DE2328080B2 - Vorrichtung zum Zentrieren und Halten eines an ein Rohr anzuschweißenden glatten Flansches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zentrieren und Halten eines an ein Rohr anzuschweißenden glatten Flansches mittels eines konischen Zentrierdorns.

Zum Anschweißen von glatten Flanschen an Rohre muß dieser Flansch auf das Rohr aufgesetzt und in einer Ebene senkrecht zur Rohrachse ausgerichtet werden. Da die Lage des Flansches sehr genau festgelegt werden muß, erfordern diese Arbeiten, die sehr sorgfältig durchgeführt werden müssen, verhältnismäßig viel Zeit.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zum Zentrieren und Halten eines glatten Flansches an einem Rohr so auszubilden, daß der glatte Flansch vollautomatisch genau an einer bestimmten Stelle eines Rohres plan und konzentrisch aufgesetzt werden kann.

Aus der DE-PS 12 31 092 ist eine Vorrichtung zum Schweißen von Rohrteilen bekannt, bei der ein Rohr und ein Flansch auf einen Konus aufgesetzt und in dieser Lage verschweißt werden. Die Ausrichtung des Rohres zur Konusachse und die Ausrichtung des Flansches senkrecht zu dieser Achse muß dabei von Hand vorgenommen werden, was zeitraubend ist und an die Sorgfalt des Arbeiters hohe Anforderungen stellt.

Aus der US-PS 30 30 903 ist weiterhin eine Vorrichtung bekannt, mit der Vorschweißflansche dadurch zum Rohr ausgerichtet werden, daß an die Innenwand des Rohres Backen angelegt werden, die auch auf die Innenflächen des Flansches übergreifen und diesen zürn Rohr ausrichten. Dieses Verfahren ist jedoch nur bei Vorschweißflanschen anwendbar, deren Flanschstutzen durch eine Rundnaht mit dem Rohr verschweißt werden.

•._::· Aus der US-PS 6 14 190 ist schließlich eine elektromagnetische Aufspanneinrichtung für Drehmaschinen bekannt, bei der das zu bearbeitende Werkstück durclti .einen Elektromagnet in einer zentrierten Lage gehalten ^uwird, in die es vorher von I land gebracht wurde.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird nun dadurch gelöst, daß die oben erwähnte Vorrichtung so ausgebildet wird, daß der Zentrierdorn in einem Zylinder axial verschiebbar ist, der Zylinder einen ringförmigen Elektromagnet zum Anlegen an eine Flanschplanfläche trägt und für sich axial verschiebbar und zusammen mit dem Zentrierdorn drehbar ist, daß drei radial bewegliche Klemmbacken vorgesehen sind zum SDannen des Rohres mittels ihrer Stirnflächen, wobei die Klemmbackenplanflächen Anschlagflächen für den Flansch bilden, und an den zwei unten liegenden Klemmbacken rohrachsparallele Stifte als Auflager für den Flansch dienen.

Mit dieser Vorrichtung können Flansche genau an einer bestimmten Stelle eines Rohres plan und konzentrisch vollautomatisch eingesetzt werden.

Im folgenden wird eine beispielsweise, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zentrieren und Halten eines glatten Flansches.

F i g. 2 zeigt eine Vorderansicht auf die KJemmbakken.

F i g. 3 zeigt in einer vergrößerten, teilweise gebrochenen Schnittansicht den Zustand, in dem der Flansch eingerichtet ist

