DE2166743B2

DE2166743B2 - Vorrichtung zur automatischen Schweißung von Rohrverbindungen für Stahlrohrpfeiler

Info

Publication number: DE2166743B2
Application number: DE2166743A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Sennan Ishii; Seiya Kawachinagano Sasaki; Hiromi Minoo Osaka Shiraishi; Tohachiro Nagateyama Chiba Tanaka
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Sumikin Piping and Construction Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Sumikin Piping and Construction Co Ltd
Priority date: 1970-12-29
Filing date: 1971-12-29
Publication date: 1980-02-28
Also published as: GB1366338A; US3800116A; DE2165392A1; DE2166743A1; DE2166743C3; CA930029A; DE2165392B2; FR2121071A5; IT974559B

Description

Wenn ein Stahlrohr als ein Fundamentrohr für eine τ, Anlage in die Erde gerammt wird, so wird die Länge des Stahlrohrs dadurch beschränkt und bregrenzt, daß die Höhe der das Rohr eintreibenden Maschine begrenzt ist. Wenn deshalb die Eintriebslänge des Pfeilers so groß ist, daß ein F'undamentpfeiler erforderlich ist, der länger bo als das Stahlrohr ist, so muß das Stahlrohr um eine beliebige Tiefe eingetrieben werden, worauf es sodann entlang dem Stoß verschweißt werden muß und mit einer Rohrrammaschine weiter eingetrieben werden muß. Bei den üblichen Bauarbeiten werden die Rohre gewöhnlich meistens in senkrechter Richtung eingetrieben. Kürzlich ist jedoch ein Arbeitsverfahren vorgeschlagen worden, bei dem die Pfeiler unter einem Winkel eingetrieben werden, was viel zu hoffen läßt für insbesondere Kaianlagen, Pfeilerarbeiten bei der Fundamentverstärkung für Hochstraßen und für Fundamentpfeilerarbeiten für Brücken mit mehreren Stützen.

Als herkömmliches Rohrverbindungsverfahren zum Verbinden der oben erwähnten Stahlrohrpfeiler wurde ein Handschweißverfahren angewandt, bei dem ein Schweißer über die gesamte Umfangsfläche eine Stumpfschweißung entlang der Fuge ausführt, wobei bei diesem Verfahren lediglich der Schweißdraht automatisch zu dem Schweißteil zugeführt wird und der Schweißelektrodenkopf von Hand allmählich gegen die Fuge bewegt wird, oder es wurde ein Verfahren angewandt, bei dem eine Führungskette in der Nähe einer Fuge um das Rohr herumgelegt wird, wobei die Fuge zwischen einem unteren Pfeiler und einem oberen Pfeiler ausgebildet ist, der auf dem unteren Pfeiler auf derselben Achse angeordnet ist, und eine Schweißmaschine wird gehalten, indem sie die Führungskette als eine Führung verwendet, und sie wird von Hand oder automatisch entlang der Kette geführt, um die Umfangsfläche zu verschweißen.

Jedoch selbst wenn man die oben erwähnte Kette verwendet, so verändert sich bei der Schweißung allmählich die Lage der Trägerkette bei fortschreitender Schweißung, und es ändert sich die relative Lage der Elektrode und der Fuge, weshalb es notwendig ist, später die Arbeit durch Handschweißung auszubessern. Weiterhin treten, wenn man eine solche Schweißschablone, wie eine Kette, immer in derselben horizontalen Ebene befestigen und die Schweißmaschine in der horizontalen Ebene befestigen und die Schweißmaschine in der horizontalen Ebene führen will, verschiedene Fehler auf, wie etwa, daß die Lage der Schablone immer festliegen muß, daß die Verarbeitbarkeit schlecht ist, daß bei der Befestigung, dem Entfernen und der Vorbereitung der Vorrichtung viele Schwierigkeiten auftreten, so ist es notwendig, wenn das Stahlrohr im Falle der Befestigung einer Führungskette verbunden wird, die feste Lage zu markieren, wodurch der Zeitverlust sehr groß und der Wirkungsgrad sehr gering ist, während weitere Schwierigkeiten darin bestehen, daß von dem Schweißer bei der Handschweißung ein hoher Geschicklichkeitsgrad erforderlich ist, daß der Schweißer aufgrund seiner Arbeitsstellung sehr schnell ermüdet, daß die Schweißraupe unregelmäßig ist und durchbrennt und daß meistens bei der Handschweißung der maximale Strom unter 150 Ampere gehalten wird (weshalb sich die Verarbeitbarkeit extrem verringert). Nebenbei ist gerade vor der vorliegenden Anmeldung teilweise eine herkömmliche Arbeitstechnik eingeführt, bei der verhältnismäßig kurze Stahlrohrpfeiler horizontal gelegt werden, mit einer Kette oder einem Seil umwickelt werden und auf dem Umfang dadurch miteinander verschweißt werden, daß sie gedreht werden oder daß eine Schweißmaschine entlang dem Seil in Längsrichtung geführt wird, und daß der erhaltene lange Stahlrohrpfeiler aufgerichtet und eingetrieben wird. Die vorliegende Erfindung beschreibt jedoch zum ersten Mal eine Arbeitstechnik, bei der Stahlrohrpfeiler mit großem Durchmesser aufeinanderfolgend während des Eintreibens der Pfeiler miteinander verschweißt und verbunden werden, und bei der diese Verschweißung und Verbindung in manchen Fällen sogar an Pfeilern ausgeführt werden, die im geneigten Zustand eingetrieben werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung soll eine automatische Schweißvorrichtung zur* Durchführung eines

