DE2544723A1

DE2544723A1 - Bahn-schweissapparat

Info

Publication number: DE2544723A1
Application number: DE19752544723
Authority: DE
Inventors: Stanley Beetham; Thomas Bentham Hemsley; Leslie Henderson
Original assignee: Clarke Chapman Group Ltd
Current assignee: Clarke Chapman Group Ltd
Priority date: 1975-09-09
Filing date: 1975-10-07
Publication date: 1977-03-17
Also published as: GB1500787A; US4009360A; DE2544723B2

Description

PATENTANWÄLTE

K. SIEBERT G. GRÄTTINGER

■ Dipl.-lng. Dlpl.-ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing.

813 Starnberg bsi München Postfach 1Ü43. Almeidaweg 12 Telefon (08151) 1 27 30 U. 41 15 Telegr.-Adr.: STAfIPAT Slarnborg

den

Anwaltsakte 6515/2

Clarke Chapman Limited, Victoria Works, Gateshead Tyne and Wear

England NES 3HS

Bahn-Schweißapparc

Die Erfindung betrifft einen Bahn-Schweißapparat für Rohre und Röhren, in dem diese ohne gedreht zu werden an ihren aneinanderstoßenden Enden verschweißt werden.

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ORIGINAL JNSPECTEO

Posiscfceckkonto München 272B-804 · Kte!,s!yjarkasi.c Starnlwg &»» ■ Deutsche Bank Starnberg 59/17570

Es ist ein Bahn-Schweißapparat bekannt für:

a) Stumpfschweißen von Rohren mit dem autogenen WIG-S chwe i ß ve rf all r en; ein Apparat dieser Art ist durch die US-PS 2 721 248, 3 035 147, 3 230 340, 3 238 347, 3 395 262, 3 534- 199, 3 649 799 und 3 780 254 beschrieben;

b) Stumpfschweißen von Rohren mit dem WIG-Schweißverfahren unter Schweißdrahtzuführung wie es in der US-PS 3 409 752 und US-PS 3 780 254 beschrieben worden ist.

In allen in den früheren Lösungsvorschlägen erwähnten Fällen wird ein Schweißapparat offenbart, der eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:

a) Der Raumbedarf radial bezüglich der zu verschweißenden Rohre ist mehrmals gleich dem Durchmesser der Rohre;

b) Das Gehäuse muß geöffnet sein, um das Einlegen der zu; verschweißenden Rohre zu gestatten; der offene Raumbedarf radial bezüglich des Rohres ist mehrmals (zumindest) so groß wie der Durchmesser der Rohre, wenn das Gehäuse geöffnet ist;

c) Eignung nur für sehr kleine Rohrdurchmesser;

d) Möglichkeit nur autogene Schweiß8ngen ohne Schweißdraht oder ohne jegliche Drahtzufuhr auszuführen.

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Keiner der Beispiele der oben erwähnten früheren Lösungsvorschläge eines Pahn-Schweißanparates zeigt eine Vorrichtung zur zwangsläufigen Drahtzuführung in die Schweißzone mit einem Kechanisrus, der in radialer Richtung nur einen sehr kleinen Zwischenraum der zu verschweißenden Rohre benötigt. Beispielsweise einen Zwischenraun, so daß .der Rohrabstand ungefähr so klein wie 25 mm für Rohre mit einem Außendurchmesser von ungefähr 95 mm oder ungefähr so klein wie 44 mm für Rohre mit einem AuPendurchnresser von ca. 38 mm sein kann.

Keines der Beispiele nach dem Stand eier Technik ist für eine Kesselrohrschweißurig zur Herstellung von Dampfkesselaufbauten und zur Reparatur beseh^dioter Kesselrohrteile geeignet. In beiden Fällen machen es die eng benachbarten Rohre unurcoänglich, daß der Schweißapparat sehr kleine Abmessungen hat und an eine Seite der Rohre angebracht werden kann, ohne einen. "Kopf" zur öffnung zu benötigen, der den erforderlichen Zwischenraum vergrößern würde. Die Drahtzuführung für das WIG- und MIG- Schweißverfahren ist für die Kesselrohrschweißuna wichtig, besonders bei Anwendungen im Kernkraftbereich. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bahn-Schweißapparat zu schaffen, durch den die Nachteile der früheren Lösungsvorschläge ausgeschaltet werden oder auf ein unbedeutendes Maß herabgemindert werden können. Eine weitere Aufoabe der Erfindung, ist es, einen Bahn-Schweißapparat zu schaffen, der eine Drahtzuführung zur Schweißzone verbunden mit dem Erfordernis eines minimalen radialen Abstandes der zu verschweißenden Rohre gestattet.

