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Schweißkopf - Support Die Erfindung bezieht sich aul das VerschwYei.ßen
von einzelnen metallischen, zylindrischen Rohrelementen durch Lichtbogen schweißverfahren
mit Wolfram-Elektroden unter Gasabdeckung.
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Die ERfindung betrifft einen Support für eine Schweißvorrichtung,
durch vrelche diese um die zylindrischen Rohre auf einer besonderen, vorgegebenen
Bahn bewegt wird. Die Erfindung schließt eine Vorrichtung ein, um eine automatische
Schutzgas-Wolfram-Lichtbogenschweißung entlang einem Umfangswe bei rohriörmigen
Konstruktionen zu bewirken.
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Es ist wänschenswert, auf die Verwendung eines wenig komplexen Gerätes
für das Schweißen von zylindrischen Rohren, insbesondere
zylindrischen
Rohren. mit größerem Durchmesser hin zu streben. Dabei ist es wünschenswert, daß
derartige Geräte den Schweißvorgang in Bezug auf den Wirkungsgrad, die Genauigkeit
und einen hohen Grad von Qualität verbessern.
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Solch ein Gerät soll auch das Ansetzen und das Entfernen des Gerätes
an dem zylindrischen Rohr erleichtern.
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Das Gerät gemäß der Erfindung ist dazu bestimmt, einen Schweißkopf
abzustützen, welcher das Schweißen von zylindrischen Rohren bewirkt. Der Schweißkopf
ist an einem F[i'irungsrollengehäuse befestigt. Das Fiiirungsrollengehäuse
schließt ein Paar von in Abstand liegenden, getrennten Führungsrollenanordnungen
ein, welches um das erste zylindrische Rohr bewegbar ist, das mit einem zweiten
zylindrischen Rohr zu verschweißen ist. Ferner soll jede der Führungsrolleneinheiten
mit einer Führungsschiene zusammenwirken, welche um das erste zylindrische Rohr
befestigt ist.
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Ein Antriebsrollengehäuse ist mit dem Führungsrollengehäuse verbunden
und gegen dieses bewegbar. Das Antriebsrollengehäuse steht unter einer ständigen
Vorspannung im Sinne einer Anstellung des Antriebsrollengehäuses in die maximale
Verschiebestellunb vom Führungsrollengehäuse weg. In dem Antriebsrollengehäuse sind
Antriebsrollen angeordnet. Ein flexibles Band z.B. ein Gurt, wirkt mit den Antriebsrollen
und
auch mit jeder der Führungsrollenanordnungen zusammen, welche um das erste zylindrische
Rohr angeordnet sind, Wenn das Antriebsrollengehäuse von dem Führungsrollengehäuse
weg bis auf einen maximalen Abstand verschoben ist, wird das felxible Band gespannt
gehalten. Wenn die Antriebsrollen mittels eines Motors angetrieben werden, wird
eine Bewegung des Gerätes gemäß der Erfindung ebenso wie des Schweißkopfes um das
erste zylindrische Rohr bewirkt.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausfuhruiigsbeispiel
näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Gesamtansicht des Supports,
gemäß der Erfindung, wie er in Verbindung mit einem Schweißkopf verwendet wird,
Sig. 2 einen' Teiiscbni'tt des Supports gemäß der Erfindung entlang der Linie 2-2
in -Fig. 1, Fig. 3 eine Teilansicht eines Absohnittes des Supports, gemäß der Erfindung
in Richtung der Linie 3-3 in
Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf
die Gesamtanordnung gemäß Fig. 1, Fig. 5 einen Querschnitt durch den Support gemäß
der Erfindung entlang der Linie 5-5 in Fig. 40 In den Zeichnungen ist in Fig. 1
der Support gemäß der Erfindung dargestollt, welcher an einem ersten zylindrischen
Rohr 12 befestigt ist. Ein Schweißkopf 14, der in strichpunktierten Linien in Fig.
1 dargestellt ist, ist an dem Support 10 befestigt und kann ein Verschweißen des
ersten zylindrischen Rohres 12 mit einem zeiten zylindrischen Rohr 16 bewirken.