Verfahrens zum Verbinden von Rohren für Stahlrohrpfeiler angegeben werden, bei der die oben erwähnten Nachteile ausgeschaltet sind, und es soll insbesondere eine Vorrichtung angegeben werden, um automatisch Rohrverbindungen an Stahlrohrpfeilern zu verschweißen, wobei die Schweißvorrichtung leicht in derselben horizontalen Ebene angebracht und die Schweißung automatisch ausgeführt werden kann, so daß der Schweißer keine besondere Geschicklichkeit besitzen muß und es möglich ist, mit hohen Schweißströmen zu schweißen, ohne daß unregelmäßige Schweißungen und ein Durchbrennen auftreten.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer automatischen Schweißvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 1 a eine vergrößerte Teilansicht der F i g. 1,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die in F i g. 1 gezeigte Anordnung,

F i g. 3 eine Vorderansicht der in F i g. 1 gezeigten Anordnung,

F i g. 4 die gleiche Ansicht wie in F i g. 1 einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig.5 und 6 vergrößerte Teilansichten des Rollenteils und des Trägers in F i g. 4,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Trägers,

F i g. 8 und 9 Seitenansichten des Trägers,

Fig. 10 eine Ansicht, in der eine Ausführungsform einer automatischen Schweißmaschine dargestellt ist, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwandt werden kann,

F i g. 11 eine vergrößerte Teildraufsicht auf die in Fig. 10 gezeigte Anordnung.

Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll anhand der F i g. 1 bis 3 erläutert werden. Mit dieser Anordnung sollen die Fehler der herkömmlichen Verfahren ausgeschaltet werden und es soll eine automatische Schweißvorrichtung vorgesehen werden, die einen zu öffnenden und zu verschließenden, in zwei Teile unterteilten Schweißträger aufweist, der eine Führungsschiene für den Körper einer Schweißmaschine aufweist, so daß die Vorrichtung einfach gehandhabt und sogar von einem ungeübten Arbeiter leicht betätigt werden kann. Das heißt ein Träger 2, der eine Schweißmaschine 1 trägt, die sich aus einem später zu beschreibenden Transformator, einer Stromregelungsund Schaltvorrichtung, einer Drahtspule, einer automatischen Drahtzuführungsvorrichtung, einem Elektrodenkopf, einer selbstlaufenden Vorrichtung und einer Schalttafel zusammensetzt, besteht aus einem in zwei Teile unterteilten zylindrischen Band, dessen Umfang ein wenig kleiner als der äußere Umfang eines Stahlrohrpfeilers 20 ist, dessen oberer Kantenteil in an sich bekannter Weise nach außen vorsteht, so daß er die Form einer Schiene 3 aufweist, oder es ist an dem oben erwähnten zylindrischen Band ein Winkelglied in Form eines Ringes ausgebildet, das als Schiene 3 dient, wobei ein Abschnitt der beiden Teile frei geöffnet und geschlossen werden kann und der andere Abschnitt mit einer beliebigen Zahl von geeigneten Befestigungsvorrichtungen, wie etwa die Koppelschlösser bzw. Schnallen 5, versehen ist. Die oben erwähnte Schweißmaschine 1 besitzt eine Drahtzuführspule 7 und eine Steuertafel 8 in der Mitte eines Trägerrahmens 6, der an jedem Seitenteil unter einem beliebigen Winkel gebogen ist, und an dem Rahmen ist weiterhin auf einer Seite an dem oberen Ende eine mit einem V-förmigen Einschnitt versehene Rolle 10, die in Drehverbindung mit einem Antriebsmotor 9 steht, und auf der anderen Seite eine freilaufende Rolle 11 vorgesehen, und an dem mittleren Endteil ist eine Drahtzuführungsvorrichtung 13 angebracht, die in senkrechter Richtung einstellbar und mit einer Höheneinstellvorrichtung 12, einem Elektrodenhalter 14 und einer Einstellvorrichtung 15 für den Halteranpassungswinkel versehen ist, die im wesentlichen zusammenhängend ausgebildet sind.