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Nachfolgend werden mehrere Aur.führunnsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Figur 1 eine Vorderansicht einer ersten

Ausführungsform des Schweißapparates ,

Figuren 2 und 3 Ansichten des Schweißapparates gemäß der Pfeilrichtung A und B in Figur 1,

Figuren 4 und 5 sind Schnitte entlang der Linien IV-IV von Figur 5 und V-V von Figur 4, wobei Figur 4 einen vertikalen Teilschnitt ungefähr in der Ebene, die durch die Linie IV-IV in Figur 1 bezeichnet ist, darstellt,

Figur 6 eine Seitenansicht einer zweiten Ausbil-

" dungsform ,

Figur 7 eine Stirnansicht der in Fierur 6 gezeiaten

Ausbildungsform ,

Figur 8 eine Stirnansicht einer dritten Ausbildungsform,

Figuren 9 und 10 eine perspektivische Ansicht einer

vierten Ausbildungsform des Schweißapparats in zwei verschiedenen Betriebszuständen,

Figur 11 eine dreidimensionale Ansicht der zweiten

Ausführungsform in Schweißposi.tion, die aus Obersichtlichkeitsgrunden Teile (das Brücken-

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teil und Zusatztriebteil ) losgelöst vom eigentlichen Schweißapparat zeigt,

Figur 12 eine Stirnansicht des Schweißapparats nach Figur 11 in Schweißposition zwischen zwei benachbarten Rohren und

Figur 13 eine Seitenansicht des in Fiaur 11 und 12 gezeigten Schweißapparats in der Ansicht gemäß Linie XIII-XIII von Figur 12.

Die Figuren 1, 2 und 3 zeioen einen tragbaren Schweißapparat, der zu Kreisbahn-Schweißunaen zwischen den Rohrleitungen mit dem FIG-Schweißverfahren unter Schxveißdrahtzuführuna an Ort und Stelle, insbesondere direkt in der Betriebsstation , vorgesehen ist.

Die Rohre, die gewöhnlich in der Eetriebsstation geschweißt werden müssen haben einen Durehresser von 3,81 mm und der nachfolgend beschriebene Schweißapparat ist vor allem zur Cchweißung solcher Rohranlagen bestimmt, bei denen der kürzeste Abstand äer benachbarten Rohrleitungen nur 3,81 irm beträgt: Das bedeutet, daß die Längsachsen dieser Rohrleitungen 7,62 mm voneinander entfernt sind.

Figur 3 zeigt eine solche Anordnuna, in der der Schweißapparat in einer Anordnung zur Schweißung der Rohrleitung T 1 gezeigt ist und zwar im Beisein der Rohrleitungen T 2, T3 und T 4 , die von der Rohrleituno T 1 nur um einen Durchmesser entfernt sind.

Für eine zweckmäßige und erfolgreiche Schweißung unter solchen Umständen muß der Schweiß apparat von einer Seite her ancrebracht

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werden können und es muß bei einer Schweißung weiterhin ' notwendig sein, daß kein bewegliches Teil über einen Radius hinaussteht, der durch den nächstliegenden Punkt der benachbarten Rohrleitung bestimmt wird, d.h. alle beweglichen Teile müssen sich innerhalb eines Radius bewegen, der dem 1 1/2-fachen Außendurchmesser der Rohrleitung entspricht.

Der nachfolgend beschriebene Schweißapparat erfüllt diese Bedingung obwohl er auch für andere Anwendungen geeignet ist.

Der Schweißapparat besteht aus folgenden Teilen: Erstes und zweites Zahnradgehäuse 10, 12? Bügelteil Gasverschluß und Schleifring 16? Schweißkopf 18; und Motorstellglied 20. Der Schweißapparat hat zwei Handgriffe 22.

Das erste Zahnradgehäuse 10 besitzt zwei Druckluftmotoren 24, 26, die jede mit zwei Perhiziergetriebestufen (nicht gezeigt) verbunden sind, wobei jedes aus einer Getriebeschnecke und einem Schneckenrad besteht. Die Ausgangswelle der beiden letzten Reduktionsgetriebestufen sind ausgerichtet und verlaufen parallel zur Rohrleitung T1.

Zweites Getriebegehäuse 12: Die letzte, durch den Druckluftmotor 24 angetriebene Ausgangswelle ist über eine Kupplung (nicht gezeichnet), die über einen Handgriff betätigbar ist, und ein Getriebe (nicht gezeichnet) mit einem zentralen Zahnrad 30 einer ersten Grupnierung von fünf ineinander eingreifenden Zahnrädern (Figur 5) verbunden.

Die Ausgangswelie, die durch den Motor 26 angetrieben wird,

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ist durch ein Getriebe (nicht gezeigt) mit einem zentralen Zahnrad 31 (Figur 4) einer zweiten Gruppieruna von fünf ineinander eingreifenden fiahnrädrrn (nicht gezeigt) verbunden.

Die zwei StirnzahnrHder 32, 34 der ersten Gruppierung der Zahnräder greifen in eine äußere Verzahnung 36 auf einem Triebteil 38 (Figuren 4 und 5), das als C-förmiger Zahnkranz ausgebildet ist. Das Triebteil 38 hat auch eine Innenverzahnung 39.

Die zwei Gruppierungen der Zahnräder sind axif Wellen montiert, die in einem Gehäuse 40 gelagert sind, das auch im allgemeinen C-Form besitzt und in dem das Triebteil 3Π angebracht ist. Die beiden Zahnräder am Ende der zweiten Gruppierung der fünf Zahnräder greifen in die äußere Verzahnung 42 auf dem anderen Triebteil 44 (Fiaur 4) ein, das ebenso als C-förmiger Zahnkranz im Gehäuse 40 angebracht ist und gegen das Triebteil 38 stehen.