Der Schweißkopf 14 bildet keinen speziellen Teil der Erfindung. Grundsätzlich kann
der Schweißkopf 14 jede einer Vielzahl von Formen haben. Es ist angenommen, daß
der Schweißkopf 14 eine Verschweißung des ersten zylindrischen Horns 12 mit dem
zweiten zylindrischen Rohr 16 durch ein Schutzgas-Wolfram-Lichtschweißverfahren
ermöglicht.
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Der Schweißkopf 14 führt eine Schweißnaht 18 aus, welche eine einstückige
Verbindung zwischen dem ersten zylindrischen Rohr 12 und dem zweiten zylindrischen
Rohr 16 bildet.
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Der Schweißkopf 14 ist an der Platte 20 eines Führungsrollengehäuses
22 befestigt. Das Führungsrollengehäuse 22 enthält ein Hauptstützteil 24, welches
mit der Platte 20 einstückig verbunden ist, eine Platte 26 ist ebenfalls mittels
Schrauben 28 an dem Hauptstützteil 24 befestigt.
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In Bereich jedes Endes der Platte 26 sind Zapfen 30 unu 32 augeordnet.
Jeder der Zapfen 30 und 32 ist in der Platte 26 und an seinem freien Ende an der
Platte 2C befestigt Auf dem Zapfen 30 ist eine erste Rolle 34 mit kleinem Durehmesser
gelagert. Ebenso ist auf dem Zapfen 32 eine ähnliche Rolle 36 mit kleinem Durchmesser
gelagert. Auf den Zapfen 30 sind al jeder Seite der Rolle 34 Fährungsrollen 38 und
40 angeordnet. Ähnlich sind auf dem Zapfen 32 an jeder Seite der Rolle 36 Führungsrollen
42 und 44 angeorndet. Die Funktion der Rollen 34 bis 44 wird weiter unten beschrieben.
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In einer Ausnehmung 46, die im Hauptstützteil 24 ausgebildet ist,
liegt eine Druckfeder 480 Das freie Ende der Druckfeder 48 greift in eine Ausnehmung
50, welche in eineme Hauptelement 52 eines Antriebsrollengehäuses 54 ausgebildet
ist0 Bin erster Führungszapfen 56 ist mittels einer
Klemmschraube
58 in dem Hauptelement 32 befestigt. Das freie Ende des Führungszapfens 56 ist durch
ein Lagerelement 60 geführt. Das Lagerelement 60 ist in dem Hauptstützteil 24 des
Führungsrollengehäuses 22 eingeschlossen.
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Ein zweiter Führungszapfen 62 ist mittels Klemmschrauben 64 und 66
in den entsprechenden gabelförmigen Schenkeln 68 und 70 befestigt. Die gabelförmigen
Schenkel 68 und 70 sind in einem stück mit einem Scheitelemente 72 verbunden, welches
in einein Stück mit dem Hauptelement 52 des Antriebsrollongehäuses 54 verbunden
ist. Ein Lagerelement 74 arbeitet mit dem Führungszapfen 72 zwischen den Schenkeln
68 und 70 zusammen. Das Lagerelement 74 ist in dem oberen D-lde der Platte 20 befestigt.
Der zvreite Puhrungszapfen 62 arbeitet ferner mit einem Lagerelement 76 zusammen,
welches in dem Hauptstüzteil 24 ausgebildet ist.
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Bin Zapfen 78 ist in dem Scheitelelement 72 und einem nach oben vorspringenden
Abschnitt des Hauptelementes 52 befestigt.
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Zeine Klemmschraube 82 arbeitert mit dem nach oben stehenden Abschnitt
so zusammen, daß der Zapfen 78 festgelegt ist.
