DE2749893C2

DE2749893C2 - Vorrichtung zur lagegenauen Ausrichtung einer Schweißvorrichtung

Info

Publication number: DE2749893C2
Application number: DE2749893A
Authority: DE
Inventors: Fridolin 4300 Essen Lummer
Original assignee: Gelenkwellenbau 4300 Essen GmbH
Current assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Priority date: 1977-11-08
Filing date: 1977-11-08
Publication date: 1980-01-03
Also published as: IT7805259A0; GB2008458A; IN149653B; IT1103012B; JPS5468746A; SE425768B; SE7811277L; DE2749893B1; ES473261A1; JPS584288U; NL175706B; FR2407787A1; NL7808739A; NL175706C; GB2008458B; FR2407787B1

Description

Die Erfindung betrifft eine *'orrichtung zur lagege-Bauen Ausrichtung einer Schweißvorrichtung zum Verbinden von zwei in einer rotierenden Werkstückaufnahme aufgenommenen Werkstücken in bezug auf die herzustellende Schweißnaht

Bei Gelenkwellen, die aus zwei Kreuzgelenken und tiner beide Gelenke verbindenden Verbindungswelle besteht, ist das Problem darin zu sehen, daß zwsr die Gesamtlänge exakt eingehalten wird, jedoch ist die als Rohr ausgebildete Verbindungswelle entsprechend den Fertigungstoleranzen unterworfen, so daß diese nicht immer exakt den gleichen Wert aufweist. Wird nun der Zapfen ein<;r Gelenkgabel in das Rohr der Verbindungsteile eingepreßt, so befindet sich bedingt durch die Toleranzen der Verbindungswelle, die herzustellende Schweißnaht nicht immer in der gleichen Position. Es kann zwar eine automatische Schweißvorrichtung zur Herstellung der Schweißnaht verwendet werden, jedoch ist es notwendig, die genaue Schweißposition durch Handeinstellung zu justieren.

Es sind Schweißvorrichtungen bekannt (DE-OS 15 65 893) und (DE-OS 20 28 581), die eine Schweißnaht automatisch herstellen. Die Position des Schweißbrenners muß bei diesen Vorrichtungen jeweils von Hand gesucht werden. Darüber hinaus dienen diese Vorrichtungen lediglich zum Erzeugen einer geraden Schweißnaht, entweder in waagerechter und vertikaler Richtung.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schweißvorrichtung zu schaffen, die sich die Schweißposition der zu verbindenden Teile automatisch sucht, wobei eine genaue und sichere Schweißung auch bei Toleranzen der Maßhaltigkeit der Werkstücke gewährleistet ist.

40

45

50

55

60 Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der die Schweißnaht erzeugende Teil der Schweißvorrichtung an einem parallel zur Rotationsachse der Werkstückaufnahme bewegbaren Halter angebracht ist und daß an dem Halter ein berührungslos arbeitender Signalgeber zur Bestimmung der Schweißposition angeordnet ist.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß der Halter, der mit dem der Signalgeber verbunden ist, von der Mitte aus, zu der zu schweißenden Stelle parallel zur Rotationsachse sich bewegt und die Position in der der Schweißvorgang einsetzen kann, genau anzeigt Dabei wird ein elektrischer Impuls erzeugt, der den bewegbar angeordneten Halter feststellt, so daß in dieser Position, wobei der Schweißbrenner zu Anfang einmalig eingerichtet worden ist, der Schweißvorgang beginnen kann, der dann automatisch abläuft

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß der Signalgeber auf pneumatischer Grundlage arbeitet

Bei einem solchen Signalgeber ist die Sehweißposition ohne weiteres genau zu bestimmen. Dies erfolgt bei einem pneumatischen Signalgeber dadurch, daß während dieser am Rohr vorbeiläuft, durch den Luftaustritt einen gleichbleibenden Gegendruck erzeugt wird. Bei Erreichung der Gelenkgabel fällt der Druck durch die Veränderung de^ Abstandes zum Werkstück ab.

Da der Signalgeber durch die Schweißvorrichtung parallel zum Werkstück im Abstand nebeneinander angeordnei sind und je nach Schaltzeit des Signalgebers eine Einjustierung vorzunehmen ist, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der Signalgeber zusätzlich am Halter parallel zur Rotationsachse verstellbar geführt ist.

Um den Signalgeber mit Einsetzen des Schweißvorganges vor Schweißspritzern oder Funkenschlag zu schützen, ist vorgesehen, daß der Signalgebe^r über ein Gestänge mit einem Hubzylinder verbunden ist. Vorteilhaft ist hierbei, daß de- Signalgeber aus der Gefahrenzone nach oben weggefahren werden kann.