Bei der oben beschriebenen Schweißvorrichtung wird bei einer Stumpfschweißung eines oberen Pfeilers 20 und eines unteren Pfeilers 20' zuerst eine Klaue 18-2 einer Magnetlehre 18 an einen Verbindungsteil oder eine Fuge gehängt, und ein Magnet 18-1 zieht den unteren Endteil des oberen Pfeilers an. Diese Magnetlehre 18 dient dazu, den Schweißträger 2 in einer festen Beziehung in bezug auf die Fuge zu befestigen. Es kann eine beliebige, geeignete Zahl solcher Magnetlehren 18 entsprechend der Größe des Durchmessers des Pfeilers verwandt werden. Sodann wird der Träger 2 geöffnet, an dem unteren Teil des oberen Pfeilers befestigt, indem der Magnet 18-1 der oben erläuterten Magnetlehre als ein Fußaufsatz benutzt wird, und sodann wird er an dem Stahlrohrpfeiler 20 mit Hilfe der Befestigungsvorrichtungen 5 befestigt, nachdem sichergestellt worden ist, daß das untere Ende des Trägers 2 gleichförmig in

jo Berührung mit jeder Magnetlehre steht. Sodann wird die Magnetlehre 18 entfernt, es werden Laufrollen 10 und 11 an der Schiene 3 des Trägers 2 angebracht, und die Schweißvorrichtung wird zusammengebaut. Sodann wird der Anpassungswinkel des Elektrodenhalters 14 mit den Einstellvorrichtungen 12 und 15 so eingestellt, daß der Elektrodendraht 17, der durch den Halter 14 gehalten wird, auf der Schweißlinie oder der Fuge 19 liegt, womit die Vorbereitungen abgeschlossen sind. Wenn sodann der Antriebsmotor 9 und die Drahtzufüllvorrichtung 13 mit Hilfe der Steuertafel 8 betätigt werden, so bewegt sich die Schweißvorrichtung 1 automatisch mit einer festen Geschwindigkeit entlang der Schiene 3, und die Schweißung läuft automatisch ab. Die Breite (in axialer Richtung des Rohres) des Trägers 2 ist so bemessen, daß der Reibungskoeffizient zwischen dem Stahlrohrpfeiler 20 und dem Träger 2 so groß ist, daß verhindert wird, daß der Träger unter dem Gewicht der Schweißvorrichtung 1 oder dergleichen während der Schweißung abwärts rutscht. Um den Reibungskoeffizienten zu vergrößern, wird zweckmäßigerweise ein elastischer Körper auf der Innenfläche des Trägers 2, d. h. zwischen dem Pfeiler und dem Träger 2, eingesetzt. Nach Beendigung der Schweißung wird die Schweißvorrichtung von der Schiene 3 abgehoben, sodann

5^r, werden die Befestigungsvorrichtungen 5 des Trägers 2 gelöst, und der Träger wird geöffnet und von dem oberen Pfeiler abgenommen.

Wie oben ausgeführt wurde, kann bei dieser Ausführungsform bei einem Stahlrohrpfeilereintreib-

bo Vorgang, da ein zu öffnender und zu verschließender Träger verwandt wird, der an der oberen Umfangskante eine Schiene aufweist, und da die Schweißvorrichtung frei laufen kann, wenn sie an der oben erwähnten Schiene hängt, die Vorrichtung einfach und schnell

b5 angebracht und wieder abgenommen werden. Da sich der Träger nicht verschiebt, kann eine gleichförmige Schweißraupe erhalten werden, so daß die mechanische Festigkeit des Verbindungsteiles höher als bisher ist,

und die Anordnung einfacher ausgeführt werden kann, wodurch ein höherer Wirkungsgrad erreicht wird.

In den Fig.4 bis 6 ist eine Ausführungsform einer automatischen Schweißvorrichtung für geneigte Pfeiler dargestellt. Auch in diesem Falle ist im Grunde der Gedanke der oben erwähnten ersten Ausführungsform verwirklicht. Das hießt, grundsätzlich besteht der zylindrische Träger 2, an dem die Schweißvorrichtung 1 hängt, aus einem in zwei Teile unterteilten bandförmigen Zylinder, der an seiner oberen Kante mit einer Führungsschiene 3 versehen ist. Ein Abschnitt des Zylinders kann mit Hilfe eines Gelenkes 4 frei geöffnet und geschlossen werden und an dem anderen Abschnitt ist eine beliebige Zahl von geeigneten Befestigungsvorrichtungen, wie etwa den Koppelschlössern bzw. Schnallen 5, angebracht. In diesem Falle wird der Pfeiler, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, diagonal bzw. schräg eingetrieben und die Schweißvorrichtung muß gleichfalls schräg auf- und ablaufen. Deshalb wird der obere Kantenwinkel der Führungsschiene 3 zur Verhinderung der Gefahr einer Entgleisung und um einen ruhigen Lauf zu erhalten, vorzugsweise 45 bis 75° ausgebildet und unter sowohl der Antriebsrolle 10 als auch der freilaufenden Rolle 11 ist eine Spannrolle 21 vorgesehen, so daß die Schweißvorrichtung 1 sicher und stoßfrei von jeweils Paaren von oberen und unteren Rollen gehalten wird. Das heißt die Spannrolle 21 wird mit Hilfe einer Mutter 25 von außen an dem Grundrahmen 6 dadurch befestigt, daß lose eine Welle 24 durch einen Schlitz 23 in der Längsrichtung geführt wird, der vorher in der abgebogenen Fläche 22 des Grundrahmens ausgebildet worden ist.

