DE2505666C3 - Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Anschweißen von Aufsteckflanschen an Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Anschweißen von Aufsteckflanschen an Rohre, wobei die Flansche auf je ein Spannfutter aufgesteckt werden, dann die Flansche auf das Rohr aufgeschoben werden und schließlich Rohr und Flansch unter Drehung miteinander verschweißt werden.

Eine Schweißvorrichtung zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens ist bereits aus der DE-OS 23 34 028 als bekannt zu entnehmen. Bei diesem Schweißverfahren werden nach dem Zentrieren und Spannen des Rohres in einer Rohrzentriervorrichtung die Flansche beidseitig auf das Rohr aufgeschoben und mit diesem verschweißt. Dieser gesamte Verfahrens-

)0 ablauf erfolgt in einer einzigen Schweißstellung (Drehlage) des Rohres.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, mit dem eine optimale Schweißverbindung zwischen Rohr und Flansch erhalten wird und zwar unabhängig davon, ob das Rohr über seine Länge hinweg mehr oder weniger gekrümmt ist.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß vor dem Verschweißen

•to von Flansch und Rohr die Flansche soweit auf das Rohr aufgeschoben werden, bis das Spannfutter an der Stirnseite des Rohres zur Anlage kommt, daß dann Flansche und Rohr mittels Heftpunkten miteinander verbunden werden und während dieses Heftvorganges das Rohr frei zwischen den Spannfuttern gedreht wird, und daß schließlich die Spannfutter in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren werden und das Rohr mit den angehefteten Flanschen aus seiner Heftposition in die Schweißlage überführt und in dieser dann während der Endschweißung gedreht wird.

Durch das Spannfutter, dessen Spannbacken einen bestimmten Abstand aufweisen, werden die Flansche soweit auf das Rohr aufgeschoben, bis das Spanfutter mit seiner Verzahnung in die Stirnseite des Rohres »eingreift«. Durch dieses Anlegen des Spannfutters und dem dabei erfolgenden Aufschieben des Flansches auf das Rohr ergibt sich in vorteilhafter Weise auch der richtige Rückstand des Flansches auf dem Rohr.

Durch die vorteilhaft freie Drehung des Rohres,

bo dessen Enden ja zwischen den beiden Spannfuttern gehalten sind, ist gewährleistet, daß der sich aufgrund der Toleranzen von Flanschinnendurchmesser und Rohraußendurchmesser ergebende Schweißspalt rundum stets das gleiche Maß aufweist. Dabei ist es - und dies ist hierbei von wesentlicher Bedeutung — unerheblich, ob nun das Rohr über seine Lange hinweg mehr oder weniger gekrümmt ist. Bedingt durch diese Freidrehung während des Heftvorganges ist sicherge-

stellt, daß die eingespannten Rohrenden mit den daraufsitzenden Flanschen eine gemeinsame Drehachse aufweisen.

Die erfindungsgemäße Trennung des Verfahrens in das Anheften (mit dem Drehen des Rohres durch die Spannfutter) und das EndschweiBen (Drehen des Rohres mit einem zweiten Antrieb) gewährleistet eine optimale Schweißverbindung, unabhängig vom Maß der Rohrkrümmung entlang seiner Längsachse, da ste«s ein gleichmäßiger Schweißspalt vorhanden ist

Zur Durchführung des vorstehenden Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung, bestehend aus einem ortsfesten und einem verfahrbaren Maschinenteil, an dem jeweils eines der beiden in einer Flucht einander gegenüberliegend angeordneten Spannfutter befestigt ist, mit zwei zwischen den Spannfuttern vorgesehenen Stützen zur Aufnahme des Rohres und mit im Bereich dsr Spannfutter angeordneten horizontal und vertikal verstellbaren Brenneraggregaten.

Eine solche Vorrichtung ist an sich bekannt, wie dies die US-PS 27 53 826 zeigt.

Gegenüber diesem Stand der Technik ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gekennzeichnet durch einen ersten Antrieb zum Drehen des Rohres während des Anheftens des Flansches an das Rohr und durch einen zweiten Antrieb zum Drehen des Rohres während des Schweißens der umlaufenden Naht.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn der erste Antrieb mit dem Spannfutter verbunden ist, welches an einem in seiner Höhe verstellbaren Reitstock drehbar angeordnet ist, dem seinerseits ein Horizontalverstellantrieb zugeordnet ist.