Um einen Schutz des Signalgebers zu gewährleisten, ist nach einem weiteren wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß in Schweißposition der Signalgeber durch eine Schutzvorrichtung geschützt ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigt

F i g. 1 eine Schweißvorrichtung in Vorderansicht,

F i g. 2 die in F i g. 1 dargestellte Schweißvorrichtung in Seitenansicht,

F i g. 3 den Schweißbrenner, sowie den Signalgeber in vergrößertem Maßstab, in Seitenansicht, teils geschnitten,

F i g. 4 den Signalgeber entsprechend der F i g. 3 in Vorderansicht.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Schweißvorrichtung 1 ist auf einem Maschinenständer 2 montiert, der hier vereinfacht dargestellt worden ist. Auf diesem Maschinenständer 2 ist die Vorrichtung parallel zur Rotationsachse des Werkstückes 3 grob verschiebbar auf einer Führung 4 gehalten Und durch einen Getriebemotor 5 verstellbar. Durch einen weiteren Getriebemotor 6 ist die Vorrichtung rechtwinklig zur Rotationsachse des Werkstückes 3 ebenfalls über eine weitere Führung 7 verstellbar gelagert. Um die Schweißvorrichtung 1 zu beschicken, dient die weitere Führung 8, die mit dem zugehörigen Lüftzylinder 29 auf einem Rahmen 10 befestigt ist und die in Vertikaler

Richtung notwendigen Bewegungen ausführen kann, um das Einlegen des Werkstückes zu gewährleisten. Der die Schweißvorrichtung 1 tragende Halter 12 ist einmalig auf den jeweiligen Durchmesser des Werkstükkes einzustellen. An diesem Halter 12 befindet sich außer der Schweißvorrichtung 1 noch die Drahtvorschubmaschine 13, die für eine ausreichende Schweißdrahtversorgung herangezogen wird. Dieser Schweißdraht 14 .vird durch eine Hülse zum eigentlichen Brenner 15 geführt Der Schweißbrenner 15 sowie der parallel hierzu angeordnete Signalgeber 16 lassen sich manuell in vertikaler Richtung durch ein Handrad 17 fein auf dem Werkstückdurchmesser einjustieren. Der Schweißbrenner 15 und der Signalgeber 16 sind derart zueinander angeordnet, daß sie auf einer gemeinsamen π Ebene rechtwinklig zur Rotationsachse 11 der zu verschweißenden Werkstücke 3 angeordnet sind. Im praktischen Betrieb liegen sie somit auf gleicher Höhe mit der herzustellenden Rundschweißnaht des Werkstückes 3.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung verläuft in der Art, daß der Halter 12 mit dem Schweißbrennc: 15 sowie mit den Signalgeber 16 parallel zur Rotationsachse 11 über die Führung 30 mittels des Getriebemotors 9 gefahren wird und bei Erreichen der zu verschweißenden Stelle 2*> gibt der Signalgeber einen elektrischen Impuls an den Getriebemotor 9 weiter, so daß dieser in der Schweißposition angehalten wird. Danach wird der Signalgeber 16 durch einen Luftzylinder 18 aus dem Gefahrenbereich des Schweißbrenners 16 herausgefahren, so daß Beschädigungen durch die während des Schweißvorganges entstehende Hitze und durch Schweißspritzer vermieden werden. Um vor dem Schweißvorgang eine einmalige Einjustierung des Signalgebers 16 zu gewährleisten, ist dieser auf einer « Achse 19 bewegbar aber feststellbar gehalten.

In F i g. 3 ist die Schweißvorrichtung 1 in vergrößertem Maßstab dargestellt, es ist der Schweißbrenner 15 sowie der Signalgeber 16 in der Zuordnung zum Werkst_ck 3 gezeigt. Der Signalgeber 16 ist über eine *o mit Gewinde versehene Kolbenstange 20 des Luftzylinders 18 in einer Führung 31 axial verschiebbar gehalten, so daß über den Luftzylinder 18 der Signalgeber 16 vom Werkstück weggefahren werden kann, um während des Schweißvorganges außerhalb des Arbeitsbereiches des Schwe.ßbrenners 15 gehalten werden kann. Die Stange 20 besitzt an ihrem einen Ende eine Haltegabel 21, die in jeweils einer Bohrung die Achse 19 aufnimmt, auf der der Signalgeber 16 drehbar gelagert ist. Durch diese drehbare Lagerung n.jnn der Signalgeber 16 entlang der ■>» Mittelachse 22 verschoben werden, damit ohne größere Vorbe.eitungen oder Änderungen in der Vorrichtung auch unterschiedliche Werkstückdurchmesser verwendet werden können. Bei Verschiebung und gleichzeitiger Drehung des Signalgebers 16 könnte die Arbeitsposi- *>' tion bei einem kleineren Durchmesser in der Art aussehen, wie sie die gestrichelte Figur darstellt. Bei einer derartigen Arbeitsposition muß ebenfalls der Schweißbrenner 15 näher an einen kleineren Werkstückdurchmesser herangeführt werden. Auch hier ist ω> die entsprechende gestrichelte zugehörige Position angedeutet. Der Signalgeber 16 muß immer in der Weise zum Werkstück ausgerichtet sein, daß seine Stirnfläche 23 der Werkstückoberfläche zugewandt ist, denn in dessen Stirnfläche 23 befindet sich beispielsweise bei einem pneumatisch arbeitenden Signalgeber 16 eine LuftaustrittsdüJii die wenn sie im gleichen Abstand zum Werkstück 3 geführt wird, ständig einen gleichmäßigen Gegendruck im Signalgeber 16 erzeugt. Erst bei Änderung des Abstandes zur Werkstückoberfläche, wie sie beispielsweise durch das Ende des Rohres angezeigt werden kann, ändert sich der Luftdruck, so daß hierdurch ein elektrischer Impuls erzeugt wird.

