DE2139223B2 - Vorrichtung zum Verbinden zweier Werkstücke mittels elektrischer Widerstands-Abbrennstumpfschweissung - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden zweier Werkstückteile, insbesondere zweier Rohre mittels elektrischer Widerstand-Abbrennstumpfschweißung, die einen Schweißtransformator, zwei in einem Abstand voneinander und von der zu verschweißenden Stirnkante an einem der beiden Werkstückteile angreifende, zum Zusammendrücken dieses Werkstückteils dienende Spannvorrichtungen, eine an dem anderen der beiden Werkstückteile angreifende Spannvorrichtung und ein Schweißmaschinenglied enthält, das zur kraftschlüssigen Verbindung aller drei Spannvorrichtungen dient.

Eine solche Vorrichtung ist in der älteren, gegenüber der vorliegenden Anmeldung nicht zum Stand der Technik zählenden Patentanmeldung gemäß DT-OS 2 115 145 der Anmelder vorausgesetzt, welche sich auf ein Verfahren zum Verbinden zweier Werkstückteile mittels elektrischer Widerstands-Abbrennstumpfschweißung bezieht, bei dem die während des Abbrennens und des Stauchens für das Zusammenpressen der beiden zu verschweißenden Werkstückteile erforderlichen Kräfte aus einem Vorrat aus elastischer Energie aufgebracht werden, die in einem der beiden Werkstückteile und in Schweißmaschinenteilen, die vor dem Zusammenpressen vorgespannt werden, gespeichert ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die weitere Ausbildung einer zur Durchführung des genannten Verfahrens dienenden Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art. Diese Ausbildung besteht darin, daß 6c erfindungsgemäß das Schweißmaschinenglied eine aus zwei Wellenabschnitten bestehende Welle ist, die an ihrem einen Ende mit der von der zu verschweißenden Stirnkante weiter entfernt angeordneten der beiden Spannvorrichtungen und an ihrem anderen Ende mit der an dem anderen Werkstückteil angreifenden Spannvorrichtung und mit dem Kolben eines Kraftzylinders, dessen Gehäuse an der anderen der beiden

Spannvorrichtungen starr befestigt ist, fest verbunden

Eine solche Ausbildung einer Vorrichtung zum Verbinden zweier Werkstücke, insbesondere zweier Rohre mittels elektrischer Widerstands-Abbrennstumpfschweißung beseitigt die den im Stand der Technik bekannten Maschinen mit nur zwei Einspannvorrichtungen anhaftenden Nachteile, insbesondere also die Unmöglichkeit, ohne großen Aufwand hohe Stauchgeschwindigkeiten während des Abbrennens und St mchens zu verwirklichen.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Beschreibung des in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es handelt sich dabei um den schematischen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum elektrischen Widerstandsschweißen von Rohren.

Die Vorrichtung wird in bezug auf die zu schweißenden Rohre 1 und Γ so angeordnet, daß die Spannvorrichtungen A, Bund Cim Innern der zu schweißenden Rohre liegen. Der Schweißtransformator 2 mit den stromzuführenden Kontakten 3 umfaßt beide Rohre von außen.

Die Spannvorrichtungen A. Bund Csind durch eine gemeinsame Welle, die aus zwei mittels eines Isolators 6 verbundenen Wellenabschnitten 4 und 5 besteht, verbunden. Lie Randspannvorrichtungen A und Γ sind von gleicher Bauart: eine jede besteht aus folgenden Teilen: zylindrischem Gehäuse 7, das starr mit den zugehörigen Wellenabschnitten 4 bzw. 5 verbunden ist, kegelförmigem Kolben 8. Zentnergliedern 9, die gegen den Kolben 8 abgestützt und radial angeordnet sind, und Rückzugfedern 10, welche an den Zentrierglieder im Sinne deren Einziehens angreifen.

Die Spannvorrichtung B besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 11, das in bezug auf den Wellenabschnitt 5 verschiebbar und starr mit dem Gehäuse eines Hydraulikzylinders 12 verbunden ist, einem kegelförmigen Kolben 13, den Zentriergliedern 14, dem starr mit dem Wellenabschnitt 5 verbundenen Kolben 15 und den Rückzugfedern 16.

In den Hohlraum 20 des Hydraulikzylinders 12 führt eine nicht dargestellte Leitung und in den Hohlraum 19 führen zwei nicht dargestellte Leitungen, von denen eine zur Druckzufuhr dient und mit größerer Wandstärke, aber kleinem lichtem Querschnitt ausgeführt ist, während die andere zum Druckölrücklauf dient und mit größerem lichte:.! Juerschnitt, aber geringer Wandstärke ausgefüh· ·. :;.· An der Mündung dieser Rücklaufleitung in den ι --raum 19 ist ein Ventil vorgesehen, das die Druvk ·■:..; .· iiung in die Rücklaufleitung verhindert, wenn der Hohlraum 19 unter Druck gesetzt wird.