Durch die Höhenverstellung des Reitstockes und damit des Spannfutters ist gewährleistet, daß während des Anheftvorganges der Flansche an das Rohr letzteres frei getragen ist. Da lediglich ein Antrieb der Spannfutter eingeschaltet ist, wird die Drehbewegung dieses Spannfutters über das Rohr, welches in diesem Falle als eine »Königswelle« wirkt, auf das gegenüberliegende Spannfutter übertragen.

Durch diese erzwungene Mitnahme des nicht angetriebenen Spannfutters mit dem darin gespannten Flansch ist ein exaktes Fluchten der Bolzenlöcher der einander gegenüberliegenden Flansche gewährleistet.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die beiden Reitstöcke von einem Maschinenbett der Vorrichtung getragen sind, und daß an diesem Maschinenbett zur Unterstützung des Rohres Rollenböcke vorgesehen sind, von denen wenigstens einer verschiebbar angeordnet ist.

Diese Rollenböcke treten nach dem Heftvorgang dann wirksam in Aktion, wenn Rohr und Ansieckflansch miteinander verschweißt werden.

Da die Rohre nach dem erfolgten Heften in den Rollenböcken mit umlaufenden Rundnähten fertig geschweißt werden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, wenigstens einen der Rollenböcke mit einem Rollenantrieb auszustatten.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung, mit welcher das erfindungsgemäße Schweißverfahren durchführbar ist, in Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung. In der Zeichnung sind dargestellt, in

Fig. I eine Gesamtansicht der Vorrichtung (Seitenansicht);

F i g. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung;

Fig.3 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;

F i g. 4 eine weitere Schnittansicht entlang der Linie B-BmF ig. 1;

F i g. 5 eine Vorderansicht eines. Spannfutters;
F i g. 6 eine Seitenansicht gemäß F i g. 5 und
F i g. 7 die gegenseitige Anordnung von Flansch und Rohr zusammen mit dem Spannfutter.

In den F i g. 1 und 2 ist eine vollautomatisch ίο arbeitende Schweißmaschine 10 (Vorrichtung) dargestellt. Die Schweißmaschine 10 ist im wesentlichen zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem ortsfesten Teil 12 und einem beweglichen Teil 14, welche beide auf einem Maschinenbett 16 angeordnet sind.
Am linken Ende {Fig. 1) des Maschinenbettes 16 ist ein Rahmen 18 angeordnet, dessen Oberseite eine Führung 20 für einen horizontal verschiebbaren Reitstock 22 aufweist.

Zur Hin- und Herbewegung dient ein in der Rahmenmitte befestigtes Kolben-Zylinderaggregat 24. Das freie Ende der Kolbenstange 26 ist bei 28 am Reitstock 22 angelenkt In Fig. 1 ist die Ruhestellung des Reitstockes 22, d. h. die Kolbenstange 26 ist zurückgezogen, dargestellt.

Auf einer oberen Plattform 30 des Reitstockes 22 ist ein Lagergehäuse 32 zur Aufnahme der Spindel für ein Spannfutter 34 vorgesehen. Die Verbindung zwischen Plattform 30 und Lagergehäuse 32 erfolgt über Vertikalführungen 36, zwischen denen ein Hubzylinder ίο 38 angeordnet ist Der Hubzylinder ist mit einer (nicht dargestellten) Druckquelle verbunden und dient für einen noch zu beschreibenden Zweck zur Vertikalverstellung des im Lagergehäuse vorhandenen Spindelstokkes und damit des Spannfutters 34.

Oberhalb des Lagergehäuses 32 und von diesem getragen, ist ein Stellmotor 40 vorgesehen. Dieser Stellmotor steht mit dem Spannfutter 34 in Eingriff und dient nicht nur zur Einstellung der Spannbacke« 42, sondern gleichzeitig auch als Drehantrieb für das Spannfutter 34 während des Heftvorganges.