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Eine erste Antriebsrolle 84 ist drehbar mittels Rollen
lager
86 und 88 auf dem Zapfen 78 gelagert0 Die erste Antriebsrolle 84 hat eine so große
Länge, daß sie mit einem flexiblen Band 90 zusammenwirkt. An einem Ende der ersten
Antriebsrolle 84 ist eine Verzahnung 90 aus gebildet0 An jeder Seite der ersten
Antriebsrolle 84 sind zweite und dritte Antriebsrollen 94 bzw0 96 angeordnet0 Bin
Zapfen 98 ist in dem Scheitelelement 72 befestigt und die Verlängerung 100 nimMt
drehbar die zweite Antriebsrolle 94 mittels nicht dargestellter Lager auf, Die Verlängerung
100 ist an dem Hauptelement 92 befestigt In älxllischer Weise' ist an dem Hauptelement
52 ein vorsprung 102 mit einem Zapfen 104 befestigt, der zwischen dem Vorsprung
102 mit dem Scheitelelement 72 festliegt. Die dritte Antriebsrolle 96 liegt drehbar
über nicht dargestellte Lager auf dem Zapfen 104o Beide, sowohl die zweite Antriebsrolle
94, als auch die dritte Antriebsrolle 96 schließen eine Verzahnung ein, die ähnlich
der Verzahnung 92 ausgebildet ist. Die Verzahnungen jeder der Rollen 84, 94 und
96 arbeiten als Antriebsverbindungen zusammen.
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Ein Motor 106 ist am Scheitelelement 72 befestigt. Die nicht dargestellte
Antriebswelle des Motors 106 verläuft
durch das Scheitel element
72 und ist mit einem nicht dargestellten Tiauptantriebszahnrad verbunden0 Das Hauptantriebszahnrad
greift in die an der zweiten Antriebsrolle 94 ausgebildete Verzahnung ein, Die bewirkt
bei Betrieb des IRIotors 106 eine Drehung der zweiten Antriebsrolle 94 im Uhrzeigersinn,
die ihrerseits erste Antriebsrolle 84 entgegen dem Uhrzeigersinn antriebt, die ihrerseits
wiederum die dritte Antriebsrolle 96 im Uhrzeigersinn antreibt Ein Klemmring 108,
der aus den Elementen 110 und 112 zusammengesetzt ist, kann dicht anliegend um das
erste zylindrische Rohr 12 gelegt werden. Die Elemente 110 und 112 sind miteinander
durch ein Scharnier 114 gelenkig verbunden.
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Die freien Enden jedes der Elemente 110 und 112 sind miteinander durch
Schrauben 116 verbundene Durch entsprechendes Anziehen der Schrauben 116 kann der
Dichtsitz des Klemmringes 108 auf dem Rohr 12 variiert werden.
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Um den ganzen Klemmring 108 in jedem der Elemente 110 und 112 ist
eine ringförmige Ausnehmung 118 ausgebildet. Die ringförmige Ausnehmung 118 dient
zur Aufnahme des flexiblen Bandes 90, welches um den Klemmring 108 herumgelegt ist.
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Der Betrieb des Schweißkopf-Supportes gemäß der Erfindung
ist
wie folgt: Wenn ein Arbeiter durch eine Schweißung das erste zylindrische Rohr 12
mit dem zweiten zylindrischen Rohr 16 verbinden will, nimmt er die Klemme 108 und
nach Auseinanderklappen der Elemente 110 und 112 um das Scharniert 114 legt er den
Klemmring 108 um das erste zylindrische Rohr 120 Die Schrauben 116 werden dann sowit
angezogen, daß die Elemente 110 und- 112 fest auf dem zylindrischen Rohr 12 sitzen0
t)er Klemmring 108 wird so in Längsrichtung auf dem Rohr 12 eingestellt, daß die
Spitze der Elektrode 120 des Schweißkopfes 14 direkt über dem Ende des Rohres 12
liegt, welches mit dem Rohr 16 verschweißt werden soll, Wenn der Klemmring 108 auf
diese Weise angeorndet ist, setzt der Arbeiter die größeren Rollen 38, 40, 42 und
44 auf das zylindrische Rohr 12 an gegenüberliegenden Seiten des Bandes 108, wie
in den Zeichnungen dargestdlt, auf. Die vorstehend erwähnten Rollen sind am l?iihrungsrollengehäuse
22 angebracht, wobei das Antriebsrollengehäuse 54 ebenfalls daran befestigt ist.
