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Vorrichtung zur Herstellung von Schweißfugen
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Schweißfugen
bei an ihrem Rand zu verschweißenden Platten mit einem mobilen, an die zu bearbeitende
Platte ansetzbaren Maschinengestell, auf dem ein angetriebenes Schnittwerkzeug angeordnet
ist.
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Bei den bekannten mobilen Vorrichtungen dieser Art ist das Schnittwerkzeug
als Stoßmeißel ausgebildet, der elektrisch oder pneumatisch angetrieben wird. Bei
diesen Geräten handelt es sich jedoch um ausgesprochene Kleingeräte mit geringer
Leistung und damit geringer
Schnittiefe, was lediglich eine bearbeitung
vergleichsweise dünner Platten zuläßt. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnungen
ist jeoch darin zu sehen, daß mit Hilfe des hier vorgesehenen Stoßmeißels lediglich
schräg geneigte Phasen herstellbar sind, so daß sich im Querschnitt V-förmige Schweißfugen
ergeben.
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Bei dicken Platten ergäbe sich hierbei ein vergleichsweise großer
Schweißfugenquerschnitt, der die Einbringung von viel Schweißgut erforderlich machte,
was im Hinblick auf den Zeit- und Materialverbrauch unerwünscht ist.
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Man hat sich zwar auch schon damit beholfen, die Schweißfugen auf
stationären Werkzeugmaschinen herzustellen.
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Dies erfordert jedoch insbesondere bei großen und schweren Platten
einen hohen Aufwand zum Transport und zur Handhabung der Platten.
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Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen eine Vorrichtung eingangs
erwähnter Art zu schaffen, die trotz mobiler Ausgestaltung eine hohe Leistung erbringt
und mit der auch bei dicken Platten mit großer erforderlicher Schweißfugentiefe
enge Schweißfugenquerschnitte herstellbar sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Erfindung durch einen
mit einem Hydraulikmotor und einem hiervon angetriebenen Fräser versehenen Fräskopf,
der im mittleren Bereich eines etwa C-förmigen Trägers aufgenommen ist, an dessen
oberem bzw. unterem Schenkel plattenseitig über einen die Schnittbreite begrenzenden
Anschlag auskragende Stützrollen bzw. diesen mit einstellbarem Abstand gegenüberliegende,
antreibbare Vorschubrollen
abgestützt sind, die in Vorschubrichtung
verstellbar sind.
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Diese Maßnahmen ergeben eine universelle Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Bearbeitung von Platten jeder Dicke. Die Schnittiefe ist dabei durch
einfaches Verstellen der Stütz- und Vorschubrollen einstellbar. Sofern eine einfache
Schnittiefe nicht genügt,können durch Verstellen der Stütz- und Vorschubrollen auch
mehrere Schnitte nacheinander durchgeführt werden, wobei sich infolge des als Schnittwerkzeug
dienenden Fräsers in vorteilhafter Weise ein tulpenförmiger Querschnitt der Schweißfuge
ergibt, so daß beim Schweißen wenig Schweißgut verbraucht wird, was sich positiv
auf den Zeit- und Materialbedarf auswirkt.
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Der hydraulische Antrieb des Fräsers und der maschinelle Vorschub
der Vorschubrollen ermöglichen die Erzielung hoher Schnittleistungen und damit einer
großen Schnitttiefe bei jedem Schnitt, so daß man bis zu vergleichsweise großen
Plattenstärken mit einem Schnitt auskommt.
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Die Vorschub- und Stützrollen ergeben praktisch einen auf der zu bearbeitenden
Platte kippsicher verfahrbaren Wagen, was die Handhabung erleichtert und eine hohe
Arbeitsgenauigkeit gewährleistet. Die Verstellbarkeit der Vorschubrollen in Vorschubrichtung
stellt sicher, daß auch beim Ein- und Auslauf des Fräsers an den Plattenenden ein
zuverlässiger Vorschub gewährleistet ist, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die
Bedienungsfreundlichkeit auswirkt. Trotz mobiler Ausgestaltung gewährleistet die
erfindungsgemäße Vorrichtung demnach eine leichte Handhabung und einfache Bedienung
sowie eine hohe Arbeitsgenauigkeit.
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In vorteilhafter Weiterbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der
Fräskopf um eine lotrechte Achse schwenkbar am Träger gelagert sein. Hierdurch ist
es möglich, linke und rechte Schweißfugen ohne Richtungsumkohr herzustellen. Hierzu
ist lediglich der Fräskopf entsprechend zu verschwenken.
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In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der schwenkbare
Fräskopf mit zwei einander gegenüberliegenden Anschlägen zur Begrenzung der Schnittbreite
versehen sein. Hierdurch ist sichergestellt, daß in jeder Arbeitsstellung des Fräskopfes
aromatisch ein Anschlag zur Begrenzung der Schnittbreite zur Verfügung steht und
daß dennoch eine ungehinderte Schwenkbarkeit des Fräskopfes gewährleistet ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen
kann darin bestehen, daß der Fräser als stirnseitig schneidender Fräser ausgebildet
ist. Hierbei kann die Fräskopfachse vorteilhaft zur Vorschubrichtung nach oben und
seitlich außen geneigt sein, so daß sich nicht nur ein leichter Einlauf des Fräsers
ergibt, sondern in vorteilhafter Weise auch ein schlanker Schweißfugenquerschnitt.
