufweist, dessen zum Rohr hin gerichtete Achse in
einem Abstand von der Mittelebene der Führungsrollen liegt, welcher gleich dem Abstand der Mittelebene der Führungsnut
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von der Mittelebene der Schweißfuge ist.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, das Elektroden-Führungsrohr
in der Ebene der Führungsrollen winkelbeweglich anzuordnen, wobei vorzugsweise eine Vorrichtung zur automatischen
Winkelverstellung des Elektroden-Führungsrohres über einen vorbestimmten Winkel vorgesehen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Support aus zwei Hebelteilen, die nach Art einer Schere
über ein Gelenk verbunden sind, wobei jedes Hebelteil in Nähe seines Endes eine Führungsrolle trägt. Vorzugsweise sind die
Hebelteile bogenförmig gekrümmt, wobei an den längeren Hebelarmen der Hebelteile die endseitigen Führungsrollen angeordnet
sind. Auf der die beiden Hebelteile miteinander verbindenden Gelenkachse kann die zwischen den endseitigen Führungsrollen
befindliche Führungsrolle gelagert sein.
Die beiden Hebelarme der genannten Hebelteile weisen unterschiedliche
Längen auf, wobei die kürzeren Hebelarme sogenannte Hubschenkel bilden und vorzugsweise in Nähe ihrer
freien Enden Stützrollen od.dgl. tragen, deren Achsen senkrecht zur Rohrachse verlaufen. Dabei ist die Anordnung so getroffen,
daß diese Stützrollen im Einbauzustand des Supports von der Umfangsfläche der Rohre abgehoben sind und beim Auseinanderspreizen
der Hebelteile sich gegen die Umfangsflächen der Rohre legen, so daß der Support mit auseinandergespreizten
Hebelteilen in Längsrichtung der Rohre auf diesen Rollen verschoben werden kann.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist den Hebelteilen
eine die Führungsrollen gegen die Bohroberfläche andrückende Klemmvorrichtung zugeordnet, die z.B. aus einer zwisehenden
Hebelteilen angeordneten Feder bestehen kann. Ferner weisen die Hebelteile eine Spreizvorrichtung auf, mit der sie so
weit auseinandergespreizt werden können, daß der Support von der Bohrseite her auf die Bohre aufgesetzt werden kann.
Nach einem weiteren Merkaal der Erfindung ist mindestens einer
Führungsrolle des Supports ein Bollenantrieb, zweckmäßig ein Motor mit einem Untersetzungsgetriebe, zugeordnet, der
die Drehbewegung des* Supports während des Schweißvorgangs bewirkt.
Der erfindungsgemäße Schweißkopf weist in bevorzugter Ausführungsform
ein die Elektrode zur Schweißfuge hinführendes Elektroden-Führungsrohr od.dgl. sowie ein zwischen dem Austritt
sende des Elektroden-Führungsrohres und dem Werkstück angeordnetes Elektroden-Führungsorgan auf, welches mit einer
Aussparung od.dgl. versehen ist, die mit der Elektrodenachse im wesentlichen fluchtet. Die genannte Aussparung besteht
vorzugsweise aus einer Kerbe bzw. einer V-förmigen Nut. Es empfiehlt sich, das genannte Führungsorgan gegenüber dem
Elektroden-Führungsrohr elektrisch zu isolieren. Das Elektroden-Führungsrohr und das ihm nachgeschaltete Führungsorgan
bilden vorteilhafterweise eine Baueinheit, die als solche fest oder vorzugsweise winkelbeweglich an dem Support bzw.
dem Schweißkopfhalter angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zum endseitigen Verschweißen von Bohren großen Durchmessers vorgesehen, bei
dem der erfindungsgemäße Support bzw. die erfindungsgemäße
Schweißeinrichtung bevorzugt zur Anwendung kommen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß
zunächst zwei Schweißköpfe, die in Umfangsrichtung des Rohres
in unveränderlichem Winkelabstand angeordnet sind, in ihre Schweißposition gegenüber dem Rohr gebracht werden. Dann werden
die beiden Schweißköpfe in Umfangsrichtung so bewegt, daß der erste Schweißkopf, bezogen auf das Ziffernblatt einer
Uhr, eine Schweißnaht angenähert von der 5-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position herstellt. Die Schweißköpfe können nun in Umfangsrichtung
so bewegt werden, daß der zweite Schweißkopf eine Schweißnaht von der 12-Uhr-Position bis zum Anfang der
ersten Schweißnaht herstellt. Unter Drehung der Schweißköpfe kann mittels des ersten Schweißkopfes eine Schweißnaht von
der 12-Uhr-Position bis zum anderen Ende der ersten Schweißnaht hergestellt werden. Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen
Verfahrens ergeben sich aus den Patentansprüchen und sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Mit der Erfindung wird eine Schweißeinrichtung geschaffen, die sich in besonderem Maße für das automatische endseitige
Verschweißen von Bohren eignet. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann sehr rasch in ihrer Arbeitsstellung auf das
Bohr gebracht werden, wobei die Elektrodenachse selbsttätig in genaue Ausrichtung zu der Schweißstelle gebracht wird, so
daß die Schweißverbindung innerhalb einer kurzen Zeitspanne
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fertiggestellt werden kann. Wie erwähnt, umgreift der Support die Rohrleitung über einen Winkel von mindestens 180°, wobei
die Führungsrollen zweckmäßig in einem Winkelabstand zwischen 200 und 500° angeordnet und so ausgebildet sind, daß sie sich
mit ihren Laufflächen an den Flanken oder Außenkanten der von den abgeschrägten Rohrenden gebildeten Schweißfuge führen. Da
zumindest eine der endseitigen Führungsrollen so weit radial nach außen bewegbar ist, daß der gesamte Support seitlich von
der Rohrleitung abgezogen bzw. von der Seite her auf die Rohrleitung aufgesetzt werden kann, läßt sich die erfindungsgemäße
Schweißeinrichtung ohne Schwierigkeiten und in kürzester Zeit auf die Rohrleitung aufsetzen und von ihr abnehmen. Wie erwähnt,
ist an dem Support mindestens ein Schweißkopf mit einem aus einem Rohr, einer Hülse, einem Rohrmundstück oder einer
Düsenöffnung bestehenden Elektroden-Führungsorgan (vorstehend kurz als Elektroden-Führungsrohr bezeichnet) angeordnet,
dessen Achse in einem Abstand von der Ebene der an den Stirnkanten der Rohre angreifenden Flächen der Führungsrollen liegt, welcher gleich dem Abstand der Führungsnut von
der Schweißnut ist. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung bildet die Schweißnut zugleich die Führungsnut, so
daß der vorgenannte Abstand Null ist. Die Elektrodenachse liegt somit genau in der gemeinsamen Hittelebene der Führungsrollen. Vorteilhaft im Hinblick auf die genaue Elektrodenführung
ist weiterhin, daß der Schweißkopf hinter dem Austrittsende des Elektroden-Führungsrohres (Elektroden-Führungsdüse
od.dgl.) ein weiteres Führungsorgan aufweist, welches das
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aus dem Elektroden-Führungsrohr od.dgl. austretende Elektrodenende
im unmittelbaren Bereich der Schweißstelle führt. Das Führungsorgan ist demgemäß in unmittelbarer Nähe der Außenfläche
der Rohrleitung angeordnet; es gewährleistet, daß die Elektrodenachse stets in bezug auf die gemeinsame Mittelebene
der Führungsrollen feststehend angeordnet ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das genannte Führungsorgan an elektrische Spannung anlegbar. Vorteilhaft
in baulicher Hinsicht ist weiterhin eine Ausführung, bei der eine Elektrodenspule od.dgl. an dem Support so gelagert ist,
daß ihre Achse parallel zu den Rollenachsen verläuft, während ihre Mittelebene im wesentlichen mit der Mittelebene der
Schweißfuge zusammenfällt. Von dieser Spule wird die Elektrode im Betrieb abgespult, wobei sie zweckmäßig über ein
bogenförmig verlaufendes, in der gleichen Ebene liegendes Elektroden-Führungsrohr zu einem Elektroden-Vorschubmechanismus
geführt wird, derart, daß die Elektrode beim Ablaufen von der Spule zu dem Vorschubmechanismus mit kleinstmöglichen
Abweichungen von ihrer Krümmung in den geradlinigen Verlauf gebracht wird, wobei die Krümmungsebene der Elektrode mit
der Ebene der Schweißfuge zusammenfällt.