Wie insbesondere aus den F i g. 5 und 6 ersichtlich, besitzt das Futter 34 drei Spannbacken 42, welche in an sich bekannter Weise durch den Stellmotor 40 in ihren Führungsbahnen 44 zum Zwecke des Spannens bzw. des Lösens, hin- und herverfahrbar ausgebildet sind. Im Zentrum des Spannfutters (vgl. hierzu F i g. 5) sind die Spannbacken 42 winkelig ausgebildet und tragen in diesem Bereich erhabene Segmente 46, die in der inneren Endstellung der Spannbacken 42, d. h. wenn die Spannbacken aneinander stoßen, einen kreisringförmigen Vorsprung 48 bilden.

Die Stirnseite des Vorsprunges 48 weist eine Spitzverzahnung 49 auf, welche in noch zu beschreibender Weise mit einen zu verschweißenden Rohr 62 in Wirkverbindung gelangt.

Wie weiterhin F i g. 5 zeigt, ist in einer Führung 50 ein Schlitten 52 angeordnet, der über einen Spindeltrieb 54 manuell verstellbar ist. Am Schlitten 52 ist ein Zeiger 56 angebracht, der mit einer auf der Führung 50 befestigten bo Skala 58 zusammenwirkt. Der Schlitten 52 dient zur Aufnahme eines Zentrierbolzens .60, in welchen der anzuschweißende Aufsteckflansch 64 eingehängt wird.

Zur Betätigung der Spannbacken 42 greift in das

Spannfutter die Antriebswelle 66 des Stellmotors 40 ein, durch deren jeweilige Drehbewegung die Spannbacken in an sich bekannter Weise geöffnet bzw. geschlossen werden.

Wie F i g. 1 zeigt, ist dem festen Teil 12 ein Rahmen 68

zugeordnet, an dem vertikale Führungen 70 befestigt sind. An dem (in F i g. 1) linken Führungspaar ist mittels eines Halterahmens 72 ein Brenneraggregat 74 zur Innennahtschweißung über einen Höhenverstellantrieb 75 auf und ab beweglich vorgesehen. Am unteren Ende "> des Halterahmens 72 ist ein Horizontalschütten 76 mit dem eigentlichen Brenner 78 angeordnet. Die Verbindung des Brenners 78 mit dem Schlitten 76 erfolgt über eine Verstelleinrichtung 80, mit deren Hilfe der Brenner auf den richtigen Schweißabstand einreguliert werden "> kann.

An dem unteren, dem Maschinenbett 16 zugekehrten Ende des Horizontalschlittens 76 sind eine horizontale Führungsrolle 82"sowie eine vertikale Führungsrolle 84 befestigt. Diese Rollen dienen zur Positionierung des '■> Innennaht-Brenners 78 für den Schweißvorgangs.

Wie F i g. 1 zeigt, stützt sich die Rolle 82 während des Schweißens am Aufsteckflansch 64 ab und positioniert dadurch den Brenner 78 in horizontaler Ebene, wogegen die Rolle 84 und damit der Brennerkopf 76 von einer Halterung 86 in der Vertikalbewegung nach unten gehindert ist.

Den gleichen Aufbau wie das Brenneraggregat 74 weist das daneben angeordnete zweite Brenneraggregat 88 für die Außennahtschweißung auf, das ebenfalls in entsprechender Weise an Führungen 70 auf- und abbewegbar ist. Im Gegensatz zum Aggregat 74 jedoch, ruht das Brenneraggregat 88 über seine vertikale Führungsrolle 84 auf dem Rohr 62 auf, während die Führungsrolle 82 an der Innenseite des Aufsteckflan- 3» sches 64 anliegt und damit den Brenner 78 für die Außennaht in horizontaler Richtung auf den Aufsteckflansch 64 ausrichtet.

An dem vorderen Ende (in Fig. 1 rechts) des Rahmens 68 ist ein Kolben-Zylinder-Aggregat 90 » angeordnet, an dessen nach unten weisender Kolbenstange eine Führungsstange 92 vorgesehen ist. Das dem Rohr 62 zugekehrte Ende der Führungsstange 92 trägt eine Anpreßrolle 94, weiche während des Schweißvorganges fest an der Rohrumfangsfläche anliegt. Die *o Anpreßrolle 94 ist drehbar mit einem Impulsgeber 96 verbunden, durch welchen die Steuerung des Schweißvorganges erfolgt. Anstelle dieser Anordnung ist es auch möglich, den Impulsgeber 96 der Führungsrolle 84 zuzuordnen, wobei diese dann ebenfalls als Anpreßrolle *5 wirkt