Für die Ausführung des Schweißvorganges kann die Welle 24 in dem Schlitz 23 nach aufwärts geschoben und mit der Mutter 25 befestigt werden. Wenn die Schweißung ausgeführt worden ist, so kann die Schweißvorrichtung 1, wenn die Mutter 25 gelöst und die Welle 24 in dem Schlitz 23 nach abwärts geschoben worden ist, leicht von der Schiene 3 des Trägers 2 abgenommen werden.

Es ist hier lediglich ein einfaches Beispiel für eine Einrichtung zum Befestigen und zum Lösen der oben erwähnten Spannrolle 21 angegeben, jedoch soll die vorliegende Erfindung keineswegs hierauf beschränkt sein. Im Falle eines geneigten Pfeilers kann die zu verwendende Antriebsrolle 10 aus einer Rolle bestehen, die aus einem hoch abriebfesten Material hergestellt ist, wie etwa das Material für Bremsschuhe. Wenn weiterhin eine Antriebskraft erforderlich ist, so wird parallel zu der Antriebsrolle 10 ein Zahnritzel 26 befestigt, während andererseits eine Zahnstange zum Eingriff mit dem oben erwähnten Zahnritzel 26 parallel zu der Schiene 3, gleichfalls an dem oberen Kantenteil des Trägers 2, vorgesehen wird, so daß die Schweißvorrichtung 1 auf der geneigten Schiene 3 durch das Zahnstangen-Zahnritzelsystem aufgrund des Drehmomentes des Antriebsmotors 9 geführt werden kann. Gleichzeitig sollen die Befestigungsvorrichtungen 5, um zu verhindern, daß die Teile der Zahnstange und des Zahnritzels in dem Spalt des zylindrischen Trägers nicht richtig ineinandergreifen, so befestigt werden, daß darauf geachtet wird, daß der Spalt 28 des Trägers in eine Stellung kommt, in der die erforderliche Antriebskraft am geringsten ist, d. h. eine Stellung an dem rechten oder linken Ende in Fig.4, und die Verbindungssteile der Zahnstange 27 kann so ausgebildet werden, daß die Höhe der Zähne sich zu der Verbindungsstelle hin, wie es in Fig.6 dargestellt ist, allmählich in Form einer Verjüngung verringert.

Während der Schweißung gibt es einen Teil, in dem eine Kraft wirkt, die bestrebt ist, das untere Ende der Schweißvorrichtung 1 von der äußeren Umfangsfläche des Trägers 2 zu trennen; wenn jedoch die Schweißvorrichtung so angeordnet wird, daß der Schwerpunkt der Vorrichtung, selbst wenn sie überhängt, außerhalb einer senkrechten Linie von dem Anlagepunkt der Antriebsrolle liegt, so befindet sich der untere Teil der Schweißvorrichtung durch die Führungsrolle 16 immer in Berührung mit dem Träger 2 und wird nicht von diesem getrennt. Wenn der Neigungswinkel des Stahlrohrpfeilers allmählich größer wird, so wird auf den Halteteil der Führungsschiene 3 eine größere Belastung ausgeübt, die den Lauf der Vorrichtung behindert und auch geeignet ist, die Schweißung zu beeinflussen. Wenn jedoch dieselbe Schiene wie in dem oberen Teil parallel hierzu in dem unteren Teil des Trägers vorgesehen wird, und die Schweißvorrichtung 1 so geführt wird, daß sie in dem oberen und unteren Teil des Trägers 2 gehalten wird, so ist die oben erwähnte Befürchtung vollständig beseitigt, und es kann eine glatte bzw. stoßfreie Schweißung ausgeführt werden.

Bei dieser Ausführungsform wird ein zylindrischer Träger verwandt, der eine Schiene an der oberen Umfangskante aufweist, es wird eine Schweißvorrichtung mit einem Laufmechanismus vorgesehen der frei laufen kann, wenn er an der oben erwähnten Schiene hängt, und es wird eine Führungsschiene gehalten, die mit einer beweglichen Rolle zusammenwirkt, die an der Seite der Schweißvorrichtung vorgesehen ist. Auf diese Weise kann diese Ausführungsform nicht nur bei einem Pfeiler, der in senkrechter Richtung eingetrieben wird, sondern auch bei einem Pfeiler verwandt werden, der in geneigter Richtung eingetrieben wird.