Bei der bevorzugten Ausführung des Supports aus zwei Gelenkarmen bzw. Gelenkteilen können diese auch endseitig gelenkbeweglich
miteinander verbunden werden. Vorzuziehen ist jedoch im allgemeinen eine Ausführung, bei der die beiden Gelenkteile
zwischen ihren Enden nach Art einer Schere gelenk-
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beweglich verbunden sind, wobei die mittlere Führungsrolle an oder in Nähe der Gelenkstelle angeordnet wird. Durch Auseinanderspreizen
der beiden Gelenkteile lassen sich die endseitigen Führungsrollen von der Bohrleitung abheben, wobei
zugleich die an den kürzeren Hebelarmen der Gelenkteile angeordneten Stützrollen in Anlage an die Bohrleitung gelangen
und damit die zwischen den endseitiger Fr-hrungsrollen
befindliche Führungsrolle von der Eohrleitung bzw. von ihrer
Abstützstelle in der Schweißfuge abheben, so daß der gesamte Support in Längsrichtung auf der Bohrleitung rollend
verschoben werden kann. Andererseits werden die Stützrollen beim Schließen des Supports um die Eohrleitung von deren Umfang
abgehoben, wobei die Führungsrollen in die zwischen den Bohrenden gebildete Nut bzw. die Schweißfuge einfassen und
damit den Support und demgemäß auch die Elektrode gegenüber der Mittelebene der Schweißfuge genau ausrichten.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich innerhalb kürzester Zeit um 180° gegeneinander versetzte Schweißnähte
herstellen, deren Festigkeit so groß ist, daß sich keine unbeabsichtigten Bewegungen und Verschiebungen des neu anzuschweißenden
Bohres einstellen können. Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich durch einfache und gedrungene Bauweise,
vergleichsweise geringes Gewicht und einfache Handhabung aus.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es zeigen:
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Fig. 1 die erfindungsgemäße Schweißeinrichtung in einer Seiten- bzw. Stirnansicht j
Pig. 2 die Einrichtung gemäß Pig. 1 in einer Ansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1, wobei die Elektrodenspulen zur
Verdeutlichung fortgelassen sindj
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1;
Fig. 4 eine Ansicht nach Linie 4-4 der Fig. 1, wobei eine der Führungsrollen in ihrer Betriebsstellung zusammen
mit ihrem Antriebsmechanismus dargestellt ist;
Fig. 5 die erfindungsgemäße Einrichtung in einer der Fig. 1
entsprechenden Ansicht, wobei jedoch die Schweißköpfe
entfernt sind und der Support in geöffneter Stellung gezeigt ist, in der er von dem Rohr seitlich
abgenommen oder von der Seite her auf das Rohr aufgesetzt werden kann.
Die Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben ist, läßt zwei Rohre A und B erkennen,
die in axialer Richtung gegeneinander ausgerichtet sind und mit ihren zu verschweißenden Enden in geringem Abstand voneinander
liegen. Die Stoßfuge zwischen den beiden Rohren A und B wird von einem im Rohrinneren angeordneten hülsenförmigen
Futterstück G od.dgl. überbrückt. In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße
Schweißeinrichtung in ihrer Betriebsstellung gezeigt. Die Schweißeinrichtung weist zwei Schweißköpfe D und
E auf, die an dem die Rohrleitung bogenförmig umgreifenden, als Vagen ausgebildeten Support F angeordnet sind. Der Support
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trägt an seinen freien Enden Führungsrollen G und H sowie im mittleren Bereich zwischen diesen endseitigen Führungsrollen eine Mittelführungsrolle J. Die Führungsrollen G, H
und J liegen in einer gemeinsamen Ebene; sie sind um parallele Drehachsen drehbar. Die Umfangs- bzw. Laufflächen der
Führungsrollen greifen in den Spalt bzw. die Schweißfuge zwischen den beiden Bohren A und B ein, wie dies insbesondere
die Fig. 2 und 3 erkennen lassen.
Die Rohre A und B können jeden beliebigen Durchmesser und jede gewünschte Wandstärke aufweisen; sie können aus irgendeinem
schweißbaren Werkstoff bestehen. Ein typisches Rohr, bei welchem die dargestellte Schweißeinrichtung mit Vorteil
verwendet worden ist, weist einen Durchmesser von 18 Zoll auf; es besteht aus einem normalen niedrig gekohlten Stahl
mit einer Wandstärke von 1/2 Zoll. Bevor die Rohre in die in Fig. 2 dargestellte Schweißposition gebracht werden, werden
ihre Rohrenden bearbeitet, wobei die Rohrenden gemäß Fig. 3 Abschrägungen 10 erhalten, welche die Flanken der Schweißfuge
bilden. Die Abschrägungen 10 enden in einer schmalen, flachen Stirn- oder Stegfläche 12, die genau rechtwinklig zu den
Achsen der Rohre A und B liegt. Diese Flächen bilden somit die Schweißfuge 11, die in mehreren Schweißvorgängen mit
Schweißmetall ausgefüllt wird, wobei zunächst eine Wurzellage geschweißt wird, bei der die Flächen 12 aufgeschmolzen
und der Spalt zwischen diesen Flächen mit Schweißmetall gefüllt wird. Anschließend werden dann mit einer anderen Schweißeinrichtung
weitere Schweißlagen aufgebracht, wobei der Spalt
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zwischen den schräg verlaufenden flanken 10 der Schweißfuge ausgefüllt wird. Dies ist beim Verschweißen von Rohrleitungen
weithin üblich.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sei das Rohr A Bestandteil
der bereits verlegten Rohrleitung, während das Rohr B das an das Rohr A anzusehweißende, neu anzuschließende
Rohr ist, welches nachstehend im Unterschied zu dem festliegenden Rohr A als bewegliches bzw. neu anzuschließendes
Rohr bezeichnet wird. Die Enden der Rohre A und B werden in axialer Richtung genau zueinander ausgerichtet, wobei die
Stirnflächen 12 in geringem Abstand, jedoch genau parallel zueinander eingestellt werden. Dies erfolgt mittels eines
Ausrichtfutters 14 (Fig. 3), welches in das Rohr A eingesetzt
wird, bevor das Rohr B in die Schweißposition gebracht wird. Ein solches Ausrichtfutter ist bekannt und bildet keinen
Bestandteil der Erfindung. Es besteht aus einer Unterlage bzw. einem Futterstück 0, welches nach dem Anlegen des
Rohres B mechanisch aufgeweitet und dabei an der Schweißstelle gegen die Innenflächen der Rohre A und B gedruckt wird.
Das von dem Ausrichtmechanismus getragene Futter C besteht vorzugsweise aus Kupfer; es erstreckt sich in Umfangsrichtung
über den gesamten Innenumfang der Schweißfuge. Das Futter G weist an seiner Außenfläche eine sich in Umfangsrichtung
erstreckende Nut 16 auf, die gegenüber der Mittelebene 17 der Schweißfuge symmetrisch angeordnet ist. Obwohl die
Verwendung von Kupfer-Futterstücken an sich bekannt ist, hat sich gezeigt, daß die Abmessungen der Nut 16 im Hinblick auf
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den Schweißvorgang wichtig sind. Die Nut muß so tief sein, daß das Metall des Futterstücks beim Schweißvorgang nicht so
weit aufgeschmolzen wird, daß es mit dem Stahl der Schweißnaht verschweißt. Andererseits darf die Nut aber nicht so
tief sein, daß sie nicht zur Formgebung der Schweißnaht an der Innenseite des Rohres beiträgt und verhindert, daß die
Schweißnaht zu tief in die Innenseite des Rohres hineingreift. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die
Nut eine Tiefe von 0,51 mm und eine Breite von 12,7 rom auf.