Im Triebteil 44 sind in Kucr el lagern 48 gelagerte Wellen 46, die eine Kette aus fünf ineinander in Eingriff stehenden Zahnrädern 50, 52, 53, 54 und 55 traqen.

Die sich am Ende der Kette befindenden Zahnräder 50 und 55 kämmen mit der Innenverzahnung 39 des Triebteils 38.

Die beiden Gruppierungen der fünf Zahnräder sind so angebracht, daß in jedem Fall ein Endznhnrad in Fingriff koi^mt bevor das andere Endzahnrad aus Eingriff mit dem zugeordneten Triebteil gerät, so daß die Kontinuität des Antriebs gesichert ist, trotz der Seitenöffnung jedes Triebteiles.

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Die Kette der fünf Zahnräder 50 bis 55 sichert die Kontinuität des Antriebs in ähnlicher Weise für das Zahnrad 54 bei relativer Drehung der Triebteile 3 8, 44 ungeachtet ihrer relativen VJinkelstellung und trotz der öffnungen in ihren Seiten.

Das Zahnrad 54 ist mit einer Welle (nicht gezeigt) verbunden, die sich durch den Gasverschluß und den Schleifring Teil 16 parallel zur Achse der Rohrleitung T1 zum Schweißkopf 18, der unten beschrieben wird, erstreckt.

Das Bügelteil ist im allgemeinen U-förmig und auf einer Seite offen um das Einlegen der Rohrleitung T1 zu gestatten. Der eigentliche Bügel besteht aus drei selbstzentrierenden Klauen, von denen eines bei 60 ( Figur 1) gezeigt ist, das pneumatisch durch ein Ventil, das durch einen Hebel 62 gesteuert wird, bedienbar ist.

Die einzelnen Details des Aufbaues des Bügels sind in unserer britischen Zusatzanmeldung Nr. 54 551/72 gegeben.

In Abänderungen kann der Bügel so wie in den Figuren 6, 7 und 8 gezeigt ausgebildet sein.

In einer Abänderung (Figuren 6 und 7) weist der Bügel eine V-förmige Backe 150 auf, die an einem Körper 151 des Schweißapparats fixiert ist und eine bewegliche Klemme 152, die radial aus einer Stange 154 herausragt. Die Stange 154 ragt durch den Körper 151 und hat ein Endstück mit Schraubenprofil 156 auf welchem eine Mutter 158 sitzt. Die Mutter 158 hat Handgriffe 160. Ein weiterer Handgriff 162 ragt aus dem Bund 164, der sich nicht relativ zur Stange 156 drehen kann»aber durch den die Stange 154 in Längsrichtung bewegbar ist.

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Die Bügel können durch Herausschrauben der Mutter 158 freigelegt werden und die Stange 154 ist in Längsrichtung bewegbar.

•Der Handgriff 162 kann um 90° gedreht werden um die Klemme 152 in die Position zu brinqen, die durch 152 - in Figur 6 angegeben ist, so daß der Schweißapparat von einer Rohrgruppe abgenommen werden kann und die Klemme 152 nun zwischen zwei benachbarten Rohren hindurchgeschoben und von den Rohren abgenommen (oder an sie angebracht) werden kann unter der Berücksichtigung, daß der Bügel an einer Seite offen ist, wenn die Klemme 152 sich in der herausgedrehten Lage befindet.

In einer anderen Ausführungsform, die in Figur 8 gezeigt ist, ist eine Stange 254 durch Luftdruck betätigbar. Die Stange 254 hat zwei Druckkolben 256, 258, die mit ihr verbunden .sind. Die Luft kann in die Kammern 260, 262 geleitet werden um eine Feststellkraft zu erzeugen sowie in den Raum 264 um den Bügel wieder zu lösen.

Die Stange 254 und die bewegliche Klemme 266 kann beispielsweise durch eine pneumatische Drehkolbenvorrichtung in 268 oder durch einen Aufbau der mit einer. Pitzel auf der Stange 254 in Eingriff steht gedreht werden und über eine pneumatische Kolben- und Zylindervorrichtung betätigbar sein.

Vorzugsweise können Lauf lager (nicht gezeichnet) zwischen der Stange 254 und den Kolben 256, 25P vorgesehen v/erden, so daß sich die Kolben nicht mit der Stange drehen können.

Das Gasverschluß- und Schleifringteil 16 ist ebenfalls im allgemeinen U-förmig und sichert die Zufuhr von inertem Gas

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und .Schweißstrom zum Schweißkopf von einer ortsfesten Vorratsleitung 64 (Figur 1 und 2).

Das Gas wird von der Leitung 64 durch ein Rohr 66 zum Gasverschlußaufbau geführt und von dort strömt es durch ein Rohr 68, welches Bestandteil des Schweißkopfes 18 ist.