Bei beiden oben beschriebenen Ausführungsformen wurde ein in zwei Teile unterteilter Träger 2 für die Schweißvorrichtung beschrieben. Wenn jedoch der Außendurchmesser des Stahlrohrpfeilers größer als 800 oder 1000 mm ist, so weist der Träger in sich ein beträchtlich hohes Gewicht auf und es wird schwierig ihn zu handhaben, was zu Schwierigkeiten bei der Anbringung und dem Abnehmen des Trägers führt, die viel Ärger und Zeit erfordern, wodurch der Wirkungsgrad erniedrigt wird. Deshalb wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein aus mehreren Teilen bestehender Träger vorgeschlagen, der in mehrere Teile unterteilt werden kann. Ein Beispiel einer derartigen Ausführungsform soll anhand der F i g. 7 bis 9 beschrieben werden. Hier ist z. B. ein Träger 2 in vier Träger 2|, 2₂,2₃ und 2₄ unterteilt, die dadurch hergestellt sind, daß ein Zylinder, dessen Innendurchmesser etwas kleiner als der Außendurchmesser eines Stahlrohres 20 ist, gleichmäßig in vier Teile unterteilt worden ist, und an den Trägern ist an der oberen Fläche eine ringförmige Führungsschiene 3 ausgebildet sowie an der Fläche, die dem anderen Träger an dem Endteil einer äußeren Umfangsseite gegenüberliegt, sind mehrere Zentrierpassungsaussparungen 34 befestigt, und weiterhin ist in diesem Teil eine Befestigungsschnalle 35, die an dem vorderen Träger befestigt ist, vorgesehen, die einer Hakenaufnahmevorrichtung 36 an dem anderen Träger gegenüberliegt. Sodann sind in dem Endteil einer äußeren Umfangsseite des verbleibenden Trägers 2₄ Passungsaussparungen 34 für Vorsprünge 38 des oben erwähnten Trägers 2i und eine Hakenaufnahmevorrichtung 36 als gegenüberliegendes Ende vorgesehen, während an dem anderen Seitenendteil eine Befesti-

gungsschnalle 39 vorgesehen ist, die mit einer Feder versehen ist und die Toleranz des Außendurchmessers des Stahlrohrpfeiles kompensiert. Bei dieser Befestigungsschnalle, deren Aufbau in F i g. 9 gezeigt ist, ist ein rinnenförmiger Rahmenkörper 41 vorgesehen, der in Längsrichtung des Kanals zwei Schlitze 42 und zwei vorstehende Platten 40 aufweist, die sich in der Längsrichtung des Pfeilers in einem geforderten Abstand auf dem äußeren Umfang des Trägers 2 einander gegenüberliegen, und durch diesen Teil ist lose ein Bolzen 43 hindurchgeführt, um sie zusammenhängend aneinander zu befestigen. Weiterhin sind Führungsstifte 45, die jeweils an dem oberen und unteren Ende eines Gleitstückes 46 befestigt sind, in die oben erwähnten Schlitze 42 eingesetzt. Ein Handgriff 47 ist durch die Rinne geschraubt, und das Ende dieses Handgriffes ist lose an der Mitte des Gleitstückes befestigt. Eine Schraubenfeder 48 ist jeweils mit ihren freien Enden zwischen jeweils einem Führungsstift 45 des oben erwähnten Gleitstückes 46 und einem Haken 49 eingehängt. Auf den Umfangsflächen der vier Träger 2 sind so viele Magnete 50, wie entsprechend den Gewichten dieser Träger erforderlich ist, lösbar so angebracht, daß ihre Anziehungsflächen auf der Innenseite der Träger 2 frei liegen. Mit 51 ist eine Hilfsschiene bezeichnet, die verschiebbar an der Führungsschiene 3 des Trägers 2₄ befestigt ist.