Diese Abmessungen beziehen sich auf einen Abstand der Stirnflächen 12 von 1,27 nun· Es versteht sich, daß die Tiefe der
Nut bei unterschiedlichen Dicken der Rohre, bei unterschiedlichen Abständen der Stirnflächen 12, bei verschiedenen Elektroden,
unterschiedlichen Schweißgeschwindigkeiten und unterschiedlichen Schweißströmen entsprechend abweichende Abmessungen
haben kann.
Das genaue Einstellen des Abstandes der Stirnflächen 12 bei der Bildung der Schweißfuge läßt sich in verschiedener Weise
bewerkstelligen. Da diese Methoden bekannt sind, erübrigt sich eine ausführliche Erläuterung. Das Aufweiten des Kupferfutters
und das Anpressen desselben gegen die Innenflächen der Rohre läßt sich ebenso wie das Ausfüllen des durch das
Aufweiten des Futters bewirkten Umfangsspaltes mit den herkömmlichen Methoden vornehmen. Es genügt hier die Feststel-*
lung, daß der Futterring G in der Sehweißstellung sich ia wesentlichen über den gesamten Umfang der Schweißfuge erstreckt.
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Der Wagen oder Support 3? kann ebenfalls von unterschiedlicher Ausbildung sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
besteht er aus einem Paar langgestreckter und bogenförmig gekrümmter Arme oder Hebelteile 20 und 21, die zwischen ihren
Enden mittels eines Gelenkbolzens 22 nach Art einer Schere gelenkig miteinander verbunden sind, so daß die Hebelteile
einen Schweiß schenkel 24 und einen Hubschenkel 25 bilden. Die
Hubschenkel 25 weisen eine kürzere Hebelarmlänge auf als die
Schweißschenkel) sie erstrecken sich von dem Gelenkbolzen so in Umfang sr ichtung, daß ihre Enden auf der Seite der den Rohren
A und B am nächsten liegenden Schweißschenkel liegen.
Es ist erkennbar, daß die Enden der Hubschenkel 25 beim Verschwenken
der Schweißschenkel 24· in Richtung auf die Umfangsflache
der Rohrleitung von dieser abgehoben werden (Fig. 1). Werden andererseits die freien Enden der Schweißschenkel 24
radial von der Rohrleitung fortgeschwenkt, so legen sich die Hubschenkel 25 gegen die Umfangsflache der Rohrleitung (Pig. 5)
Die Hebelteile 20 und 21 können von unterschiedlicher Formgebung sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen
die Hebelteile aus Ü-Profilen, deren Steg 27 auf der
dem Rohr abgewandten Seite liegt und deren parallele Schenkel 28 sich von dem Profilsteg in Richtung auf die Rohrleitung
erstrecken· In Nähe des Bolcengelenks ist der Profilsteg
27 des Hebelteils 20 fortgeschnitten, so daß hier nur
die Schenkelteile 26 verbleiben. Das andere Hebelteil 21 faßt mit seinem in den axialen Abmessungen verjüngten Ab-
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schnitt zwischen die Schenkel 28 des Hebelteils 20 und ist zwischen diesen Schenkeln im wesentlichen spielfrei geführt.
Der Gelenkbolzen 22 durchgreift die Schenkel 28 der beiden Hebelteile 20 und 21. Auf dem Gelenkbolzen ist zwischen den
Schenkeln 28 eine mittlere Führungsrolle J drehbar gelagert, deren Durchmesser so groß ist, daß die Umfangs- bzw. Lauffläche
dieser Rolle an der Innenseite bzw. der Unterseite der Hebelteile 20 und 21 über diese vorsteht, wie dies in
Fig. 1 dargestellt ist.
Die Führungsrolle G ist am freien Ende des Schweißschenkels 24 des Hebelteils 20 drehbar gelagert, während die Führungsrolle
H an dem freien Ende des Schweißschenkels 24 des Hebelteils 21 drehbar angeordnet ist. Die beiden Führungsrollen G
und H stimmen in ihrer Ausbildung und in der Art ihrer Lagerung an den Hebelteilen überein. Der Durchmesser dieser
Führungsrollen ist so bemessen, daß die Rollen an der Innenseite der Schenkel 28 über diese zu der Rohrleitung hin vorspringen.
Der Vagen bzw. Support könnte auch aus einem einzigen, starren Bauteil bestehen, wobei die eine der beiden Führungsrollen
G bzw. H in diesem Fall an einem Gelenkarm angeordnet wird, welcher gegenüber dem Support so weit nach außen geschwenkt
werden kann, daß die gesamte Vorrichtung von der Rohrleitung abgenommen werden kann.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rollen G,
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H und J zwischen den Schenkeln 28 der Hebelteile in einer
gemeinsamen Ebene drehbar gelagert. Die Umfangs- bzw. Lauffläche der Rollen G, H und J weisen eine solche axiale Breite
auf, daß sich die Rollen mit ihren Umfangsflachen gegen
die schräg stehenden Planken 10 der Rohrenden legen können. Wie vor allem Fig. 3 zeigt, weisen die !Führungsrollen G, H
und J zwischen zwei konvexen ümfangsflächen 30 und 32 eine
konkave Einziehung 31 auf. Die konvexen Ümfangsflächen 30 und 32 gehen tangential in die konkave Einziehung 31 über.
Die Mittelebene der in die Schweißfuge 11 einfassenden Rollen fällt genau zusammen mit der Mittelebene 17 der Schweißfuge
11. Wenn die drei Führungsrollen in die Schweißfuge 11 einfassen und sich mit ihren konvexen Ümfangsflächen 30 und
32 gegen die schrägen Flanken 10 der Rohrenden legen, so ist der Support F demgemäß gegenüber der Mittelebene 17 der
Schweißfuge genau ausgerichtet. Beim Umlauf des Supports F in Umfangsrichtung um die Rohre A und B bleibt der Support
in dieser Ausrichtposition in bezug auf die genannte Mittelebene. Mit der konkaven Umfangseinziehung 31 der Führungsrollen wird erreicht, daß sich beim Schweißvorgang Schweißmetall
in der Schweißfuge absetzen kann, ohne daß der Lauf der Rollen hierdurch beeinträchtigt wird. Die Umfangs- bzw.
Laufflächen der Rollen G, H und J sind demgemäß so ausgebildet, daß die Rollen selbst bei Fertigstellung der Schweißwurzellage
in der Schweißfuge geführt werden, ohne daß sie mit ihren Abstütz- und Führungsflächen in Kontakt mit dem
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eingebrachten Schweißmetall gelangen. Wenn dies eintreten
sollte, so würden die Führungsrollen von den schrägen Flanken 10 bzw. von den Kanten 13 abgehoben mit der Folge, daß sich
die Hollen in axialer Richtung geringfügig verstellen und damit die vorerwähnte genaue Ausrichtung des Supports F
gegenüber der Schweißfuge aufheben.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rollen G, H und J im wesentlichen in gleichen Winkelabständen von etwa
120° zueinander angeordnet. Auf diese Weise wird der Support F in jeder beliebigen Drehstellung in bezug auf den Umfang
der Rohrleitung auf den Rohren A und B abgestützt. Es ist erkennbar, daß diese von der Drehstellung unabhängige Abstützung
unter allen Umständen dann gegeben ist, wenn die Rollen G und H in einem Winkelabstand voneinander angeordnet sind, der,
gemessen über den Support, mindestens 180° beträgt und vorzugsweise größer als 180° ist. Der maximale Abstand zwischen
der innenliegenden Führungsrolle J und den beiden Rollen G und H muß kleiner sein als 180°j vorzugsweise ist er erheblich
kleiner als 180°.
Um den als Wagen ausgebildeten Support F von den Rohren A und B abzunehmen, muß zumindest die eine der beiden Führungsrollen
G oder H von den Rohren A, B nach außen bewegt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel geschieht
dies in der Weise, daß die beiden Hebelteile 20 und 21 um den Gelenkbolzen 22 in die Position gemäß Fig. 5 verschwenkt
werden. Diese Verschwenkung der Hebelteile 20 und 21 läßt
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sich in unterschiedlicher Weise bewerkstelligen. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel weisen die Hebelteile 20 und 21 im seitlichen Abstand von dem Gelenkbolzen 22 jeweils einen
Kniehebelarm 40 bzw. 41 auf. Werden diese Hebelarme 40 und 41 gegeneinanderge zogen, so schwenken die Rollen G und
H nach außen, so daß der Support F seitlich von den Rohren A, B abgenommen werden kann. Werden andererseits die Hebelarme
40 und 41 gegeneinandergezogen, so werden die Rollen G
und H in die Schweißfuge 11 gedrückt.