Die beschriebene Vorrichtung zum Widerstands-Stumpfschweißen wird folgendermaßen eingesetzt:

Die Spannvorrichtungen B und C werden in einem der zu schweißenden Rohre 1 positioniert und dem Hohlraum 17 der Spannvorrichtung B und dem Hohlraum 18 der Spannvorrichtung C wird Drucköl zugeführt. Da das Gehäuse 7 der Spannvorrichtung C starr mit dem Wellenabschnitt 5 verbunden ist, beginnt der kegelförmige Kolben sich nach links zu verschieben. Bei seiner Bewegung betätigt er die Zentrierglieder 9 und spreizt sie auseinander. In gleicher Weise wird durch das dem Hohlraum 17 der Spannvorrichtung B zugeführte Drucköl der Kolben 13 nach links verschoben. Dieser betätigt dabei durch seine kegelförmige Oberfläche die Zentrierglieder 14, wobei das Spannen

des zu schweißenden Endes des Rohres 1 erfolgi.

Im Augenblick des Einspannens des Rohres 1 durch «lie Spannvorrichtung B steht ihr Gehäuse 11 still, da das links und rechts vom Kolben 15 des Zylinders 12 jtehende Öl eingesperrt ist.

Nach dem Einspannen des Rohres 1 durch die Spannvorrichtungen B und C wird dem Hohlraum 19 des Hydraulikzylinders 12 Drucköl zugelührt, während sein Hohlraum 20 entlüftet ist. Dadurch wird das Rohr I ,in Abschnitt zwischen den Zentriergliedern 9 und 14 der Spannvorrichtungen Bund Cim Rereich der elastitchen Verformung zusammengedrückt, während der Wellenabschnitt 5 aber auf Zug beansprucht und somit gestreckt wird. Die Länge des Wellenabschnitts 5 wird io gewählt, daß seine Dehnung zusammen mit der RohrverKürzung im elastischen Bereich die Verschiebelönge der Rohrstöße beim Schweißvorgang übertrifft. Dabei muß die Differenz zwischen der Verschiebung der Rohrstöße beim Schweißvorgang und der Summe aus der Längung der Wellenhälfte 5 und der Verkürzung des Rohres 1 einen Vorrat an elastischer Energie sichern, der zur Erzeugung der Stauchsollkraft am Ende der Schweißung erforderlich ist.

Danach wird das Rohr Γ auf die Spannvorrichtung A aufgesetzt und bis zur vollständigen Berührung mit dem Rohr 1 aufgeschoben. Sodann wird es durch die Zentrierglieder 9 der Spannvorrichtung A eingespannt. Der Betrieb der Spannvorrichtung A entspricht dem der Spannvorrichtung C Da alle drei Sprnnvorrichtungen A, B und C koaxial auf der aus den Abschnitten 4 und 5 bestehenden Welle montiert sind, werden die Rohre 1 und Γ zentriert und berühren sich auf Stoß.

Danach wird den Rohren 1 und Γ mittels der Stromzuleitungen 3 des Schweißtransformators 2 elektrischer Strom zugeführt.

Darauf wird zur Auslösung der Soilverschiebung der Rohrstöße beim Schweißvorgang öl aus dem Hohlraum 19 in den Behälter abgeleitet wobei in den Hohlraum 20 Öl aus dem Behälter nachgesaugt wird. Dabei erfolgt die Verschiebung der Stöße der Rohre 1 und Γ durch die aufgespeicherte elastische Energie in dem Wellenabschnitt 5 und im Rohr 1, aufeinander zu.

Da beim Schweißvorgang nur ein ölabfluß aus dem Hohlraum 19 in den Behälter bei der Verschiebung der Rohrstöße der Rohre 1 und Γ gegeneinander erfolgt, ist der Druck in der Abflußleitung sehr gering. Dadurch kann der lichte Querschnitt der Abflußleitung ohne Vergrößerung der Ro'.irleitungswanddicke groß gewählt und somit eine hohe Stauchgeschwindigkeit ermöglicht werden. Die Druckzufuhr in die Hohlräume 19 und 20 erfolgt durch die erwähnten, klein bemessenen Rohrleitungen.

Nach der Schweißung wird das öl aus den Hohlräumen 17, 18 und 21 der Abflußleitung zugeführt, in die Hohlräume 22, 23 und 24 wird aber öl gedruckt. Dadurch rücken die kegelförmigen Kolben 8 und 13 in ihre ursprüngliche Stellung zurück; die Zentrierglieder 9 und 14 aber werden durch die Rückzugfedern 10 und 16 in ihre Ausgangsstellung zurückgeholt, wobei die geschweißten Rohre von der Einspannung gelöst werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Verbinden zweier Werkstückteile, insbesondere zweier Rohre mittels elektrischer Widerstands-Abbrennstumpfschweißung. die einen Schweißtransformaior, zwei in einem Abstand voneinander und von der zu verschweißenden Stirnkante an einem der beiden Werkstückteile angreifende, zum Zusammendrücken dieses Werkstückteils dienende Spannvorrichtungen, eine an dem anderen der beiden Werkstückteile angreifende Spannvorrichtung und ein Schweißmaschinenglied enthält, das zur kraftschlüssigen Verbindung aller drei Spannvorrichtungen dient, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißmaschinenglied eine aus zwei Wellenabschnitten (4, 5) bestehende Welle ist, die an ihrem einen Ende mit der von der zu verschweißenden Stirnkante weiter entfernt angeordneten (C) der beiden Spannvorrichtungen (B. Q und an ihrem anderen Ende mit der an dem anderen Werkstückteil (1') angreifenden Spannvorrichtung (A) und mit dem Kolben (15) eines Kraftzylinders (12), dessen Gehäuse an der anderen (B) der beiden Spannvorrichtungen starr befestigt ist, fest verbunden ist.