Exakt den gleichen konstruktiven Aufbau — wenn auch spiegelbildlich — weist der bewegliche Teil 16 der Schweißmaschine 10 auf, was auch durch die gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet ist

Zürn Unterschied gegenüber Teil 16 jedoch, ist der rechte Maschinenteil 14 insgesamt verfahrbar auf dem Maschinenbett 16 angeordnet und zwar mittels eines Fahrrahmens 98. Dieser Fahrrahmen ist auf zylindrischen Führungsschienen 100 angeordnet (vgl. hierzu F i g. 4) und zwar mittels einer leichtgängigen Kugelrollenführung. Zur Hin- und Herbewegung des Fahrrahmens 98 dient ein seitlich angeflanschter Getriebemotor 1OZ

Zur Versorgung des fahrbaren Maschinenteiles 14 mit w> den Arbeitsmedien, wie Glas, Kühlwasser, öl (als Druckmedium) usw. ist eine sogenannte Schleppkette 104 vorgesehen, in welcher die einzelnen, flexiblen Leitungen für das jeweilige Medium angeordnet sind (vgL hierzu auch F i g. 1 rechts). *>5

Durch die Verfahrbarkeit des Maschinenteiles 14 ist es möglich, auf Rohre unterschiedlicher Länge Aufsteckflansche zu schweißen. Zur Unterstützung der zu schweißenden Rohre 62 sind — im Ausführungsbeispiel drei — Rollenböcke 106,108 vorgesehen. Während der eine, linke Rollenbock 106 ortsfest am Maschinenbett 16 befestigt ist, sind die beiden anderen Rollenböcke in ihrer Lage veränderbar vorgesehen und zwar ist der rechte Rollenbock 106 auf dem Fahrrahmen 98 angeordnet und verfährt somit beim Verfahren des Maschinenteiles 14, während der mittlere Rollenbock 108 verschiebbar auf den Führungsschienen 100 vorgesehen ist(Fig. 1).

Jeder der beiden Rollenböcke 106 besitzt den gleichen konstruktiven Aufbau, vgl. hierzu auch F i g. 3. Auf einem trapezförmigen Grundrahmen 110 ist beidseitig eine Tragplatte 112, 114 angeordnet. An der unteren Stirnseite der Tragplatte 112 ist ein Getriebekasten 116 befestigt, an dem ein Versieilmolor 118 angeflanscht ist. Je nach Drehsinn des Motors 118 wird über das nicht dargestellte Getriebe die Tragplatte 112. an deren oberen Ende eine Stützrolle 120 gelagert ist, in ihrer Führung 122 in Richtung des Rohres 62 bzw. von ihm weg bewegt.

Auf der Tragplatte 114 (in F i g. 3 links) ist dem Motor 118 gleichfalls ein Getriebe 124 zugeordnet. Neben der Verstellfunktion der Tragplatte 114 und der daran befestigten Stützrolle 120a, ist weiterhin am Motor ein Rollenantrieb 126 vorgesehen, durch den die Stützrolle 120a in Drehung gesetzt werden kann und diese Drehbewegung dann auf das Rohr 62 übertragen wird.

Der in Fig. 1 mittlere Rollenbock 108 ist auf den beiden Führungsschienen 100 verschiebbar angeordnet und ist nur dann erforderlich, wenn sehr lange Rohre 62 in der Schweißmaschine bearbeitet werden und diese somit durch den RollenboCk an einem Durchbiegen gehindert sind. Die Rollen 120 des Rolienbockes 108 sind gleichfalls auf einer Tragplatte 112 angeordnet Die Verstellung der Stützrollen 120 erfolgt jedoch manuell, und zwar mit Hilfe eines Kurbelrades 118, an dem eine in Fig.2 nur angedeutete Verstellspindel 130 angeordnet ist.

Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist seitlich der Schweißmaschine 10 eine Zuführeinrichtung 132 angeordnet mit welcher die zu verschweißenden Rohre 62 aus einer (nicht dargestellten) Vorratsstation in die Maschine eingebracht werden.