Zur Durchführung dieser Bewegungen der Arme 40 und 41 können unterschiedliche Vorrichtungen, wie z.B. ein hydraulischer
Zylinder, eine Schraubenspindel od.dgl. verwendet werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck
ein Kniehebel-Spreizmechanismus K vorgesehen. Dieser Spreizmechanismus weist einen Bolzen 50 auf, der mit seinem einen
Ende in einem Block 51 verschiebbar ist, welcher am oberen
Ende des Hebelarms 41 angelenkt ist. Das andere Ende des Bolzens 50 ist einstellbar mit dem Ende eines Blocks 52 verschraubt,
der mit seinem anderen Ende an einem Hebelarm 53 angelenkt ist, welcher seinerseits mit dem oberen Ende des
Gelenkarms 40 gelenkig verbunden ist. Auf dem Bolzen 50 sitzt zwischen den Blöcken 51 und 52 eine Schraubendruckfeder 55·
Beim Drehen des Hebels 53 im Gegenuhrzeigersinn (Fig. 1) wird
der Block 52 nach links bewegt, wobei der Bolzen 50 in Richtung
auf den Block 51 gezogen und die Gelenkarme 40 und 41
mit ihren oberen Enden gegeneinandergezogen werden. Wird der
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Hebel 53 in entgegengesetzter Richtung verschwenkt, so werden
die Arme 40 und 41 auseinandergespreizt, wobei am Ende dieser Schwenkbewegung des Hebels 53 im Uhrzeigersinn der
Bolzen 50 in dem Block 51 gleitet und die Feder 55 zusammendrückt,
wodurch diese die Führungsrollen G und H federelastisch in die Schweißfuge 11 drückt. Durch das Einführen der Führungsrollen
G und H in die Schweißfuge 11 wird auch die mittlere Führungsrolle J aufgrund der Keilwirkung in die Schweißfuge
gezogen.
Werden die endseitigen Führungsrollen G und H beim Verschwenken
des Hebels 53 im Gegenuhrzeigersinn von den Rohren A und B abgehoben, so bewegen sich die Hubschenkel 25 der Arme 20
und 21 gemäß Fig. 5 so weit nach unten, daß sich die mittlere Führungsrolle J aus ihrem Eingriff in der Schweißfuge hebt.
Der Support F kann dann in axialer Richtung auf den Rohren A und B verschoben werden. Um diese Verschiebebewegung zu erleichtern,
sind an den Enden der Hubschenkel 25 in axialer Richtung sich erstreckende Teile 60 angeordnet, wobei ein
Paar Stützrollen 61 'an den Enden dieser Schenkelteile 60 gelenkig gelagert sind. Die Stützrollen drehen sich um Achsen,
die rechtwinklig zu der Rohrachse verlaufen. Das gesamte Gewicht des Supports F wird somit von diesen Rollen 61 getragen,
wenn der Hebel 53 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 5 geschwenkt wird und sämtliche Führungsrollen G, H, J von der
Oberfläche der Rohre A und B abgehoben werden.
Um den Support F in Umfangsrichtung um die Rohre A und B zu
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2104 IU
bewegen, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein mit hoher Drehzahl arbeitender Elektromotor 70 vorgesehen,
der über ein Untersetzungsgetriebe 71 die Welle 72 der Führungsrolle
G antreibt (Fig. 4). Die Verwendung eines mit hoher Drehzahl arbeitenden Antriebsmotors in Verbindung mit
einem Untersetzungsgetriebe hat den Vorteil, daß durch Spannungsschwankungen in der Speiseleitung bewirkte Drehzahländerungen
des Motors nur geringfügige Änderungen in der Antriebsgeschwindigkeit der Führung srοlie G verursachen. Um
die Drehgeschwindigkeit der Führungsrolle G weiterhin möglichst gleichmäßig zu halten, ist eine Reibungsbremse vorgesehen,
die aus einem Paar Bremsschuhen 73 besteht, welche von einer Federkraft gegen eine auf der Welle 72 aufgekeilte
Bremstrommel 74 gedrückt werden. Die Bremsschuhe 73 sind
an einer Halteplatte 75 befestigt, die an dem Ende des Hebelteils 20 angebracht ist. Der von den Bremsschuhen 73 an
der Bremstrommel 74 ausgeübte Bremsdruck läßt sich mittels
Bolzen 76 einstellen, welche durch die Enden der Bremsschuhe
73 hindurchfassen und sich gegen eine Feder 77 abstützen, so
daß die Bremsschuhe 73 federnachgiebig und mit einer mittels der Bolzen 76 einstellbaren Kraft gegen die Trommel 74 angepreßt
werden. Bei dieser Anordnung arbeitet somit der Motor 70 stets gegen eine vorbestimmte Last, so daß die Lastschwankungen,
die sich beim Umlauf des Supports F mit den Schweißköpfen D und E um die Rohre A und B ergeben, nur einen Bruchteil
der gesamten Belastung des Motors 70 ausmachen und demgemäß die Drehgeschwindigkeit des Motors und diejenige des
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Supports im wesentlichen konstant bleibt.
Der Schweißkopf E besteht im wesentlichen aus einer Elektrodenspule
100, die mittels einer Konsole 101 an dem ihr zugeordneten Hebelteil 20 bzw. 21 gehalten ist. Ferner weist der
Schweißkopf einen Elektroden-VorSchubmechanismus 103 auf, der
die Schweißelektrode über ein bogenförmig verlaufendes Führungsrohr 104 von der Spule 100 abzieht und sie über ein
ebenfalls bogenförmig verlaufendes Elektroden-Führungsrohr 105 hindurchschiebt. Das aus einem Eohrstück oder einem Düsenmundstück
bestehende Führungsrohr 105 ist über ein flexibles Kabel 102 an eine (nicht dargestellte) Stromquelle anlegbar.
Das Führungsrohr 105 ist an einer Halterung 110 angeordnet, die an einer mit dem Hebelteil 20 verbundenen Konsole 111 gelagert
ist. Das Führungsrohr 105 weist einen langgestreckten, gekrümmten Durchgangskanal auf, durch den die von der Spule
100 zugeführte Elektrode 106 in Richtung auf die Schweißfuge 11 bewegt wird. Die Achse dieses Durchgangskanals ist gegenüber
der Mittelebene 17 der Führungsrollen G, H und J genau ausgerichtet, während die Auslaßöffnung des Führungsrohres
im Abstand von der Schweißfuge, im vorliegenden Fall in einem vorbestimmten Abstand von den Außenkanten der Stirnflächen
12 so angeordnet ist, daß das aus dem Führungsrohr frei herausragende Teil der Elektrode 106 durch die hindurchgehenden
Schweißströme bereits erheblich erhitzt wird, bevor es der Hitze des Lichtbogens ausgesetzt wird. Das Maß, um das
die Elektrode 106 aus dem Führungsrohr 105 herausragt, kann
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25Λ - 76,2 mm betragen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt es 50,8 mm für die Schweißwurzellage und
19 mm für die Füllagen.
Die Halterung 110 ist an der Konsole 111 schwenkbar gelagert;
sie weist einen Arm 112 auf, der sich radial nach außen erstreckt und einen Bolzen 113 trägt, welcher durch einen bogenförmigen
Schlitz 114 der Konsole 111 hindurchfaßt. Die das Führungsrohr 105 tragende Halterung 110 kann daher unter
Veränderung des Winkels der Achse des Elektroden-Durchgangs
gegenüber der Schweißstelle verschwenkt werden. Dieser sogenannte Anstell- bzw. Vorhaltewinkel ist im allgemeinen so
eingestellt, daß die Elektrode entgegen der Schweißrichtung weist. Durch Anziehen eines auf dem Bolzen 113 sitzenden
Schraubengriffs 119 kann die Halterung und demgemäß das Elektroden-Führungsrohr
in dem jeweils eingestellten Anstellwinkel seines Elektroden-Führungskanals festgelegt werden.