In der Zeichnung ist ein Paar von jeweils drei radial angeordneten Klemmbacken 2 und 2a an gegenüberliegenden Enden einer Flanschschweißvorrichtung vorgesehen, um das Rohr 1 einzuspannen. Jeder Klemmbakken steht mit einer Stellspindel 4 eines zugehörigen Stellmotors 3 in Eingriff, so daß er radial bewegt werden kann. An der Seite der beiden unteren Klemmbacken 2a nach dem Rohrende zu sind zwei Stifte 5 vorgesehen, auf denen ein Flansch 24 gehalten werden kann. Zwischen i.wei Klemmbacken 2 und 2a ist ein Arm 7, 8 vorgesehen, der durch die Stellspindel 7, die mit einem ■ Stellmotor 6 verbunden ist, radial bewegt werden kann. Ein Stift 10, der mit einem Bolzen- bzw. Schraubenloch des Flansches in Eingriff gebracht werden kann, ist auf dem vorderen Teil 8 des Armes vorgesehen und wird von einer Feder 11 nach außen gedrückt. Das hintere Ende des Stiftes 10 ist mit einem Endschalter 12 zur Betätigung des Stellmotors 6 verbunden. Im Endabschnitt jedes Klemmbackens 2, 2a ist ein Schweißbrenner 9 vorgesehen, der — wie in F i g. 3 gezeigt — an der Kante zwischen Rohr und Flansch freiliegt.
^:i Die Einspannvorrichtung für das Rohr 1 auf der rechten Seite der F i g. 1 ist auf einem ortsfesten Teil des Rahmens der Schweißvorrichtung bzw. Schweißmaschine angeordnet, wohingegen die Einrichtung auf der linken Seite der F i g. 1 auf einem axial bewegbaren, in der Zeichnung nicht dargestellten Schlitten vorgesehen ist. Die fest mit dem Schlitten verbundenen Teile sind mit B bezeichnet. Ein Paar von konischen Zentrierdornen 13 mit einem Spitzenwinkel von 90° ist koaxial mit dem Rohr 1 vorgesehen, und jeder Zentrierdorn 13 kann ·'■ im Zylinder 16 durch die Kolbenstange 14a des Luftzylinders 14 axial bewegt werden. Der nach F i g. 1 rechte Luftzylinder (nicht dargestellt) ist ortsfest, wohingegen der linke Luftzylinder 14 auf dem Schlitten angeordnet ist und mit diesem Schlitten axial bewegbar ■■' ist. Da die im folgenden beschriebenen Einrichtungen auf den gegenüberliegenden Enden der Schweißmaschine den gleichen Aufbau aufweisen, sind diese Einrichtungen auf der rechten Seite der Zeichnung fortgelassen. Der mit dem Schlitten verbundene Luftzylinder 14 '■''· gleitet mit seinem Kolben 20 gegenüber dem Zylinder 16, so daß der Zylinder 16 gegenüber dem Schlitten verschiebbar ist Ein ringförmiger Elektromagnet 15 ist am rohrseitigen Ende des Zylinders 16 vorgesehen, im Zylinder 16 ist der Zentrierdorn 13 gleitend geführt. Der ■ Zylinder 16 weist einen durch Böden 17 und 18 eingeschlossenen Druckraum auf, der durch den Kolben 20, der am Luftzylinder 14 befestigt ist, in zwei Kammern unterteilt ist. Ein Zahnkranz 21 ist auf dem

Zylinder 16 vorgesehen und steht mit dem Ritzel 23 in Eingriff, das mit dem Schrittmotor 22 gekoppelt ist Wenn daher der Schrittmotor 22 betrieben wird, dreht das Ritzel 23 die Verzahnung 21 und damit den Zylinder 16 und den Zentrierdom 13.

Während des Betriebes ist der Schlitten in einer Stellung angeordnet, die der Länge des zu schweißenden Rohres entspricht, während die auf der Zeichnung linken Klemmbacken 2,2a sich am linken Endabschnitt des Rohres befinden.

Alle Klesiiinbacken 2 und 2a befinden sich zunächst in der zurückgezogenen bzw. offenen Stellung, und die unteren Klemmbacken 2a werden durch ihre Stellmotoren nach Maßgabe von Impulsen, die dem Durchmesser des zu schweißenden Flansches entsprechen, in eine Stellung vorbewegt, in der die Stifte 5 den Flansch 24 halten können. Der obere Klemmbacken 2 befindet sich in einer Stellung, in der die Seitenfläche des Klemmbackens mit der Seitenfläche des Flansches in Berührung kommen wird. Der Arm 8 wird durch den Stellmotor 6 in eine Stellung bewegt, in der der Stift 10 mit seiner Achse den Lochteilkreis des Flansches 24 erreicht und in ein Schrauben- oder Bolzenloch des Flansches einschnappt