Die Zuführeinrichtung 132 weist mehrere Diabolorollen 134 auf, welche zum Transport des Rohres bis zur Schweißmaschine 10 dienen. An den beiden Rollenbökken 106 ist eine Führungsplatte 136 vorgesehen, an der die Kolbenstangen zweier Hubzylinder 138 angreifen, die ihrerseits im Maschinenbett zwischen den beiden Führungsschienen 100 sich nach unten erstrecken. Die Führungsplatte 136 dient zur Aufnahme eines horizontal verschieblichen Elevators 140. In Fig.4 ist mit durchgehenden Linien die Aufnahmestellung (für das Rohr), während die Aufgabestellung für das mit Aufsteckflanschen ausgestattete Rohr gestrichelt dargestellt ist Durch Verschiebung des Elevators in Fig.4 nach rechts und dem sich daran anschließenden Anheben der Führungsplatte 136 durch die Hubzylinder 138 wird der Elevator in die gestrichelt gezeichnete Position überführt

Zur Übergabe des Rohres von den Diabolorollen 134 auf den als eine schiefe Ebene ausgebildeten Elevator 140, dient ein Auswerfer 142, dessen Arm 144 über eine Gelenkverbindung 146 mit einem Arbeitszylinder 148 verbunden jst

Bei kurzen Rohren ist es ausreichend, wenn ein Auswerfer vorgesehen ist, welcher in der Mitte

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zwischen den beiden Elaevatoren angeordnet ist. Bei längeren Rohren hingegen ist es zweckmäßig zwei oder mehr Auswerfer entsprechend anzuordnen.

Auf dem Rollenbock 106 und zwar in der Nähe des Elevators 140 ist ein Hydraulik-Stoßdämpfer 148 befestigt, der zur Abbremsung, insbesondere großer Rohre dient.

Beidseitig des Elevators 140 ist, wie die Fig. 1 und 4 zeigen, jeweils eine Platte 150 angeordnet, deren Oberkante 152 geneigt ist. Elevator und Platte 150 sind so einander zugeordnet, daß der Schnittpunkt 154 von Oberkante 152 der geneigten Elevaloroberseite stets in Maschinenmitte (Vertikalachse 156) ist. Der Schnittpunkt 154 bildet den tiefsten Punkt zwischen Elevator und Platte 150, in welchem das der Schweißmaschine zugeführte Rohr zu liegen kommt und damit gleichzeitig auch in bezug auf die beiden Spannfutter 34 ausgerichtet

Mit einer solchen vorstehend beschriebenen Schweißmaschine können auf Rohre unterschiedlicher Länge Aufsteckflansche aufgeschweißt werden. Ein solcher erfindungsgemäßer Schweißvorgang ist nachstehend beschrieben:

Zunächst werden die Rollen des Rollenbockes 106 auf den gewünschten Durchmesser des Rohres 62 mittels des Verstellmotors 118 verfahren. In das Spannfutter 34 werden dann Spannbacken 42 eingesetzt, deren Vorsprung 48 dem erforderlichen Rückstand »R« des Rohres 62 bezüglich des Aufsteckflansches 64 entspricht. In den Schlitten 50 wird dann der Zentrierbolzen 60 eingesetzt, dessen Durchmesser der Größe der Schraubenloch-Bohrung im Aufteckflansch 64 gleich ist. Über den Spindeltrieb 54 wird der Schlitten zusammen mit den Zentrierbolzen soweit verfahren, bis der Zeiger 56 auf der Skala 58 die gewünschte Größe des Lochkreis-Durchmessers anzeigt. Der Zentrierbolzen ist dann in einem Abstand von der Drehachse des Spannfutters 34 angeordnet, der dem halben Lochkreis-Durchmesser entspricht.

Nach der Ausrichtung der beiden Rollenböcke 106 (und ggf. auch des mittleren Rollenbockes 108) und der Einstellung der Spannfutter, wird der aus einer Vorratsstation, z. B. automatisch zugeführte Aufsteckfianseh auf den Zentrierbdzcn 60 gehängt. Durch Betätigung des Stellmotors 40 verfahren die Spannbakken 42 in ihre den Flansch an das Spannfutter festklemmende Position.

Als nächstes werden die Schweißparameter (Strom, Spannung, Drahtvorschubgeschwindigkeit usw.) für alle vier Brenner 78 (MIG/MAG-Brenner) eingestellt. Diese Einstellung erfolgt nach Erfahrungswerten und/oder nach Tabellen. Darüberhinaus ist es noch erforderlich, am Impulsgeber, die entsprechend dem Rohr-Außendurchmesser benötigte Impulszahl einzustellen (ebenfalls nach Tabelle).