Zur axialen Einstellung der Halterung 110 gegenüber ihrer Haltekonsole 111 ist eine Justierschraube 117 vorgesehen,
die in eine Hülse 118 eingeschraubt ist (Fig. 2). Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Elektrodenachse zu der
Mittelebene der Führungsrollen G, H und J genau ausgerichtet ist, wobei diese Mittelebene erfindungsgemäß mit der Mittelebene
der Schweißfuge zusammenfällt.
Für die Füllagen kann eine Führungsnut an einem Hilfsglied
angeformt sein, welches an der Außenseite des Rohres A oder
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des Rohres B "befestigt wird. Diese Führungsnut wird so ausgerichtet,
daß sie genau parallel zu der Schweißfuge 11 verläuft. Die Führungsrollen G, H und J können sich dann bei
der Führung der Bewegung des Supports F um die Rohre A und B herum in dieser Hilfsnut führen. In diesem Fall befindet sich
die Elektrodenachse der Schweißköpfe im Abstand von der Mittelebene der Führungsrollen G, H und J, wobei dieser Abstand
genau gleich dem Abstand der Hilfsführungsnut von der Schweißfuge
11 ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden aber insbesondere für das Schweißen der Wurzellage
die Flächen der Schweißfuge 11 zur Führung des Supports F bei seiner Bewegung um die Rohre A und B herum während des
Schweißvorgangs verwendet.
Zwischen dem Austrittsende des Elektroden-Durchgangs des Führungsrohrs
105 und der Schweißfuge ist in einem Abstand von der Oberfläche der Rohre A und B, der voraugsweise kleiner
ist als 25 Λ mm ein Elektroden-Führungsorgan L angeordnet. Dieses Führungsorgan L kann von unterschiedlicher Ausbildung
sein. Es besteht vorzugsweise aus einem Arm oder einer Stützkonsole , die mit ihrem Basisschenkel 107 an. der Seite der
Halterung 110 befestigt und gegenüber dieser mittels einer elektrischen Isolierung 108 elektrisch isoliert ist. Ferner
weist die Tragkonsole einen Führungsschenkel 109 auf, der
winklig zu dem Schenkel 107 so angeordnet ist, daß er die Achse des Elektroden-Führungskanals des Führungsrohrs 105
schneidet. An der oberen Stirnkante weist der Schenkel 109 eine V-Nut 115 auf, deren Scheitel genau mit der Elektroden-
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achse fluchtet, so daß sich die Elektrode 106 bei ihrem Austritt aus dem Führungsrohr 105 "und bei ihrem Vorschub in den
Scheitel der Nut 115 legt und somit durch Abstützung in der Nut in die Schweißfuge 11 geführt wird. Da der Scheitel der
Nut 115 mit dem Durchgang des Elektroden-Führungsrohres fluchtet,
welcher seinerseits in der Mittelebene der Führungsrollen G, H und J liegt, und da diese Mittelebene mit der Mittelebene
der Schweißfuge 11 zusammenfällt, wird das Ende der Elektrode 106 an einer Stelle, die in geringstmöglichem Abstand
von der Grundfläche der Schweißfuge 11 liegt, genau in die Mittelebene der Schweißfuge gebracht. Das Führungsorgan L verhindert Seitenbewegungen der Elektrode 106, die
sich sonst dadurch ergeben könnten, daß das vorstehende Elektrodenende beim Erhitzen unter Einwirkung des Elektrodenstroms
seine mechanische Festigkeit verliert.
Das Führungsorgan L kann an eine elektrische Stromquelle angeschlossen
werden, so daß der Schweißstrom an einer Stelle der Elektrode 106 zugeführt wird, die in geringem Abstand von
der Schweißfuge 11 liegt.
Der Schweißkopf D entspricht in seiner Ausbildung dem Schweißkopf E. allerdings mit der Ausnahme. daß hier Vorkehrungen getroffen
sind, um den Vorhaltewinkel der Elektrode derart zu verstellen, daß der Schweißkopf E für das Schweißen in beiden
Drehrichtungen herangezogen werden kann. Zu diesem Zweck ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Spule 121
vorgesehen, deren Anker 122 mit dem Ende des Hebels 112 ver-
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bunden ist (Fig. 1). Die Spule 121 ist an der Konsole 111 gehalten. Wenn die Spule erregt wird, so verstellt sie die
Elektrodenachse im Uhrzeigersinn, derart, daß der Vorhaltewinkel der Elektrode nun ein Schweißen im Uhrzeigersinn zuläßt.
Wird die Spule in entgegengesetzter Richtung erregt, so wird der Vorhaltewinkel so eingestellt, daß ein Schweißen
im Gegenuhrzeigersinn möglich ist.
Über den beiden Führungsrollen G und H ist jeweils ein Abdeckelement
130 angeordnet, welches verhindert, daß Schweißspritzer
auf die Umfangsflächen der Rollen gelangen können.
Die Mittelebene der Elektrodenspule 100 fällt im wesentlichen mit der Mittelebene der Führungsrollen G, H und J zusammen.
Das Elektrodenrohr 104 und die Elektrodenführung 1OJ? weisen einen kurvenförmigen Verlauf in dem gleichen Krümmungssinn
auf, wobei die Krümmungsebene mit der Mittelebene der Führungsrollen zusammenfällt. Die Elektrode wird daher mit
kleinstmöglicher Abbiegung von der Spule 100 dem Werkstück zugeführt, wobei sie auf dem Zuführungsweg in der Mittelebene
der Schweißfuge 11 verbleibt.
Zur zeitlichen Steuerung der Aufeinanderfolge der Schweißvorgänge
ist ein Zeitsteuerring 155 auf der Außenfläche des
Rohres A in geringem Abstand von der Schweißfuge 11 befestigt (Fig. 2). Dieser Zeiteteuerring 135 weist eine Anzahl an
Nocken 136 auf, die im Abstand voneinander über den Ring verteilt
angeordnet sind und mit Betätigungsarmen von zwei Endschaltern 138 zusammenwirken, welche an einer am Hebelteil
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~ ^ - 21041U
befestigten Konsole angeordnet sind. Die Nocken 136 sind so an dem Steuerring 135 angeordnet, daß die Betätigungsarme
der Schalter 138 beim Umlauf des Supports F um die Rohre A und B herum an vorbestimmten Stellen gegen die Nocken laufen,
wobei an diesen Anschlagstellen der nachstehend beschriebene Schweißvorgang in Gang gesetzt wird.
Zur Übertragung der von den Endschaltern 138 erhaltenen Signale auf die Steuerung der Schweißeinrichtung können unterschiedliche
Vorrichtungen Verwendung finden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck ein Schrittschalter
vorgesehen, der jeweils beim Anschlag an einen Nocken einen Vorschub um eine Vorschubstufe bewirkt, derart,
daß durch den Nockenanschlag der Vorschub ausgelöst und durchgeführt wird, bis der nächste Nocken 136 in Anschlag
an den Betätigungsarm des Endschalters 138 gelangt. Da diese Steuereinrichtung keinen Bestandteil der Erfindung bildet
und im wesentlichen von herkömmlicher Ausbildung ist, kann sich eine nähere Erläuterung erübrigen.
Die zur Verwendung kommende Elektrode 106 und die Mittel zur Abschirmung des Lichtbogens von der Atmosphäre bzw· die verwendeten
Flußmittel bilden keinen Teil der Erfindung und brauchen daher nicht ausführlich beschrieben ku werden. Eine
von der Anmelderin gefertigte Bohrelektrode läßt sich mit besonderem
Vorteil verwenden, da sich diese durch Einfachheit im Gebrauch und durch ihre Fähigkeit auszeichnet, einen Lichtbogen
mit tiefer Eindringwirkung zu erzielen.