Danach wird (bevor ein Rohr 1 eingelegt ist) ein Flansch 24 auf die Stifte 5 an den Klemmbacken 2a entlang aufgelegt und auf den Stiften gehalten, wobei sich die Mitte des Flansches an einer Stelle etwas unterhalb der Achse des Rohres befindet Dann wird der Zentrierdorn 13 durch eine Bewegung der Kolbenstange des Luftzylinders 14 nach rechts (in der Zeichnung) vorgefahren, so daß er in die öffnung des Flansches eingeführt wird, wie es in der rechten Hälfte von F i g. 1 dargestellt ist, um den Flansch 24 gegen die Seitenfläche der Klemmbacken 2a zu drücken. Damit ist der Flansch 24 mittels Dorn 13 genau mit der Achse des Rohres ausgerichtet, an das er anzuschweißen isL Danach werden der Zylinder 16 durch den Stellmotor 22 und damit der Zentrierdorn 13 und der Flansch 24 gedreht Wenn eines der Bolzenlöcher 25 des Flansches mit dem Stift 10 zusammentrifft, wird der Stift durch die Feder 11 in das Bolzenloch eingesetzt, so daß der Endschalter 12 durch den Stift betätigt wird, um ein elektrisches Signal auszusenden, wodurch der Stellmotor 22 angehalten wird. Damit befinden sich beide Flansche an den gegenüberliegenden Enden des Rohres 1 in einer Lage, die durch die Stifte 10 bestimmt ist Anschließend wird der Zylinder 16 durch Einführen von Luft in die rechte Kammer zwischen 18 und 20 des Zylinders vorbewegt, wodurch der Elektromagnet 15 zum Anliegen an den Flansch kommt, um ihn anzuziehen, wonach der Elektromagnet 15 mit dem angezogenen Flansch zurückgefahren wird. Dann wird der Arm 7, 8 zurückgezogen und die unteren Klemmbacken 2a werden in die zum Halten des mit dem Flansch zu verschweißenden Rohres 1 geeignete Stellung bewegt Der Arbeitsvorgang bei der in F i g. 1 rechts gezeichneten Einrichtung entspricht dem oben beschriebenen Arbeitsvorgang. Dann wird das Rohr 1 auf die Klemmbacken 2a gelegt und die oberen Klemmbacken 2 auf die beiden Rohrenden abgesenkt, um das Rohr einzuspannen. Danach werden die Zentrierdorne 13 und die Elektromagnete 15 an beiden Rohrenden vorbewegt, so daß sie mit den Enden des Rohres und mit der öffnung der Flansche an den Enden des Rohres in Eingriff kommen. Durch das Einführen der Zentrierdorne 13 werden Flansche 1 und Rohr 1 in die schweißgerechte Lage auf den Klemmbacken bewegt, und die Flansche werden von den Magneten 15 entfernt und in die gewünschte Lage auf dem Rohr durch die konischen Oberflächen der Zentrierdorne gebracht, wie es in Fig.3 dargestellt ist Dann wird jeder Flansch durch eine nicht dargestellte Schweißvorrichtung mit seinem Rohrende verschweißt Da der Spitzenwinkel des Zentrierdorns 90° beträgt, ist die freiliegende Flanschdicke a gleich der Rohrdicke b, so daß sich eine gleichmäßige Kehlnaht ergibt Wenn alle Klemmbacken geöffnet sind, wird das nun mit Flanschen versehene Rohr abgelegt und einem nächsten Bearbeitungsschritt zugeführt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Zentrieren und Halten eines an ein Rohr anzuschweißenden glatten Flansches mittels eines konischen Zentrierdorns, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierdorn (13) in einem Zylinder (16) axial verschiebbar ist, der Zylinder (16) einen ringförmigen Elektromagnet (15) zum Anlegen an eine Flanschplanfläche trägt und für sich axial verschiebbar und zusammen mit dem Zentrierdorn (13) drehbar ist, daß drei radial bewegliche Klemmbacken (2, 2a,J vorgesehen sind zum Spannen des Rohres (1) mittels ihrer Stirnflächen, wobei die Klemmbackenplanflächen Anschlagflächen für den Flansch (24) bilden, und an den zwei unten liegenden Klemmbacken {2a) rohrachsparallele Stifte (5) als Auflager für den Flansch (24) dienen.