In F i g. 4 ist die Schweißvorrichtung in Vorderansicht dargestellt. Es ist wiederum die Stange 20 mit der Haltegabel 21, die die Achse 19 trägt, zu erkennen, jedoch ist der Signalgeber 16 nur schematisch dargestellt Es ist zu erkennen, daß der Signalgeber 16 mit seiner Mittelachse 24 genau mit der zu schweißenden Stelle übereinstimmt Das Werkstück 3 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Rohr 25 und einem mit diesem Rohr 25 zu verbindenden Anschlußstück 26, welches über einen Ansatz mit dem Rohr verbunden ist. Durch die spezielle Gestaltung der einzelnen Teile wird die zu verschweißende Stelle 27, die als Nut ausgeführt ist, gebildet Der Schweißbrenner 15 ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Verhältnis zum Signalgeber 16, etwas schräg ausstellt, so daß dessen Mittelachse 28 sich mit der Mittelachse 24 des Signalgebers in dem Punkt schneidet, in dem die Schweißnaht ihre Schweißwurzel erhalten soll.

Die Schweißstelle 27 wird geometrisch so gestaltet daß eine Nut erzeugt wird, in der das zu verbindende Rohr 25 mit dem Anschlußstück 26 durch eine Kehlnaht verbunden werden kann. Wenn die Schweißvorrichtung von der Seite des Rohres 25 her parallel zu der Rotationsachse 11 des Werkstückes 3 auf die Schweißstelle 27 zu verläuft, wird in dem Moment, in dem die Mittelachse 24 in die Schweißstelle 27 zeigt ein elektrischer Impuls erzeugt, der den Vorschub der Schweißvorrichtung stoppt, so daß nunmehr die Schweißposition erreicht worden ist Nach Wegfahren des Signalgebers 16 aus dem Arbeitsbereich, kann der Schweißbrenner 15 mit dem eigentlichen Schweißvorgang beginnen und die Werkstückaufnahme dreht sich entsprechend zur Herstellung einer Rundschweißnaht, wie es in diesem Ausführungsbeispiel gewünscht wird.

Bezugszeichenliste

1 Schweißvorrichtung

2 Maschinenständer

3 Werkstück

4 Führung

5 Getriebemotor

6 Getriebemotor

7 Führung

8 Führung

9 Getriebemotor

10 Rahmen

11 Rotationsachse

12 Hal'er

13 Drah'vorschubmaschine

14 Schweißnaht

15 Brenner

16 Signalgeber

17 Handrad

13 Luftzylinder

19 Achse

20 Stange

21 Haltegabel

22 Mittelachse

23 Stirnfläche

24 Mittelachse des Signalgebers

25 iRöhr

26 Anschlußstück

27 Schweißstelle

28 Mittelachse

29 Luftzylinder

30 Führung

31 Führung

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

17 9 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur lagegenauen Ausrichtung einer Schweißvorrichtung zum Verbinden von zwei in einer rotierenden Werkstückaufnahme aufgenommenen Werkstücken, in bezug auf die herzustellende Schweißnaht, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schweißnaht erzeugende Teil der Schweißvorrichtung (1) an einem parallel zur "> Rotationsachse (11) der Werkstückaufnahme bewegbaren Halter (12) angebracht ist und daß an dem Halter (12) ein berührungslos arbeitender Signalgeber (16) zur Bestimmung der Schweißposition angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (16) auf pneumatischer Grundlage arbeitet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (16) zusätzlich am Halter (12) parallel zur Rotationsachse (11) verstellbar geführt ist

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (16) über ein Gestänge (20) mit einem Hubzylinder (18) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Schweißposition der Signalgeber (16) durcn eine Schutzvorrichtung geschützt ist.