Wenn der oben beschriebene Träger an einem Stahlrohr 20, das verschweißt werden soll, angebracht werden soll, so wird zuerst einer der Teilträger 2|, 22 und 23 angebracht, und durch die Magneten 50 angezogen, die an seiner äußeren Umfangsfläche angebracht sind. Gleichzeitig werden, um die richtige Beziehung zu der Fuge des Stahlrohrpfeilers herzustellen bzw. aufrechtzuerhalten, die oben beschriebenen Magnetlehren 18 verwandt. Wenn der zweite der oben erwähnten Teilträger neben dem ersten, bereits befestigten Teilträger angebracht wird, wird die Befestigungsschnalle 35 aufgerichtet, der Haken 37 wird mit der Hakenaufnahmevorrichtung 36 des anderen Teilträgers in Eingriff gebracht, und die Schnalle 35 wird umgeklappt bzw. angezogen, so daß beide Teilträger gegeneinander gezogen werden, wobei die Vorsprünge 38, die an einem Teilträger vorgesehen sind, in die Zentrieraussparungen eingepaßt werden, die an dem anderen Teilträger vorgesehen sind, und die Teilträger werden miteinander vereinigt. In derselben Weise, wie oben beschrieben wurde, wird der dritte Teilträger gleichfalls an der Rohrwand befestigt. Der verbleibende Teilträger 2₄ wird mit Hilfe der Befestigungsschnalle 35 an einem Endteil der Teilträger 2 in derselben Weise befestigt, wie es oben bereits beschrieben wurde, und der Handgriff 47 der Befestigungsschnalle 39 zum Ausgleich der Toleranz des Rohrdurchmessers wird ergriffen und ausgerichtet, der Haken 49, der mit den freien Enden der Federn verbunden ist, wird in die Hakenaufnahmevorrichtung 36 des ersten bereits befestigten Teilträgers 2) eingehängt, und sodann wird der Handgriff wieder im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, um die beiden Teilträger miteinander zu verbinden. Diesmal wird aufgrund der Toleranz des Außendurchmessers des Stahlrohres 20 bei der Vereinigung dieser Teile ein Spalt gebildet. Deshalb wird die Hilfsschiene 51 ausgezogen, die Führungsschiene wird verbunden und vervollständigt und weiterhin wird die Kontaktfläche 52 für die untere Rolle 16 der Schweißvorrichtung, die unten vorgesehen ist, in eine feste Lage gebracht, wodurch der Zusammenbau und Anbringungsvorgang des Trägers vollendet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Zusammenbau der Teilträger der Schweißvorrichtung genau und schnell von einer Bedienungsperson in 1,5 Minuten ausgeführt werden, wenn ein Träger aus drei Teilträgern im Falle eines Stahlrohrpfeilers mit einem Durchmesser von 1000 mm verwandt wird, oder der Arbeitsvorgang kann von zwei Bedienungspersonen in 1,5 Minuten durchgeführt werden, wenn ein Träger mit

ίο vier Teilträgern im Falle eines Stahlrohrpfeilers mit einem Durchmesser von 1500 mm verwandt wird. Auf diese Weise kann die für das Anbringen erforderliche Zeit erheblich verringert werden, wodurch der Arbeitswirkungsgrad erhöht wird.

Im folgenden soll nun eine Ausführungsform und die Wirkung einer Vorrichtung erläutert werden, mit denen die Schweißnaht genau ausgeführt werden kann, wodurch die Schweißzeit erheblich verringert und die allgemeine Leistung bei einem Arbeitsvorgang, bei dem ein Pfeiler als Abstützung eingetrieben wird, mit Hilfe der Schweißvorrichtung in jeder der oben erwähnten Ausführungsformen verbessert wird.

Im allgemeinen wird, um die Güte der Schweißung zu verbessern, dem Schweißdraht ein großer elektrischer Strom zugeführt. Im Falle von miteinander zu verbindenden Stahlrohrpfeilern ist ein solches Verfahren jedoch nicht anwendbar. Das heißt der Stahlrohrpfeiler wird an dem Kopfteil teilweise durch den Eintreibhammer deformiert, und die Genauigkeit der

jo Arbeitsfuge bzw. Arbeitsrille in dem Schweißteil ist so gering, daß die Stöße der Stahlrohrpfeiler in gewissem Ausmaß verschieden sind und der Fugenspalt ungleichförmig ist. Wenn die Stahlrohrpfeiler durch Zuführung eines großen Stromes verschweißt werden, so brennen sie durch oder brennen weg und es kann nicht erwartet werden, daß sie richtig verschweißt werden.

Bei der unten beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung werden derartige Fehler ausgeschaltet, es wird eine ausgezeichnete Schweißraupe erhalten, so kann eine äußerst wirksame Schweißung durchgeführt werden, und die Schweißzeit kann erheblich verringert werden.

Das heißt, gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird eine Vorrichtung angegeben, bei der, wenn eine Fuge dadurch verschweißt wird, daß eine automatische Schweißmaschine um einen Stahlrohrpfeiler, ob er aufrecht steht oder geneigt ist, herumläuft, ein erster Elektrodenkopf, der der Schweißvorrichtung 1 vorausläuft, und ein zweiter Elektrodenkopf, der gerade auf den ersten Elektrodenkopf folgt (gegebenenfalls kann ein dritter Elektrodenkopf vorgesehen werden), vorgesehen sind, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Der ersten Elektrode wird ein schwacher Strom zugeführt, während der zweiten Elektrode ein größerer Strom als der ersten Elektrode zugeführt wird, um eine mehrschichtige Schweißraupe zu bilden (während ein Strom, der genauso groß oder größer als der Strom ist, der der zweiten Elektrode zugeführt wird, der dritten Elektrode zugeführt werden kann).

bo In den F i g. 10 und 11 ist ein Schweißkopf 63 an einer sich selbst vorwärts bewegenden Schweißvorrichtung in der oben beschriebenen Art befestigt und bewegt sich entlang einer Schweißfuge bzw. Schweißnute 19 in einer Richtung, die durch einen Pfeil 68 angedeutet ist. An dem Schweißkopf 63 ist eine erste Elektrode 64 und eine zweite Elektrode 65, die der ersten in einem festen Abstand folgt, gemeinsam vorgesehen. Der Abstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten