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Im Betrieb wird zunächst die zur Ausrichtung der Rohre dienende , das Futterstück C aufweisende Vorrichtung in das Rohr
A so eingeführt, daß sie aus dem Ende dieses Rohres herausragt, wobei die Nut 16 gegenüber der Stirnfläche 12 des Rohres
A zentriert ist. Das Rohr B wird dann in Fluchtlage zu dem Rohr A gebracht, wobei die Stirnflächen 12 in dem gewünschten
Abstand zueinander eingestellt werden. Das der Ausrichtung der Rohre dienende Spannfutter wird dann so aufgeweitet,
daß der Spannfutterring O beiderseits der Schweißfuge 11 gegen die Innenflächen der Rohre A und B angepreßt
wird, wodurch die Achsen der Rohre A und B genau zueinander ausgerichtet werden. Anschließend wird die Schweißeinrichtung
angesetzt. Der Kniehebel K ist dabei im Gegenuhrzeigersinn voll zurückö5schwenkt, so daß die Rollen G und H in einem
Abstand voneinander liegen, der größer ist als der Durchmesser der Rohre A und B. Die Schweißeinrichtung kann nun auf
die Rohre A und B von oben abgesetzt werden, bis die Stützrollen 61 sich gegen die Oberflächen der Rohre A und B legen.
Anschließend wird der Support in axialer Richtung auf den Rohren A und B verschoben, bis die Führungsrollen G. H und J im
wesentlichen mit der Schweißfuge 11 fluchten. Der Handhebel K wird dann im Gogenuhrzeigersinn verschwenkt, wodurch die Arme
40 und 4-1 auseinandergespreizt und die Führungsrollen G und H gegen die Rohre A und B gedrückt werden. Gleichzeitig heben
sich die Hubschenkel 25 mit den Stützrollen 61 von der Oberfläche
der Rohre A und B ab, so daß nun auch die mittlere Führungsrolle J in die Schweißfuge 11 eingeführt wird. Bei
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Weiterdrehung des Hebels K gelangen dann auch die Führungsrollen G und H in die Schweißfuge 11. Sobald der Hebel K. im
Uhrzeigersinn voll verschwenkt ist, werden die drei Führungsrollen G-, H und J von der Feder 55 in feste Anpressung gegen
die Außenkanten 13 der Schweißfuge 11 gebracht. Die Führungsrolle
J befindet sich hier - bezogen auf das Ziffernblatt einer Uhr - in der 12-Uhr-Position, während die Elektrodenachsen
die Schweißfuge angenähert in der 3-Uhr-Position bzw. der 9-Uhr-Position schneiden.
Die sich nun anschließende Durchführung des Schweißvorgangs kann den jeweiligen Belangen entsprechend unterschiedlich
durchgeführt werden. Vorteilhaft ist jedoch die nachfolgende Verfahrensweise, bei der sich der Support in einer Ausgangsstellung
auf der Rohrleitung befindet, bei der die mittlere Führungsrolle die 12-Uhr-Position und die Schweißköpfe
E und D die 3-Uhr-Position bzw. die 9-Uhr-Position einnehmen. Der als Wagen ausgebildete Support wird dann zunächst gemäß
Fig. 1 durch Einschalten der Motoren 70 im Uhrzeigersinn gedreht.
Wenn dabei die Schweißelektrode 106 des Schweißkopfes E sich der 5-Uhr-Position nähert oder vorzugsweise geringfügig
hinter der 5-Uhr-Position ist, wird der Elektroden-Vorschubmechanismus 103 eingeschaltet, wodurch die Elektrode
106 gegen das Werkstück vorgeschoben wird. Gleichzeitig werden die Elektrodenführung 105 und die Hilfsführung L an den
elektrischen Strom angeschlossen. Wenn die Elektrode 106 auf das Werkstück trifft, bildet sich der Lichtbogen, so daß nun
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der Schweißvorgang beginnt und bei der Weiterdrehung des
Supports fortgesetzt wird, bis die Elektrode sich etwa in der 6-Uhr-Position befindet. An dieser Stelle werden die
Elektrode 106 des ßchweißkopfes E und ihr Vorschubmechanismus abgeschaltet, so daß der Schweißvorgang des Schweißkopfes
E unterbrochen wird. Gleichzeitig werden der Elektroden-Vorschubmechanismus 103 cLes Schweißkopfes D sowie
die Elektrodenführung und das Hilfsführungsorgan 109 elektrich
eingeschaltet, so daß nun die Elektrode 106 dieses Schweißkopfes in der 12-Uhr-Position gegen das Werkstück
vorgeschoben wird. Der Support dreht sich hierbei weiterhin im Uhrzeigersinn. Bei der Weiterdrehung im Uhrzeigersinn
wird somit von der Elektrode 106 des Schweißkopfes D
eine Schweißnaht von der 12-Uhr-Position bis zum Anfang der
ersten Schweißnaht in Nähe der 5-Uhr-Position bewirkt. Wenn
die Elektrode 106 den Anfang der ersten Schweißnaht erreicht, werden der Elektroden-Vorschubmechanismus und die Elektrode
abgeschaltet, so daß der Schweißkopf D stillgesetzt wird. Der Support dreht sich weiterhin im Uhrzeigersinn, wobei
sich die Elektrode 106 des Schweißkopfes E von der 11-Uhr-Position
zur 12-Uhr-Position, d.h. zum Anfang der zweiten Schweißnaht dreht. In diesem Augenblick wird die Drehrichtung
der Motoren 70 umgesteuert, so daß der Support sich nun im Gegenuhrzeigersinn dreht. Gleichzeitig wird die Magnetspule
121 des Schweißkopfes E erregt, so daß der Vorhaltewinkel der Elektrode 106 des Schweißkopfes E auf den Gegenlauf
des Supports verstellt wird. Zugleich werden der Elek-
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troden-Vorschubmechanismus 103 sowie die Führung 105 und
die Hilfsführung 109 des Schweißkopfes E an Strom gelegt,
so daß die Elektrode 106 dieses Schweißkopfes an einer Stelle , die mit dem Anfang der zweiten Schweißnaht zusammenfällt,
gegen das Werkstück vorgeschoben wird. Der Schweißvorgang setzt sich dann unter Drehung des Supports im Gegenuhrzeigersinn
fort, bis die Schweißnaht das Ende der ersten Schweißnaht erreicht, worauf der Elektrodenmotor und die Elektrode
elektrisch abgeschaltet werden. Anschließend wird der Support von den Motoren 70 im Gegenuhrzeigersinn weitergedreht, bis
er die Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 erreicht. Die volle Schweißwurzelnaht ist nun fertiggestellt. Der Handhebel K
wird im Gegenuhrzeigersinn verstellt, wodurch die Rollen G und H aus der Schweißfuge herausgehoben und die Stützrollen
61 in Anlage gegen die Oberfläche der nun verschweißten Rohre A und B gebracht werden, wodurch auch die Führungsrolle J
aus der Schweißfuge herausgeführt wird. Die gesamte Schweißeinrichtung kann dann zur nächstfolgenden Schweißstelle gebracht
werden. Das Schweißen der Füllagen läßt sich anschließend mit Hilfe einer anderen Schweißeinrichtung durchführen.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schweißeinrichtung sind zwei Schweißköpfe an dem Support angeordnet.
In manchen Fällen besteht aber auch die Möglichkeit, nur einen einzigen Schweißkopf zu verwenden, mit dem zunächst
eine Schweißnaht von der 12-Uhr-Position über die 3-Uhr-Posi-
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"^" 210A1U
tion zur 6-Uhr-Position und anschließend von der 12-Uhr-Position über die 9-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position bewirkt
wird« Die Verwendung von zwei Schweißköpfen ermöglicht selbstverständlich eine raschere Durchführung des ßchweißvorgangs,
da hier praktisch keine Zeitverluste zwischen dem Anfang der einen Schweißnaht und dem Beginn der nächstfolgenden
Schweißnaht entstehen. Bei der vorstehend beschriebenen Durchführung des Schweißvorgangs ergibt sich ein Zeitverlust
lediglich bei der Bewegung des ersten Schweißkopfes von der p-Uhr-Position zur 5-Uhr-Position und bei der Bewegung
des zweiten Schweißkopfes von der 11-Uhr-Position zur 12-Uhr-Position
sowie bei der Rücklaufbewegung der Schweißköpfe von der 6-Uhr-Position bzw. der 12-Uhr-Position zu der 9-Uhr-Position
bzw. der J-Uhr-Position. Die Verwendung von zwei Schweißköpfen an einem gemeinsamen Support führt überdies
zu einer Anordnung, bei der das Gewicht des einen Schweißkopfes durch das Gewicht des gegenüberliegenden Schweißkopfes
ausgeglichen wird.