Nach diesen Vorbereitungen an der Maschine selbst, kann der eigentliche Schweißvorgang beginnen.

Das zwischenzeitlich durch die Diabolorollen 134 zugeführte Rohr, liegt mit seinem vorderen Ende an einem Anschlag, so daß das Rohr in bezug auf den festen mi Maschinenteil 12 stets ausgerichtet und somit gewährleistet ist, daß das (in F i g. 1 linke) Rohrende dann in die Schweißposition immer den gleichen Abstand zum Brennerkopf 76 aufweist Da Rohre unterschiedlicher Länge mit dieser Maschine bearbeitet werden können, fts muß der rechte, bewegliche Maschinenteil 14 so weit verfahren werden, bis das andere Rohrende (in Fig. 1 rechts) erreicht ist und somit auch der rechte

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55 Brennerkopf im gewünschten Abstand zum Rohrende steht.

Durch Betätigung des Arbeitszylinders 147 wird der Arm (Arme) des Auswerfers 142 verschwenkt und dabei das Rohr von den Rollen 134 auf die Elevatoren 140 gedrückt. Auf diesen rollt das Rohr entlang der schiefen Ebene bis zu den Stoßdämpfern 148 (insbesondere bei großen Rohren) und wird dort zunächst abgestoppt.

Die Führungsplatte 136, auf welcher Elevator und die seitlich angeordneten Platten 150 angeordnet sind, wird durch die Hubzylinder 138 angehoben, so daß das Rohr nun oberhalb der Stützrollen 120 zu liegen kommt. Stoßdämpfer 148 und die Schräge 149 verbleiben in ihrer Stellung, so daß das Rohr beim Anheben über diese entlang rollt bis es im Verbindungsbereich zwischen Elevator und der Oberkante 152 der Platte «50 nach dem Auspendeln zum Liegen kommt. In dieser Position (Punkt 154) ist das Rohr exakt oberhalb der Rollenböcke 106 (108) angeordnet. Durch das Absenken der Elevatoren gelangt das Rohr auf die Stützrollen der Rollenböcke und ist dadurch gleichzeitig auch mit seiner Längsachse in bezug auf die Drehachse der beiden Spannfutter 34 fluchtend ausgerichtet.

Unmittelbar nach der Ausrichtung des Rohres auf den Stützrollen 120 werden die beiden Reitstöcke 22 durch Kolbenzylinderaggregate 24 in Richtung der beiden Rohrenden verfahren. Dabei werden die von den Spannbacken 42 gehaltenen Aufsteckflansche 64 auf das Rohr aufgeschoben und zwar so weit, bis die Verzahnung 49 auf den Vorsprüngen 48 fest mit der Rohr»iirnseite in Verbindung gelangt, vgl. hierzu auch Fig. 7. Im Ausführungsbeispiel verfährt in vorteilafter Weise zuerst der in F i g. 1 linke Reitstock 22 stets bis zu seinem Endanschlag (maximaler Hub der Kolbenstange 26), in welcher somit das Rohr eindeutig in einem Fixpunkt (Festanschlag) ausgerichtet ist. Erst danach fährt der andere Reitstock so weit nach links, bis auch dessen Spannfutter mit dem Rohr in Verbindung steht. Durch die von den Reitstöcken auf das Rohr ausgeübte Druckkraft (z. B. 400 kp) entsteht eine feste, spielfreie Drehverbindung zwischen den beiden Spannfutter durch das als Königsweile wirkende Rohr 62.