Die Figuren 9 und 10 zeigen in perspektivischer Ansicht einen Gasverschlußaufbau durch den das Gas zum Kopf vom festen Aufbau her geführt wird. Ein ortsfester Verteilungskopf 300, der eine öffnung an einer Seite aufweist, besitzt einen Verschlußmantel 302 gegen den ein Schleif schuh 304 dreht, Der Schleifschuh 304 hat an seiner Oberfläche ein Nockenprofil 306 gegen das ein rollenförmiger Nockenstößel 308 läuft, der auf einem Arm 310 gelagert ist. Der Arm 310 ist in seinem Mittelteil an einem festen Gelenkzapfen 312 drehbar gelagert und besitzt an seinem anderen Ende einen gezahnten Endbogen 314 der mit einem Zahnrad 316 in Eingriff steht.

Das Zahnrad 316 ist auf einer Welle 318 gelagert, die mit einem drehbaren Ventilteil 320 in einem Ventilgehäuse 322 verbunden ist. An zwei Ausgängen des Ventilgehäuses schließen zwei Durchlaufkanäle 324 und 326 an. Die Durchlaufkanele 324 und 326 weisen öffnungen 328 und 330 jeweilig im Verschlußmantel 302 auf. Das Ventilgehäuse 322 besitzt einen Einlaß für inertes Schutzgas (nicht gezeichnet).

Eine Einlauföffnung 350 führt zu zwei Durchflußkanälen 352, 354, die jeweilig im Verschlußmantel 302 öffnungen 356 und 358 haben. Die öffnung 350 ist mit einer Vorratsleitung

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für inertes F.einigungsgas (nicht gezeichnet) verbunden.

Der Schleifschuh 304 hat in seinem Mantel zwei gleichgerichtete gewölbte Kollektoröffnungen 36O_f 362. Die Ausgänge der öffnungen 360 und 362 führen über Rückschlagventile 364 und 366 jeweils zu den Auslaßkanälen 368 und 370, die schließlich in einem gemeinsamen Kanal 372 zum S chwe ißb renne r füh r en.

Das Nockenprofil 306 ist zur Steuerung des Ventils 320 zur richtigen Zeit in bezug auf die Bewegung der zwei gebogenen Kollektoröffnungen 360 und 362 nach dem Spalt im Verteilerkopf 300 vorgesehen.

Das inerte Ablaßgas wird beständig zu den Kanälen 352 und 354 geführt.

Wenn der Schleifschuh 304 in Figur 9 und 10 beispielsweise im Uhrzeigersinn gedreht wird, ist die in Figur 9 gezeigte Position so, daß das Schutzgas durch das Ventil 320 und den Durchflußkanal 326 in die öffnung 326 und daher durch das Ventil 366 und die Durchflußkanäle 368 und 372 zum Schweißbrenner fließt. Die öffnung 360 legt gerade die öffnung 328 frei und das Ventil 320 sperrt die Schutzgaszufuhr vom Durchflußkanal 324 ab. Das Ablaßgas strömt in die öffnung 360 und, wenn die öffnung 360 über den Spalt im Verteilerkopf 300 streicht, verhindert das Ablaßqas aus der Öffnung 356 den Lufteintritt in die öffnung 360. Schließlich erreicht die öffnung 360 die Lage, wie sie in Figur 10 dargestellt ist, wenn das Ablaßgas sowohl von der öffnung als auch von der öffnung 356 der öffnung 360 zugeführt wird,

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Nachdem diese Position verlassen wird, fließt das Ablaßgas beständig von der öffnung 358 in die öffnung 360. In der Ponition, wie sie in Fiaur 10 dargestellt wird, schaltet das Ventil 320 um, so daß das Schutzaas durch den Durchflußkanal 324 in die öffnung 362 und so dem Schweißbrenner durch den Durchflußkanal 36 8 zugeführt wird. Das Ventil 320 hat dabei den Durchflußkanal 326 abgesperrt. Die Figuren 9 und 10 sind lediglich schematisch. Die Kanäle 368, 370 und 372 befinden sich im drehbaren Aufsatz, an dem der Schweißkopf befestigt ist und sie v/erden in der Praxis durch öffnungen in einer Peihe von Einzelbauteilen (nicht gezeigt) gebildet, die zusammen den drehbaren Aufbau ausmachen. Der drehbare Aufbau beinhaltet einen Schleifringaufbau, durch den der Schweißstrom von der zusammengeschlossenen Leitung 64 (Figuren 1 und 2) zum Schweißkopf geführt wird.

Der Schweißkopf 18 ist im allgemeinen auch U-förmig ausgebildet und beinhaltet einen U-förmigen Block 70 aus Polvtetraf luoräthvlenriaterial der durch das Gasverschluß- und Schleifringteil 16 zur Drehung um die Achse der Rohrleitung T1 mit dem Triebtei] 44 im zweitem Getriebegehäuse 12 verbunden ist.