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Elektrode, die auf diese erste folgt, wird so gewählt und aufrechterhalten, daß die Oberfläche der ersten Schweißraupenschicht 72' in einer Tiefe geschmolzen bleibt, die größer als die geschmolzene Tiefe der zweiten Schweißraupenschicht 74' ist, so daß die Schweißwärme der ersten Schicht gut genutzt wird und verhindert wird, daß die Schweißraupe wegbrennt. (Es ist notwendig, daß die rückwärtige Schweißraupe der ersten Schweißschicht erstarrt ist, wenn die zweite Elektrode über die erste Schweißraupenschicht hinwegläuft. Wenn die zweite Schweißraupenschicht der ersten Schweißraupenschicht überlagert wird, bevor die hintere Schweißraupe erstarrt ist, so brennt die hintere Fläche der ersten Schweißraupenschicht weg und die Schweißung wird schlecht.) Deshalb liegt der optimale Abstand allgemein bei 50 bis 100 mm.

Es sind Vorrichtungen erforderlich, um beide Elektroden in senkrechter Richtung einzustellen, und es sind Einrichtungen erforderlich, um den Sekundärwinkel α und β der Drähte 69 und 70 in den Schweißpunkten 71 bzw. 73 einzustellen. Die Drähte, die angepaßt an den Gegenstand der vorliegenden Erfindung verwandt werden, haben gewöhnlich einen Durchmesser von 3,2 mm, und der Draht wird kontinuierlich und automatisch durch die Zuführrollen 66 und 67 dem Schweißteil zugeführt.

Der Schweißstrom, der der vorauslaufenden ersten Elektrode 64 zugeführt wird, wenn der Schweißkopf 63 zum ersten Mal einen Umlauf ausführt, liegt bei 350 bis 420 Ampere, so daß zuerst ein geschmolzenes aufgebrachtes Metall mit einem Querschnitt 72' gebildet wird. Wenn der Schweißstrom kleiner als 350 Ampere wird, sofern ein Abstand oder eine Lücke in dem Stoßfugenteil zwischen dem unteren Pfeiler 20' und dem oberen Pfeiler 20 auftritt oder wenn der Fugenspalt ungleichförmig ist, so wird keine günstige erste Schicht erzeugt. Wenn die Schweißung mit einem größeren Strom als 420 Ampere ausgeführt wird, so ist es wahrscheinlich, daß, wenn die Fugenform nicht gut ist, das geschmolzene Metall durchbrennt oder abbrennt. Auf dem geschmolzenen, aufgebrachten Metall 72 der ersten Schicht, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt wird, wird ein geschmolzenes aufgeschweißtes Metall 74 einer zweiten Schicht mit einem Querschnitt 74' dadurch ausgebildet, daß auf die folgende zweite Elektrode ein Schweißstrom von 500 bis 600 Ampere gegeben wird. In diesem Falle empfiehlt sich der Bereich von 500 bis 600 Ampere als Schweißstrom als der günstigste Wert, jedoch schwankt er etwas je nach der Ausbildung bzw. Arbeitsweise der Schweißvorrichtung

Tabelle 1

oder dergleichen.

Eine mehrschichtige Schweißung wird durchgeführt, um eine fehlerfreie Schweißnaht zu erhalten und um sicherzustellen, daß eine erwartete mechanische Festigkeit unter solchen Schweißbedingungen erreicht wird, wenn der Stahlrohrpfeiler eine große Dicke aufweist oder der Stoß bzw. die Fuge schlecht geformt ist. Aus diesem Grunde läßt man den Schweißkopf 63 zwei- oder dreimal um den Umfang herum laufen, und der Schweißstrom kann bei jedem Umlauf allmählich erhöht werden, so daß er bei dem zweiten Umlauf höher als bei dem ersten Umlauf und bei dem dritten Umlauf höher als bei dem zweiten Umlauf ist, um eine mehrschichtige Schweißung auszuführen. Bei der mehrschichtigen Schweißung kann kein großer elektrischer Strom verwandt werden, da hierdurch das Durchbrennen oder Abbrennen der Schweißung bei der ersten Schicht herbeigeführt wird. Vorzugsweise wird jedoch wegen der Leistung oder eines einwandfreien Arbeitens der große elektrische Strom bei der Schweißung selbst verwandt. Um diese beiden gegensätzlichen Bedingungen zu erfüllen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die vollständig stabile rückwärtige Schweißraupe bei der Verschweißung der ersten Schicht vorgesehen, und sodann wird bei der Schweißung der zweiten und folgenden Schichten ein größerer elektrischer Strom verwandt als bei der Schweißung der ersten Schicht, so daß die Schweißleistung bzw. Schweißgüte erhöht wird. Ein Beispiel ist in der Tabelle 1 gezeigt. Dieses Beispiel stellt ein normiertes bzw. mittleres Beispiel dar, und die Worte schwanken etwas, wenn sich die Größe der Stahlrohrpfeiler, die Arbeitsleistung bzw. die Wirkungsweise der Schweißmaschine und die Schweißbedingungen ändern. Weiterhin ist in Tabelle 2 die für die Schweißung erforderliche Zeit im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren angegeben (bei dem lediglich der Draht automatisch zugeführt jedoch der Kopf von Hand betätigt wird). Wie sich aus den oben erwähnten Werten ergibt, kann die für eine Schweißrunde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderliche Zeit wesentlich mehr verringert werden als bei irgendeinem herkömmlichen Verfahren und bei dem Verschweißen von Stahlrohrpfeilern mit großem Durchmesser kann die Schweißung, wie aus der Tabelle hervorgeht, in 1/5 bis 1/6 der erforderlichen Zeit durchgeführt werden. Somit wird es möglich, die Wartezeit für an andere hiermit in Verbindung stehende Vorrichtungen zu verringern, den allgemeinen Wirkungsgrad bei Grundbauarbeiten erheblich zu verbessern und die Kosten für diese Arbeiten erheblich zu senken.