Erfindungsgemäß läßt sich der Schweißvorgang aber auch so
durchführen, daß zunächst von der 5-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position.
, anschließend von der 12-Uhr-Position über die 9-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position und dann von der 12-Uhr-Position
über die ^-Uhr-Position zur 5-Uhr-Position geschweißt
wird. In diesem Fall wird die zur Elektrodenverstellung dienende Spule 121 nicht benötigt. Die Schweißnaht
von der 5-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position entspricht bei Be-
- 56 10 9 3 3 3/1334
114
trachtung von der entgegengesetzten Axialrichtung selbstverständlich
einer Schweißnaht von der 7-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position. Werden die Schweißköpfe in einem von dem 180°-Winkel
abweichenden Winkelabstand angeordnet, so besteht auch die Möglichkeit, den Schweißvorgang gleichzeitig von der 5-Uhr-Position
und der 12-Uhr-Position aus zu beginnen. Wenn die von der 5-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position führende Schweißnaht
nicht erforderlich ist, so kann das Verfahren auch so durchgeführt werden, daß zunächst von der 12-Uhr-Position
über die 5-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position geschweißt und
dann von den 9-Uhr-Positionen aus.
Mit der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführung des Schweißvorgangs läßt sich innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne
eine Schweißnaht angenähert von der 5-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position und dann entweder gleichzeitig mit oder
sogar vor Fertigstellung der ersten Schweißnaht eine zweite Schweißnaht bei der 12-Uhr-Position, d.h. im 180°-Winkelabstand
von der ersten Schweißnaht bewirken, so daß Schweißnähte innerhalb kürzester Zeit in größtmöglichem Umfangsabstand
bewirkt werden. Diese im Winkelabstand voneinander angeordneten Schweißnähte geben der Schweißverbindung eine solche
Momentenfestigkeit, daß eine Bewegung des freien Endes des Rohres B mit Sicherheit verhindert wird. Ein Aufreißen
der Schweißverbindungen, welches durch solche Rohrbewegungen ^/erursacht werden könnte, wenn die Schweißnaht von der 12-Uhr-Position
ausgehend zur 6-Uhr-Position geführt wird, kann daher
nicht eintreten. Bei einer solchen Verfahrensweise würde
" 37 " 2 1OA 114
sich, eine maximale Zeitspanne ergeben, bevor die Schweißnähte
einen Winkelabstand von 180° aufweisen.
Bei der Durchführung des Schweißvorgangs ist eine genaue Ausrichtung der Elektroden zur Mittelebene der Schweißfuge
jederzeit sichergestellt. Es besteht daher keine Notwendigkeit, mit einer oszillierenden Elektrode zu arbeiten, um ein
gleichmäßiges Aufschmelzen der beiden Steg- und Flächenteile 12 zu erreichen. Damit die Elektrode dem Verlauf der Schweißfuge
folgt, hat man einzelne Führungsro11en vorgesehen, wobei
aber in allen Fällen jeweils nur eine Führungsrolle in unmittelbarer Nähe des Lichtbogens angeordnet wurde. Bei dem
erfindungsgemäßen Support werden demgegenüber drei Führungsrollen verwendet, was die Mindestanzahl darstellt, um eine
Ebene zu definieren und diese Führungsrollen lassen sich in einem größeren Abstand von den Lichtbogen anordnen, wobei
dennoch eine äußerst genaue Führung der Elektroden gegenüber der Mittelebene der Schweißfuge erzielt wird. Diese exakte
Führung ist unbedingt erforderlich, um ein vollständiges Aufschmelzen
der beiden Stirnteile 12 über den gesamten Umfang und über ihre gesamte Breite zu erzielen und um sicherzustellen,
daß sich an der Innenseite der Rohre eine konvexe Schweißnaht bildet. Erfindungsgemaß läßt sich dies erreichen, ohne
daß die Elektrode eine oszillierende Bewegung auszuführen braucht oder daß der Schweißvorgang von der Rohrinnenseite
her vorgenommen wird. Eine oszillierende Bewegung der Elektrode führt zu kleinen linearen Geschwindigkeiten des Schweiß-
- ?8 109833/1384
~38" 21041 U
Vorgangs. Mit der Erfindung lassen sich lineare Schweißgeschwindigkeiten
in der Größenordnung von etwa 1,8 m/min bei der Herstellung der Schweißwurzellage erreichen. Durch Anordnung
der üihrungsrollen in der Mittelebene der Arme 20 'and 21 ergeben sich keine Probleme hinsichtlich einer Torsion
unter Einwirkung von außermittigen Kräften und es wird mit dieser Maßnahme das genaue Ausrichten begünstigt.
109833/1384
Claims (30)
1. ι Einrichtung zum elektrischen Lichtbogenschweißen von mit
ihren Enden unter Bildung einer Schweißfuge gegeneinander ausgerichteten Rohren, insbesondere von Metallrohren großen
Durchmessers, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen das Rohr (A, B) über einen Winkel von mehr als 180° umgreifenden,
um die Achse der Rohre drehbaren Support (F) od.dgl. aufweist, der in Nähe seiner Enden jeweils eine Führungsrolle
(G, H) sowie im dazwischenliegenden Bereich mindestens eine weitere Führungsrolle (J) trägt, die vorzugsweise
im wesentlichen im gleichen Abstand von den endseitigen Führungsrollen (G, H) angeordnet ist, wobei die
Achsen der endseitigen Führungsrollen, über den Support (F) gemessen, in einem Winkelabstand angeordnet sind, der
größer ist als 180°, und wobei ferner sämtliche genannten
Führungsrollen (G. H. J) in einer gemeinsamen Ebene liegen und um parallele Achsen drehbar an dem Support angeordnet
sind, und daß zum Aufbringen des Supports (F) auf die Rohre (A, B) von der Rohrseite her zumindest die eine
der beiden endseitigen Führungsrollen (G, H) von ihrer Abstützstellung von dem Rohr fortbewegbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die endseitiiTen Führungsrollen (G. H). gemessen über der.
Support (F) . in einem Winkelabstand voneinander angeordnet sind, der zwischen 200° und 300° liegt.
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3. Einrichtung nach Anspruch 1 öder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umfangsflachen der Führungsrollen (G, H, J) den abgeschrägten, die Flanken der Schweißfuge (11) bildenden
Rohrenden angepaßt sind, derart, daß die Rollen sieh mit ihren Umfangsflachen gegen die Flanken (10) oder
ihre äußeren Kanten (13) legen und durch Abstützung an diesen Flächen den Support (F) beim Umlauf um das Rohr
führen.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Umfangsflachen der Rollen (G, H, J) zwischen konvexen Abstützflächen (30, 32) eine konkave Einziehung (31) aufweisen.
5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Support (F) mindestens ein Schweißkopf (D, E) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
an dem Support (F) zwei Schweißköpfe (D, E) in festem gegenseitigem Abstand angeordnet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Schweißköpfe (D, E) ein Elektroden-Führungsrohr
(105) aufweißt bzw. aufweisen.