Ein Schweißbrenner 72 ist auf dem Block 70 angebracht und empfängt den Schweißstrom vom Schleifringteil 16 über ein Kabel 74.
Ein Drahtzuführungsmechanismvis ist ebenfalls auf dem Block 70 angebracht und beinhaltet eine Triebrolle 76, die durch Kegelräder 78 und 80 angetrieben werden und mit einer mit Rillen versehenen Walze 82 zusammenwirkt. Das Zahnrad. 78 ist durch die oben bezeichnete Welle mit dem Getrieberad des zweiten Getriebegehäuses verbunden. Der Schweißbrenner 72 ist transversal zur Achse der Rohr-

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leitung T1 mittels einer Laufrolle 84 ip.it einer anliegenden Nocke 86, die auf einem mit dem Hauptteil des Schweißapparats fest verbundenen Arm 88 montiert ist, verschiebbar. Das Laufrad 84 wird durch einen Arm 90 gehalten, der mit einem Kupplungsmechanismus 92 verbunden ist, wodurch die Verschiebunc der Laufrolle durch die Nocke 86 den Schweißbrenner um die Mitte des Kegelrades 78 schwenkt, um die Nahtausbildung am Ende der Schweißlage zu steuern.

Der Block 70 enthält auch eine Spule für den Schweißdraht (nicht gezeichnet) , die aänzlich innerhalb des herausragenden Bereiches des Blocks liegt. Der Schweißdraht wird durch die Rollen 76 und 82 von der Spule abgezogen und der Schweißzone in die Nähe der Spitze der Schweißelektrode zugeführt.

Das Motorstellglied 20 beinhaltet drei Stellknöpfe zur Regelung der beiden Druckluftmotoren 24 und 26. Ein Stellknopf 120 ist ein /n- und Ausschalteknopf. Die Stellknöpfe 122 und 124 sind Vorwärts/Rückwärtr>regelglieder jeweils für die Motoren 24 und 26, wobei der Knopf 122 zur Steuerung der Schweißdrahtgeschwindigkeit und Knopf 124 zur Steuerung der Geschwindigkeit des Schweißkopfumlaufes dient.

Die Geschwindigkeiten der Motoren 24 und 26 sind voneinander unabhängig einstellbar und zwar über eine Steuerung der Luftzuströmrate durch Zuströmregulatoren, die jeweilig durch Stellknöpfe 126 und 128 bedient werden.

Arbeitsweise:

Wie aus den Zeichnungen klar hervorgeht liegt der ganze drehbare Teil des Schweißapparates innerhalb eines zylindrischen Mantels mit einem Radius der 1 1/2mal so groß wie der Durch-

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messer der Rohrlei tuner T1 ist. Der Schwp iß apparat kann auf die Rohrleitung T1 von einer Seite angebracht und mit der Rohrleitung unr³ mit einen P.ügel zur rohrleituner verschlossen werden.

Der Gas- und Schweißstrom wird einem festen Punkt auf dem Schweißgerät zugeführt und dann i5b.er den Gasverschluß- und Schleifringteil dem Schweißkopf zugeführt. Die Geschwindigkeit mit der der Schweißdraht der Schweißzone zugeführt wird ist unabhängig von der Geschwindigkeit einstellbar, rait der der Schweißbrenner die Rohrleitung Ή umkreist. Wenn die Geschwindigkeiten der Kotoren 2 4 und 2 6 gleich sind, drehen sich die Triebteile 38 und 44 mit gleicher Geschwindigkeit und das Getrieberad 54 dreht sich nicht um seinen eigenen Mittelpunkt? dann drehen sich auch die Drahtzuführungsrollen 76 und 82 nicht um ihre Achsen. Wenn die Geschwind! crkeit des Motors 24 durch den Stellknopf 122 verändert wird, entsteht ein Unterschied in der Drehgeschwindigkeit der Triebteile 38,44 und das Getrieberad 5-« dreht sich um seinen Mittelpunkt, wie auch die Rollen 76 und 82. Der Schweißdraht wird d?nn mit einer Geschwindigkeit zur Schweißzone gegeben, die unabhängig von der Drehgeschwindigkeit des Schweißkopfes um die Rohrleitung T1, die durch Stellung des Knopfes 124 gewählt wird, eingestellt werden kann. Diese Art der Geschwindigkeitseinstellung der Drahtzuführung ist sehr wichtig und der oben beschriebene Mechanismus ist für den beschriebenen Schweißapparat sehr vorteilhaft, da die Einsparung eines Drahtzuführmotors auf dem Schweißkopf und die Einsparung anderer sperriger Drahtzuführmechanismen es ermöglicht, einen sehr kompakten Schweißkopf herzustellen. Die Geschwindigkeit der Schweißdraht zu führung kann allmählich eingestellt werden. Dies ist während bestimmter Schweißabschnitte sehr wichtig, so z.E. geqen das Ende der Schweißlage zu. Der Schweiß apparat kann auch automatisch über einen

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programmierten Führungsregler gesteuert werden.

Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung eines tragbaren Schweißapparates begrenzt, sondern kann auch bei der Herstellung auf Hüttenflur verwendet werden.