Materialien der
Stahlrohrpfeiler

Abmessungen der Stahlrohrpfeiler

Äußerer Dicke / Stoß- FuB-

Durch- in mm winkel θ spalt

messer in Grad in mm

in mm

Schweißbedingungen	Schweiß	Schweiß	Zahl der
Schweiß- Schweiß	strom	geschwin	Schich
spannungstrom	) (2. Schicht)	digkeit in	ten
in V (1. Schicht	in A	cm/min
in A

I Stahl mit ge- 500 9,5 50
ringem Kohlenstoffgehalt

II Stahl mit ge- 1000 16,0 50
ringem Kohlenstoffgehalt

III Stahl mit ge- 1500 16,0 50
ringem Kohlenstoffgehalt

29

31

360

380

480

600

590

30

32

36

Tabelle 2	11	Dicke / in	21	66 743	12	15 61 127	Zahl der Schichten
Test Nr.	Stahlrohrpfeiler Äußerer Durch messer in mm	9,0 16,0 25,0	mm	Erforderliche Schweißzeit in min Erfindungsgemä- Herkömmliches ßes Verfahren Verfahren		2 4 6
I II III	500 1500 2500		4 15 22

Anmerkung: Das erfindungsgemäße Verfahren wurde mit einem Zwei-Elektrodenverfahren durchgeführt. Das herkömmliche Verfahren wurde mit einem Ein-Elektrodenverfahren durchgeführt (bei dem lediglich der Draht automatisch zugeführt wurde). Es wurde die erforderliche Zeit verglichen, bis die beiden Verfahren dieselben Schweißraupen erhalten wurden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigungseinrichtung einer dem Verbinden von zwei in axialer Richtung stumpf aufeinanderstoßenden Stahlrohrpfeilern eines Baufundaments dienenden automatischen Schweißvorrichtung, mit einem den Stahlrohrpfeiler ringförmig umgebenden, einen die Schweißvorrichtung mit Elektrodenkopf und automatischer Drahtzuführung tragenden, mit Rollen versehenen Laufwagen auf der oberen Kante einer den Stahlrohrpfeiler umlaufenden Führungsschiene aufnehmenden, aus wenigstens zwei starren, lösbar miteinander verbindbaren, kreisbogenförmigen Abschnitten bestehenden Führungsträger und mit Lehren zum genauen Abstützen des Führungsträgers in bezug auf die Schweißfuge und Befestigungselementen zum Befestigen des Führungsträgers an dem Stahlrohrpfeiler, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung der Befestigungseinrichtung an schrägen Stahlrohrpfeilern die obere Kante der Führungsschiene (3) nach beiden Seiten hin von der Mittellinie aus nach unten abgeschrägt ist, und daß unterhalb der Rollen (10,11) lösbare Spannrollen (21) an dem Laufwagen angebracht sind, die sich an der Unterseite der Führungsschiene (3) abstützen.

2. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kante der Führungsschiene (3) beidseitig unter einem Winkel von 45 bis 75° abgeschrägt ist.

3. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrollen (21) auf einem Achsstumpf (24) sitzen, dessen freies Ende mit Hilfe einer Kiemmutter (25) in einem Langloch (23) in dem Laufwagen zu befestigen ist.

4. Befestigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Antriebsrolle dienende Rolle (10) aus Material mit hohen Reibungskoeffizienten besteht.

5. Befestigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Führungsschiene (3) ein Zahnkranz (27) vorgesehen ist, in den ein parallel zur Antriebsrolle (10) angeordnetes, mit dieser verbundenes Ritzel 4^r> (26) eingreift.

6. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (27), ausgehend von der mit Zahnprofil versehenen, oberen Seite, an den Enden der Abschnitte des Führungsträgers (2) abgeschrägt ist.