Die beiden Außennaht-Brenneraggregate 73, 75 fahren entlang ihrer Vertikalführungen 70 in ihre obere Endstellung auf das Rohr, wobei sich die Führungsrolle 84 auf der Rohraußenfläche abstützt und zentrieren sich in bezug auf die Kehle zwischen Aufsteckflansch und Rohr. Hierbei wird, da ja die Vertikalposition des Brenners durch die Führungsrolle 84 vorgegeben ist, das Brenneraggregat noch so lange in Flanschrichtung bewegt, bis die horizontalen Führungsrollen 82 der Verstelleinrichtung 80 an Kontakt dem Flansch gelangen und somit auch der erforderliche Horizontalabstand des Außennaht-Brenners 78 hergestellt ist. In dieser Position nun werden die Brenner kurz gezündet und bringen in der Kehle (zwischen Flansch und Rohr) den ersten Heftpunkt an. Durch Betätigung des Hubzylinders 38 wird der im Innern des Lagergehäuses 32 angeordnete, das Spannfutter tragende Spindelstöcke um ein geringes Maß (ca. 5 mm) angehoben, so daß das Rohr von den Stützrollen 120 frei kommt Jetzt erfährt das vorteilhaft frei zwischen den beiden Flanschfutter angeordnete Rohr eine Drehung um 180°, so daß dann der zweite Heftpunkt angebracht werden kann.

Nach der Anbringung der beiden Heftpunkte senken sich die Spindelstöcke mit dem Flanschfutter wieder ab und das Rohr liegt wieder auf den Rollenböcken auf. Nach F.ntfcrnung der Zentrierbolzen 60 fahren die

Spannbacken 42 aus ihrer Spannstellung mit dem Flansch in die Ausgangsstellung zurück. Gleichzeitig werden auch die Reitstöcke wieder in ihre, in Fig. 1 dargestellte Ausgangsposition zurückgezogen. Das Rohr liegt nun mit den beiden angehefteten Aufsteckflanschen frei auf den Stützrollen.

Wie zuvor erwähnt, wird das Rohr während des Heftvorganges von den beiden Spannfuttern gehalten, das sich (über die Spindelstöcke) anschließend absenkt, so daß das Rohr mit den angehefteten Flanschen nunmehr frei auf den Stützrollen für für den sich anschließenden Schweißvorgang zu liegen kommt. Es ist selbstverständlich und liegt in vorteilhafter Weise im Rahmen der Erfindung, daß anstelle des Hebens und Senkens der Spannfutter, diese Höhenverssteilung des Rohres in seine Heftiage bzw. in die SchweiBposilion auch durch eine entsprechende Vertikalbewegung der Rollenböcke 106 vorgenommen werden kann.

Da die beiden Außennaht-Brenner 73 bereits positioniert sind, müssen für den Schweißvorgang noch die beiden Innennaht-Brenner 74 in bezug auf die innere Kehlnaht ausgerichtet werden.

Zu diesem Zweck fährt zunächst ein am Rollenbock 106 angeordneter, hydraulischer Abtastschlitten 160 nach oben (F i g. 1), bis die am Schlittenende angeordnete Tastrolle 162 am Rohr anzuliegen kommt.

Am Schlitten 160 ist die Halterung 86 angeordnet, welche somit um ein gewisses Maß ebenfalls nach oben bewegt wird.

Das Brenncraggregat 74 für die Innennaht senkt sich nun herab, und zwar so weit, bis seine Führungsrolle 84 (Vertikalverstellung) auf der Halterung 86 aufliegt.

Der konstruktive Abstand zwischen Halterung 86 und Tastrolle 162 bzw. zwischen innennahl· Brenner 78 und Führungsrolle 84 ist jeweils so ausgebildet, daß stets gewährleistet ist, daß beim Aufsitzen der Rolle 84 auf der Halterung 86, der Innennaht-Brenner 78 in seiner Vertikalposition bezüglich der Innen-Kehlnaht immer exakt ausgerichtet ist. Durch Verstellung des Brenneraggregats 74 in Flanschrichtung, und zwar so weit, bis die Führungsrolle 82 am Flansch anstößt, wird der Brenner auch horizontal ausgerichtet.

Nun zünden sämtliche Brenner, der Antrieb (126) des Rollenbockes wird eingeschaltet und das Rohr 62 wird mit vorgegebener Schweißgeschwindigkeit gedreht. Damit kein Durchrutschen der Antriebsrollen erfolgen kann, drücken die Anpreßrollen 94 mit einer vorbestimmten Kraft auf das Rohr. Beim Zünden der Innennahtbrenner wird der Impulsgeber % auf ein

ίο Zählwerk geschaltet, so daß nach Ablauf der vorgewählten Impulszahl — entsprechend dem Umfang des Rohres und der gewünschten Nahtüberlappung — die Brenner wieder ausgeschaltet werden.
Die vier Brenneraggregate fahren wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Die beiden Elevatoren 136 werden erneut nach oben bewegt und heben dabei das Rohr mit den angeschweißten Aufsteckflanschen von den Rollenböcken ab. Bei der sich nun anschließenden Horizontalbewegung der Elevatoren (F i g. 4 gestrichelte Elevatordarstellung) rollt das Rohr aus der Schweißmaschine auf einen Ablauflisch zur Weiterverarbeitung. Im letzten Arbeitsschritt kehren die Elevatoren in ihre Ausgangsstellung zurück; der Schweißvorgang ist beendet.