Der vorliegende Erfinduncrsgegenstand erstreckt sich deshalb auf einen Schweißapparat, bei dem das Bügelteil auf einem auf dem Boden stehenden Aufbau angebracht ist. Das Bügelteil nuß dann so angesehen werden, als ob es den auf dem Boden stehenden Aufbau einschließt, auf dem ebenso die Triebteile (wie es in den ersten Abschnitten ausgedrückt wurde) angebracht sind. Ein solcher Apparat kann zur Herstellung von Rohrwänden verwendet werden. In einem Schweißapparat dieser Art können die drehbaren Teile, eingeschlossen die Triebteile und der Schweißkopf, auf dem Bügelteil montiert sein, so daß sie relativ zum Eügelteil transversal zur Rohrleitung verschiebbar sind.

Der Erfindungsgegenstand schließt auch einen Schweißapparat ein, der auch zur Schweißung nicht horizontal gerichteter Rohrleitungen verwendbar ist, so z.B. zur Schweißung von sich vertikal erstreckenden Rohrleitungen. Die Druckluftmotoren können in anderen Ausführungsformen durch elektrische oder hydraulische Motoren ersetzt werden. Der Schweißapparat ist auch für die Schweißung von Stangen oder anderen ähnlichen langgestreckten Werkstücken anwendbar und der Ausdruck "Pohrleitunq" soll als εteHvertretend für alle ähnlichen Werkstücke gelten.

Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf das WIG-Schweißverfahren begrenzt, sondern ist allgemein da anwendbar, wo das Erfordernis der Schweißdrahtzuführung besteht. Z.B. ist der

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S eiweiß apparat für das MIG-S chweißver fahren anwendbar.

Die Figur 11 zeigt zwei Rohre 510 und 512, die in der Schweißzone 514 stumpf verschweißt werden sollen.Beispielsweise sollen die Außendurchmesser der Rohre 510 und 512 jeweils 9 5,3mm und die Rohrstärke 6 mm betragen. Der Schweißapparat enthält ein Gehäuse 520 mit zwei Antriebsmotoren 522 und 524, die von der unteren Seite des Gehäuses 520 herausragen, wobei das Gehäuse zwei au-fwärts gerichtete parallele Glieder 526 und 528 besitzt', die zwischen sich eine Öffnung 529 bilden, die ein Einlegen der Rohre 510 und 512 in das Gehäuse gestatten.

Das Gehäuse schließt teilweise einen Bügel ein, der eine fest angebrachte Klemme (nicht gezeichnet), die an die Unterseite des Rohres 512 greift, und zwei bewegliche Klauen, von denen eine mit 530 gezeigt wird, die an die obere Planke des Rohres 512 greift. Die andere bewegliche Klaue hält die gegenüberliegende obere Flanke des Rohres 512.

Das Gehäuse weist innere Führungsflächen (Figur 13) ,auf, die zwei drehbare Triebteile 532 und 5 34, von denen jede eine U-fcrmige öffnung aufweist um das Einlegen des Rohres 512 in das Teil zu erlauben, führen. Die U-förmigerx öffnungen sind, durchgehend und allgemein mit 536 bezeichnet. Ein WIG-Schweißbrenner 540 ist auf einem Aufbau 542 montiert, der mit dem Triebteil 532 befestigt ist. Der Schweißdraht 54 4 wird durch den Drahtzuführnechanismus (Figur 12) durch eine Führung 546 von einer Vorratshaspel 548 die ebenso auf dem Triebteil 532 angebracht ist, zugeführt.

Der Schweißstrom wird durch zwei Gleit-Kontaktbügel 550 zugeführt, von denen einer in Figur 11 gezeigt ist, die mit der Oberfläche einer leitenden Platte 552 in Verbindung stehen, die über ein Distanzstück 555 am Triebteil 532 befestigt ist.

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Der Strom wird von der Platte 552 zum Brenner 540 geleitet. Inertes Schutzgas, wie z.B. Argon, wird von einem Trommelventil zum Brenner 540 geleitet. Das Ventil 554 wird in zeitlicher Abhängigkeit zur Drehuncr des Brenners 540 über eine Außenfläche 556 am Triebteil 532 betätigt.

Der Motor 522 treibt das Triebteil 534 und der Motor 524 treibt das Triebteil 532 über Zahnräder an, wie im folgenden beschrieben wird. Das Gehavi.se 520 und die TriebtexIe 532 und 534 sind wirkungsvoll auf dem Bügel angebracht, wenn er zur Halterung auf das Pohr 502 greift.

Der Schweißapoarat enthält auch ein Brückenteil 5 60 das aus zwei Teilen besteht, einem Gehäuse 562 und einem Deckel 564. Das Brückenteil 560 weist zwei entgegengesetzt verlaufende kürzere Arme 566 auf, die so ausgebildet sind, daß sie in die entsprechenden Nuten 568 der beiden Glieder 526 und 52 8 von Gehäuse 520 passen. Das Brückenteil 560 weist enach zwei entgegengesetzt zueinanderverlaufende längere Arme oberhalb und parallel zu den Armen 566 auf, die so ausgebildet sind, daß sie über die Schultern 572 auf den Gliedern 526 und 528 greifen.