8. Einrichtung nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß
die Achse des Elektroden-Durchgangs des Elektroden-Führungsrohres (105) od.dgl. in einem Abstand von der Mittel-
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2 104 1H
ebene der Führungsrollen (G, H, J) angeordnet ist, der gleich einem vorgesehenen Abstand der Rollen von der
zwischen den Rohrenden liegenden Mittelebene ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7) dadurch gekennzeichnet, daß
die Achse des Elektroden-Durchgangs des Elektroden-Führungsrohrs
(105) in der Mittelebene der FührungsroIlen
(G, H, J) liegt.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die im ^ vorbestimmten axialen Abstand von der Schweißfuge (11) eine
hierzu parallele Nut od.dgl. bildet, und daß mindestens ein Schweißkopf (D, E) an dem Support (F) angeordnet ist,
der ein Elektroden-lührungsrohr (105) od.dgl. mit einem
Durchgangskanal aufweist, dessen zum Rohr (A, B) hin gerichtete Achse in einem Abstand von der Mittelebene der
Führungsrollen (G, H, J) liegt, der gleich dem Abstand der Mittelebene dieser Führungsnut von der Mittelebene
der Schweißfuge (11) ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Elektroden-Führungsrohr (105) in der Ebene der Führungsrollen (G, H, J) winkelbeweglich ist, wobei
vorzugsweise eine Vorrichtung zur automatischen Winkelverstellung des Elektroden-Führungsrohrs über einen vorbestimmten
Winkel vorgesehen ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge-
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42 " 21041 H
kennzeichnet, daß der Support (F) aus zwei Hebelteilen
(20. 21) besteht, die über ein Gelenk (22) verbunden sind, wobei jedes Hebelteil in Mähe seines Endes eine Führungsrolle
(G, H) trägt.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die nach Art einer Schere miteinander verbundenen Hebelteile (20, 21) bogenförmig gekrümmt sind und daß an den
längeren Schenkeln (24) der Hebelteile die endseitigen
Führungsrollen (G. H) angeordnet sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Gelenkachse (22) der beiden Hebelteile
(20 21) die zwischen den endseitigen Führungsrollen (G.
H) befindliche Führungsrolle (J) sitzt.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14. dadurch
gekennzeichnet, daß an den freien Enden der kürzeren Schenkel (25) der Hebelteile (20, 21) Stützrollen (61;
sitzen die um senkrecht zur Rohrachse ver lauf end (-. Achsen
drehbar sind.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurc.
gekennzeichnet, daß den Hebelteilen (20, 21) eine die Führungsrollen
(G, H, J) gegen die Rohroberfläche andrückende Spannvorrichtung (41 bis 55) zugeordnet ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16. dadurch gekennzeichnet, daß mit den Hebelteilen (20, 21) eine
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2Ί041Η
Spreizvorrichtung (K) verbunden ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet- daß die endseitigen Führungsrollen (G. H)
und die mittlere Rolle (J) in einem gegenseitigen Winkelabstand von 120° an dem Support (F) angeordnet sind.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18. dadurch gekennzeichnet, daß den Führungsrollen (G, H) ein Rollenantrieb
(70) zugeordnet ist.
20. Schweißkopf, insbesondere für eine Einrichtung gemäß einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß er ein die Elektrode (106) zur Schweißfuge
(11) hinführendes Elektroden-Führungsrohr (105) od.dgl. sowie ein zwischen dem Austrittsende dieses Führungsrohrs
und dem Werkstück (A, B) angeordnetes Elektroden-Führungsorgan
(L) aufweist, welches mit einer Aussparung (115) versehen ist, die mit der Elektrodenachse im wesentlichen
fluchtet.
21. Schweißkopf nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (115) aus einer etwa V-förmigen Nut besteht,
22. Schweißkopf nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsorgan (L) gegenüber dem Elektroden-Führungörohr
(105) elektrisch isoliert ist.
23. Support zur Halterung mindestens eines Schweißkopfes für das elektrische Lichtbogenschweißen von zwei axial fluch-
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tenden Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei
gekrümmten Hebelteilen (20, 21) besteht, die an einer zwischen ihren Enden liegenden Stelle unter Bildung eines
längeren Schweißschenkels (24) und eines demgegenüber kürzeren Hubschenkels (25) gelenkig verbunden sind, wobei die
Hubschenkel (25) der beiden Hebelteile (20, 21) sich von dem Gelenk (22) nach entgegengesetzten Seiten erstrecken
und mit Stützrollen (61) versehen sind, deren Drehachsen
senkrecht zur Rohrachse und im wesentlichen tangential zur
Rohroberfläche verlaufen, und wobei femer die Schweißschenkel (24) Führungsrollen (Gv H) tragen, die, gemessen
über das Gelenk (22), in einem Vinkelabstand von 200 bis 300° zueinander angeordnet sind, und daß ferner zrumindest
an einem der beiden Hebelteile (20, 21) mindestens eine
weitere Führungsrolle (J) vorgesehen ist, die zwischen den beiden erstgenannten Führungsrollen (G, H) an dem
Hebelteil angeordnet ist, wobei sämtliche Führungsrollen (G. H, J) in einer gemeinsamen Ebene liegen und sich um
parallele Achsen drehen, und daß weiterhin eine Vorrichtung (K) zum Verschwenken der Hebelteile (20, 21) in einer
Richtung vorgesehen ist, derart, daß die endseitig an den Hebelteilen angeordneten Führungsrollen (G, H) von
dem Rohr (A, B) abhebbar und zugleich die Stützrollen (61) der Hubschenkel (25) unter Abheben der mittleren Führungsrolle
(J) von der Rohroberfläche gegen diese anlegbar bzw. die genannten Führungsrollen unter Abheben der Stützrollen
gegen die Rohroberfläche andrückbar sind.
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210A1U
24. Verfahren zum endseitigen Verschweißen von Rohren großen
Durchmessers, insbesondere unter Verwendung einer Schweißeinrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
22, wobei die Rohre zunächst unter Bildung einer Schweißfuge axial gegeneinander ausgerichtet werden, gekennzeichnet
durch folgende Merkmale:
a) die Schweißköpfe (D, E), die in Umfangsrichtung des Rohres im unveränderlichen Winkelabstand angeordnet
sind, werden zunächst in ihre Schweißposition gegenüber den Rohren (A, B) gebracht;
b) die beiden Schweißköpfe (D, E) werden in Umfangsrichtung so bewegt, daß der erste Schweißkopf (E),
bezogen auf das Ziffernblatt einer Uhr, eine Schweißnaht angenähert von der 5-Uhr-Position zur 6-Uhr-Position
hin herstellt;
c) die Schweißköpfe werden in Umfangsrichtung so bewegt,
daß der zweite Schweißkopf (D) eine Schweißnaht von der 12-Uhr-Position bis zum Anfang der
ersten Schweißnaht herstellt;
d) unter Drehung der beiden Schweißköpfe wird mittels des ersten Schweißkopfes (E) eine Schweißnaht von
der 12-Uhr-Position bis zum anderen Ende der ersten Schweißnaht hergestellt.
25· Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
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der unter c) genannte Schweißvorgang nach Durchführung
des Schweißvorgangs b) beginnt.
26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Schweißvorgängen b) und c) die Schweißköpfe (D, E)
in derselben Umfangsrichtung bewegt werden.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ende des ersten Schweiß Vorgangs und dem Beginn
des dritten Schweißvorgangs der Winkel des Elektroden-Führungsorgans (105) des ersten Schweißkopfes (E)
gegenüber der Rohroberfläche geändert wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Winkelabstand der Schweißköpfe (D, E) von unter
180 die Schweißvorgänge b) und c) im wesentlichen gleichzeitig beginnen.
29. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißvorgänge b) und c) in entgegengesetzte!1 TJmfangsrichtung
durchgeführt werden.
30. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fortfall des Schweißvorgangs b) die Schweißvorgänge
c) und d) so durchgeführt werden, daß die Schweißnaht von der 12-Uhr-Position aus in entgegengesetzten Richtungen
zur 6-Uhr-Position hergestellt wird.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB (1) | GB1333497A (de) |
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CN115366006A (zh) * | 2021-05-21 | 2022-11-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 自动调节液压机械流体喷嘴装置 |
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- 1971-01-26 CA CA103676A patent/CA927485A/en not_active Expired
- 1971-01-29 DE DE19712104114 patent/DE2104114C3/de not_active Expired
- 1971-02-01 FR FR7103311A patent/FR2078031A5/fr not_active Expired
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CN115366006B (zh) * | 2021-05-21 | 2024-03-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 自动调节液压机械流体喷嘴装置 |
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