Mit einer Schweißmaschine der vorstehend beschriebenen Art ist es in vorteilhafter Weise möglich, bei einem Minimum an Platzbedarf und Bedienungspersonal, Rohre mit einem Durchmesser von 25—300 mm und die in Länge von 1000—6000 mm und mehr durch

JO Heftschweißen mit exakt positionierten Flanschen zu versehen und diese anschließend mit den gleichen Schweißbrennern durch je eine umlaufende Innen- und Außcnkehlnaht fest und druckdicht mit dem Rohr zu verschweißen. Durch den automatischen Ablauf des Schweißvorganges, beginnend mit der Übergabe des Rohres an den Diabolorollen auf die Elevatoren und endend in der Übergabe des Rohres mit Flansch von den Elevatoren auf einen Aufnahmetisch, ist in der Regel nur eine Bedienungsperson erforderlich.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum automatischen Anschweißen von Aufsteckflanschen an Rohre, wobei die Flansche auf je ein Spannfutter aufgesteckt werden, dann die Flansche auf das Rohr aufgeschoben werden und schließlich Rohr und Flansch unter Drehung miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verschweißen von Flansch und Rohr die Flansche soweit auf das Rohr aufgeschoben werden, bis das Spannfutter an der Stirnseite des Rohres zur Anlage kommt, daß dann Flansche und Rohr mittels Heftpunkten miteinander verbunden werden und während dieses Heftvorganges das Rohr frei zwischen Spannfuttern gedreht wird, und daß schließlich die Spannfutter in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren werden und- das Rohr mit den angehefteten Flanschen aus dieser Heftposition in die Schweißlage überführt und in dieser dann während der EndschweiOung gedreht wird.-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dtr Flansch auf einen Vorsprung des Spannfutters aufgeschoben und mittels eines Zentrierzapfens ausgerichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfutter nacheinander verfahren werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 — 3, bestehend aus einem ortsfesten und einem verfahrbaren Maschinenteil, an dem jeweils eines der beiden in einer Flucht einander gegenüberliegend angeordneten Spannfutter befestigt ist, mit zwei zwischen den Spannfuttern vorgesehenen Stützen zur Aufnahme des Rohres und mit im Bereich der Spannfutter angeordneten horizontal und vertikal verstellbaren Brenneraggregaten, gekennzeichnet durch einen ersten Antrieb (40>, zum Drehen des Rohres (62) während des Anheftens des Flansches (64) an das Rohr (62) und durch einen zweiten Antrieb (136), zum Drehen des Rohres (62) während des Schweißens der umlaufenden Naht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Antrieb (40) mit dem Spannfutter (34) verbunden ist, welches (34) an einem in seiner Höhe verstellbaren Reitstock (22) drehbar angeordnet ist, dem (22) seinerseits ein Horizontalverstellantrieb (24) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Reitstöcke (22) von einem Maschinenbett (16) der Vorrichtung getragen sind, und daß an diesem Maschinenbett zur Unterstützung des Rohres (62) Rollenböcke (106, 108) vorgesehen sind, von denen wenigstens einer verschiebbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Rollenböcke (106) mit einem Rollenantrieb (126) ausgestattet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den einen Reitstock (22) aufnehmende Teil (12) der Vorrichtung ortsfest und der den zweiten Reitstock (22) aufnehmende andere Teil (14) verschiebbar auf dem Maschinenbett (16) angeordnet is'..

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den

beiden Teilen (12, 14) Höhenverstelleierichtungen (79, 80) für die Innen- und Außennahtbrenner (78) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Brenner (78) Horizontal- und Vertikalführungsrollen (82 bzw. 84) zugeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite des Vorsprunges (48) eine Spitzverzahnung (49) vorgesehen ist.