Das Brückenteil 560 kann mit dem Gehäuse 520 zusammengebaut werden um die öffnung zwischen den Gliedern 526 und 52 8 zu überbrücken, indem die. Arme 566 in die Nuten 568 und die Arme 570 über die Schultern 572 am Gehäuse 520 greifen. Das Brückenteil wird in dieser Lage durch zwei Klemmen 574 gehalten, von denen jede um ihre Achsen parallel zur Drehachse der Triebteile 532 und 534 drehbar sind, so daß sie die Nut 568 überdecken.

Das Brückenteil 560 weist zusätzliche Innen-Führungsflächen (Figur 11) auf, die zum Hauptgehäuse komplementär angeordnet sind und in denen die Zusatztriebteile 582 und 584 zur

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Drehung mit den jeweiligen Triebteilen 532 und 534 geführt werden. Wenn das Brückenteil 560 so angeordnet ist, passen die Zusatztriebteile 582 und 584 in die jeweiligen öffnungen der Triebteile 532 und 534, so daß effektiv vollkommen ringförmige Triebteile.einen ständigen Antrieb, wie unten beschrieben, erlauben.

Das Zusatztriebteil 582 besteht aus zwei Teilen 586 und 588. Das Teil 588 hat eine Rippe 590 die in eine Rille 592 des Gehäuses 562 eingreift, so daß eine optimale Führung des Zusatztriebteiles gewährleistet ist und daß auch der Zusammenbau des Brückenteils 560 (und der Zusatztriebteile, die darin gehalten v/erden) mit dem Gehäuse 520 erleichtert wird. Die Trieb teile 5 32 und 534 sind natürlich von ähnlicher O.uerschnittsform wie die Zusatztriebteile, deshalb wurden diese Details der Einfachheit halber nicht gezeigt.

Figur 12 zeigt das Rohr 510 in eng benachbarter Lage zu den parallelen Rohren 600 und 602, die von gleicher Größe und gleichweit vom Rohr 510 entfernt sind, charakteristischerweise 276 mm von den Mittelpunkten, d.h. daß zwischen ihren naheliegendsten Punkten eine Distanz von 32,7 mm liegt. Die .Gesamtabmessung des Schweißapparates entlang der Linie der Rohrmittelpunkte beträgt 177,8 mm; es ist somit ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Schweiß apparat und den benachbarten Rohren an jeder Seite vorhanden, wie es in der Zeichnung gezeigt wird.

Figur 12 zeigt weiter einen Hebel 650, dessen eines Ende 652 als Nockenstößel ausgebildet ist, der mit der Nockenoberfläche des Teiles 532 zusammenwirkt, .und dessen anderes Ende als Stößel 656 des Ventiles 554 dient.

Figur 13 zeigt den Ausgangs antrieb von Motor 524 über ein

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Kegelrad 700, das mit einem Kegelrad 702 in Eingriff steht, welches über eine Welle 706 ein Stirnrad 704 antreibt. Das Stirnrad 704 greift in die /»ußenverzahnung des Triebteiles 532 ein.

Der Antrieb von Motor 522 auf das Triebteil 534 geschieht in ähnlicher Weise über Zahnräder (nicht gezeichnet). Der Drahtzuführmechanismus, der wirksam auf dem Triebteil 532 angebracht ist, beinhaltet durch Zahnräder zueinander gekuppelte Triebrollen 710 und 712 sowie jewei3.ig Druckrollen 714 und 716. Die Triebrolle 712 ist mit einer Triebwelle 718 gekoppelt, auf der ein Stirnrad 720 sitzt, die mit der Innenverzahnung des Triebteiles 534 eingreift. Die Zahnräder 704 und 720 greifen entsprechend jeweilig mit der Außen- und Innenverzahnung der Zusatztriebteile 582 und 584 ein.

Arbeitsweise:

Das Brückenteil 560 und die Zusatztriebteile 582 und 584 werden vom Gehäuse 520 getrennt und das Gehäuse schließlich auf das Rohr 512 aufgebracht und darauf festgeklemmt, nachdem das Rohrende korrekt in die Laufbahn des Schweißbrenners 540 gelegt worden ist. Das Brückenteil 560 und die Zusatztriebteile 582 und 584 v/erden dann so in Stellung gebracht, daß das Brückenteil 560 auf dem Gehäuse 520 liegen kann und die Zusatztriebteile in die jeweiligen öffnungen der Triebteile 532 und 534 weisen, um die Verzahnung auf 360 zu ergänzen. Die Klemmen 574 werden in die in Figur 11 und 12 gezeichneten Lagen festgeklemmt. Die Röhre 510 wird so wie in Figur 11 gezeigt in Stellung gebracht.

Die Antriebsmotoren 522 und 524 verfahren dann den Schweißbrenner um die Röhren. Beide Motoren wirken auf die Triebteile 532 und 534 mit der gleichen Geschwindigkeit und zwar

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auch in gleichen Drehsinn, so daß keine differierende Eewegunq auftritt, die eine Drehunq des Stirnrades 720 hervorruft. In diesen Zustand wird den Brenner kein Draht zugeführt. Beispielsweise kann eine Grund-Schweißlacre autoaen aufgebracht werden {d.h. ohne SchweiRdrahtaebrauch) . Sobald Schweißdraht in d.ie Schweißzone zugeführt werden soll, wird die Geschwindiakeit des i-iotors 522 relativ zur Geschwindigkeit des Motors 524 so verändert, daß sich das Triebteil 534 relativ zum Triebteil 532 beweqt, un eine Drehunrr des Stirnrades 720 hervorzurufen und damit den Drahtzuführmechanismus anzutreiben.