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Darüberhinaus ist der Schweißkopf 14 vorher mit der Platte 20 des
F ührungsrollengehäuses 22 verbunden worden0 Der Arbeiter nimmt dann ein fexibles
,Band 90 mit'vorbestimmter Länge und schiebt es über das Ende des Rohres 120 Dann
bewegt der Arbeiter das Antriebsrollenghäuse 54 gegen
die Kraft
der Feder 48 auf das Führungsrollengehäuse 22 zu. Jenn das Antriebsrollengehäuse
54 in dieser Stellung liegt, führt der Arbeiter das fexible Band 90 in Anlage an
den Antriebsrollen 64, 94 und 96, wie in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt. Ferner
bringt der Arbeiter das Band 90 iii Berührung mit den Rollen 34 und 26 und legt
es in die ringförmige Ausneimung 118. Der Arbeiter gibt dann das Antriebsrollengehäuse
54 frei, wodurch dieses sich vom Führungsrollengehäuse 22 wegbewegt, so daß das
Band 90 gespannt wird. Die Länge des Bandes ist so ausgewählt, daß der Schenkel
68 des Antriebsrollengehäuses 54 nicht in Berührung mit dem Lagerelement 74 gelangt.
In anderen Worten, der Schenkel 6ti und das Lagerelement 74 bilden die Bewegungsgrenze
des Antriebsrollengehäuses 54 gegenüber dem Führungsrollengehäuse 22.
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Die Bedienungsperson legt dann das zweite zylindrisene Rohr 16 direkt
an die Kante des ersten zylindrischen rohres 12 und direkt al die Schweißelektrode
120. Dann betätigt der Arbeiter den Schweißkopf 14 so, daß die Verschweißung des
Rohres 16 mit dem Rohr 12 erfolgt. Gleichzeitig mit der Betätigung des Schweißkopfes
14 erfolgt Betätiung des Motors 106. Der rotor 106 bewirkt silber die
entsprechenden
Zahnräder einschließlich des Zahnrad es 92 eine Drehung der Antriebsrollen 84, 96
und 940 Die Drehung der Antriebsrollen ist derart, daß jede der Antriebsrollen in
der gleichen Richtung entlang dem fexiblen Bandes 90 wirkt0 Infolge der Spannwlg
des flexiblen Bandes 90 durch die Kraft der Feder 48 wird das flexible Band durch
Reibung in der ringförmigen Ausnehmung 118 gehalten. Daraus ergibt sich, daß eine
drehung der Antriebsrollen eine Bewegung des Antriebsrollengehäuses 54 entlang dem
flexiblen Band bewirkt0 Gleichzeitig wird das Führungsrollengehäuse 22 entlang bewegt,
wobei die Rollen 58, 40, 42 und 44 mit größerem Durchmesser auf der Oberfläche des
Rohres 12 abrollen. Die Rollen 34 und 36 stützen mit geringer Reibung das Band 90
gegen das Fiil"-rungsrollengehäuse 22 so ab, daß jede Reibungskraft zwischen diesen
verhindert ist, welche die Bewegung des Führungsrollengehäuses auf dem Rohr 12 und
dem Klemmring 108 behindert0 Sowohl der Motor 106, als auch der Schweißkopf 14 werden
so lange in Betrieb gehalten, bis das Gerät 10 gemäß der Erfindung und der Schweißkopf
14 eine vollständige Kreisbewegung um das Rohr 12 durchgeführt haben0 Während der
Durc1ührung dieser Kreisbewegung erzeugt der Schweißkopf 14 mittels der Schweißelektrode
120 die Schweißnaht 18, welche eine einstückige Verbindung der Rohre 12 und
16
ergibt.
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Selbstverständlich ist der rotor 106 so ausgewählt, daß er den Schweißkopf
14 in einer entsprechenden Geschwindigkeit um das Rohr 12 antreibt, um eine Schweißnahmt
18 mit höchster Qualität zu erzeugen. Außerdem ist selbstverständlich, daß der Motor
106 in s einer Gesciiwindieit variiert werden kann, so daß die Geschwindigkeit entsprechend
den unterschiedlichen, zu verschweißenden Werkstoffen geändert werden kaum.