Die Zusatztriebteile 582 und 584 ermöglichen, daß der Antrieb der Triebteile in jeder" Fall durch einzelne Zahnräder (beispielsweise 704) geschieht, anstatt eines dualen Getriebesystems, wie oben beschrieben. Der Antrieb des Drahtzufuhrnechanismus wird durch ein einziges ZaJhnrad 720 an Stelle der oben beschriebenen Zahnradkette bewirkt. Die Gesamtabmessungen des Pchweifiapparafcs sind äußerst kompakt und der erforderliche Zwischenraum für die drehenden Teile zwischen den Durchmessern der zu verschweißenden Pöhre ist sehr viel kleiner als die bekannten oder beständig verwendeten -<5 chwe iß apparate.

Die Erfinduna schafft also einen Antrieb, der zu einer Drahtzuführung ohne besonders angebrachten Drahtzuführnotor auf dem sich drehenden Kopf des Schwpißapnarats verwendet wird. Damit kann der Zwischenraum der Föhren minimal gehalten werden .

Statt des oben erwähnten Aufbaus der zweiten AugführuncTstorm mit einem Brückenteil, können zur Verbinduna der Zusatztriebteile zu den Haupttriebteilen im P ahmen der Erfindung auch beispielsweise Schrauben verwendet werden, aber der Gebrauch eines Brückenteils vermeidet die Notwendigkeit irgendeiner Verbindung zwischen den Teilen,

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Weiter liegt es im Rahmen des vorliegender. Frfindungsgegenstandes für den Antrieb den Teiles 5 32 eine endlose Kette vorzusehen, die mit dem Teil 532 zusammenwirkt und über Räder geführt wird, die am Gehäuse 520 gelagert sind, wobei ein Rad angetrieben wird.

Die Erfindung ist nicht auf irgendein besonderes Schweißverfahren begrenzt, sondern auch für das MIG-Schweißverfahren und andere Schweißverfahren, bei denen Schweißdraht in die Sclweißzone zugeführt wird, anwendbar.

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Claims

Patentansprüche

1. Bahn-Schweißapparat mit zwei Triebteilen, deren relative Drehung den Antrieb eines Drahtzuführungsmechanisir.us bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Triebteil (38, 44? 532, 534) eine Triebfläche darstellt, die sich über mehr als 180° erstreckt, und daß die Triebteile (38, 44; 532, 534), ein Bügel (60; 150, 152? 266? 530) und ein Gehäuse (40; 151? 520) für die Triebteile und den Bügel öffnunaen (536) zur Aufnahme eines zu verschweißenden Rohres (T1? 512) aufweisen.

2. Bahn-Schweißapparat nach -Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebteile durch zwei treibende Zahnräder (32, 34) angetrieben werden, die so voneinander entfernt angeordnet sind, un die Öffnungen in den Triebteilen zu überbrücken.

3. Bahn-Schweißapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtzuführmnchanismus (76, 82) durch zwei Zahnräder (50, 55) angetrieben wird, die auf einem der Triebteile (44) gelagert sind^und die so voneinander entfernt angeordnet sind, daß sie die Öffnuna in dem anderen (38) der Triebteile überbrücken und in eine im anderen Triebteil (38) ausgebildete Verzahnung (39) eingreifen.

4. Bahn-Schweißapparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Triebteil (532, 534) ein Zusatztriebteil (582, 584) besitzt, das die jeweilige öffnung im Triebteil überbrückt, und daß die Triebtpile durch jeweils

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ein einziaes Zahnrad (704) angetrieben werden und, daß der Prahtzuführirechanisrus (710, 71?., 714, 716) durch ein einziges Zahnrad (72O) angetrieben wird, das auf einem Triehteil (532) anaebrächt ist vncl das in eine auf dem anderen Triebteil (534) und in eine auf den nit dem anderen Trie.bteil (534) verbtmdenen Zusatztriebteil (584) ausgebildeten ^verzahnuncr eingreift.

5. Behn-Schweißapparat nach Anrsnruch 4, dadurch σο-kennzeichnet, daß das Prückonteil (5fiO) zur überbrückung der öffnung (529) auf dein Gehäuse (520) abnehmbar angebracht sein kann und dar. Brückenteil Führungs flächen hat, die die '/. us atz trieb teile (582, 584) führen, wenn sie währen^ der Drehung nit den jev/eiligen Triebteilen die Öffnung überstreichen.

6. Bahn-Schweißapparat gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Brückentcil (5Cd) und die Zusatztriebteile (582, 5P4) diese miteinander zu einem Bauteil verbindende Glieder (590) eingreifen.

Starnberg, den 16. September 19 75/1O5f;/d

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