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In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen können auch die
Vorschubrollen hydraulisch angetrieben sein.
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Hierbei ist es möglich, den dem Fräser zugeordneten Hydraulikmotor
und den den Vorschubrollen zugeordneten Hydraulikmotor mittels desselben Hydraulikkreislaufs
mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen, so daß sich die erforderlichen Versorgungsleitungen
in vorteilhafter Weise auf ein Mindestmaß reduzieren.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen
kann darin bestehen, daß der Träger eine in Vorschubrichtung verlaufende Führung
aufweist, auf der ein die Vorschubrollen und einen diesen zugeordneten Antriebsmotor
enthaltendes Vorschubaggregat aufgenommen ist, das m:ttels einer zugeordneten Stelleinrichtung
entlang der rührung verschiebbar ist, die ihrerseits auf einer w##iteren, lotrecht
hierzu verlaufenden Führung des Trägers aufgenommen und mittels einer Stelleinrichtung
verschiebbar ist. Diese Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise eine kreuzschlittenartige
Anordnung des Vorschubaggregats und damit eine einfache Ein-und Verstellbarkeit
der Vorschubrollen.
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Zur Erzielung einr wackelsicheren Abstützung der gesamten Vorrichtung
auf der zu bearbeitenden Platte können mehrere in Vorschubrichtung hintereinander
angeordnete Stützrollenplare vorgesehen sein, denen mindestens ein Vorschubrollelpaar
gegenüberliegt.
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Eine weitere besonders zu bevorzugende Ausgestaltung der übergeordneten
Maßnahmen kann darin bestehen, daß der dem Fräskopf und/oder dem Vorschubaggregat
zugeordnete hydraulische Versorgungskreis eine von einer Rücklaufleitung umfaßte
Vorlaufleitung aufweist. Hierdurch ist sichergestellt, daß trotz eines vorlaufseitig
hohen Drucks der Hydraulikflüssigkeit eine hohe Sicherheit erreicht wird, da die
innere, unter hohem Druck stehende Vorlaufleitung durch die äußere, unter geringerem
Druck stehende RLcklaufleitung geschützt ist. In vorteilhafter Weise ist hierbei
auch eine Sicherheitsschaltung derart möglich, daß die Beaufschlagung der Vorlaufleitung
mit Hydraulikflüssigkeit entfällt, sobald die äußere Rücklaufleitung beschädigt
ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen
der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreiung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen
Unteransprüchen.
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In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Schweißfugenfräsmaschine, Figur 2 eine Stirnansicht der Arordnung nach Figur 1,
Figur 3 einen Querschnitt durch eine tiefe Schweißfuge und Figur 4 einen Querschnitt
durch eine hydraulische Versorgungsleitung.
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Die den Figuren 1 und 2 zugrunde liegende Schweißfugenfräsmaschine
besteht aus einem die zu bearbeitende Kante einer Platte 1 C-förmig umfassenden
Träger 2, auf dem ein Fräskopf 3 mit einem stirnseitig schneidenden, scheibenförmigen
Fräser 4 aufgenommen ist, der mittels eines in den Fräskopf 3 integrierten, vorzugsweise
als Hydraulikmotor ausgebildeten Antriebsmotors antreibbar ist.
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Der Trager 2 ist als entlang der zu bearbeitenden Kante der Platte
1 verfahrbarer Wagen bzw. Schlitten ausgebildet. Hierzu sind auf dem die Platte
1 untergreifenden Schenkel 5 des Trägers 2 aufgenommene Stützrollen 6 und diesen
gegenüberliegende, an eine die Platte 1 übergreifenden Teil aufgenommene Vorschubrollen
7 vorgesehen, die in Vorschubrichtung antreibbar sind.
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Zur Erzielung einer kippsicheren Führung des Trägers 2 auf der Platte
1 sind mehrere, hier drei, mit Abstand hintereinander angeordnete Stützrollenpaare
mit jeweils zwei voneinander distanzierten Stützrollen 6 vorgesehen, denen ein Vorschubrollenpaar
mit zwei voneinander distanzierten Vorschubrollen 7 gegenüberliegt. Die Stützrollen
6 sind auf einem durch eine Lagerschiene gebildeten Rollenträger 8 aufgenommen,
der am oberen Ende einer Stange 9 befestigt ist, die höhenmäßig verstellbar im die
Platte 1 untergreifenden Schenkel 5 des Trägers 2 gelagert ist. Die Verstellung
der Stange 9 kann mittels eines hier nicht näher dargestellten Handrads erfolgen.
In der Arbeitsstellung ist die Stange 9 fixiert.
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Die Stützrollen 6 sind frei drehbar auf dem Rollenträger 8 gelagert.
Die Vorschubrollen 7 sind über ein vorgeschaltetes Getriebe 10 antreibbar, dem ein
Motor 11 zugeordnet ist. Die Vorschubrollen 7, das Getriebe 10 und der Antriebsmotor
11 sind dabei zu einem eine austauschbare Baueinheit bildenden Vorschubaggregat
12 zusammengefaßt, das insgesamt verstellbar am Träger 2 gelagert ist. Das Vorschubaggregat
12 ist gegenüber dem Träger 2 höhenmäßig und in Vorschubrichtung verstellbar. Hierzu
ist das Vorschubaggregat 12 auf einer in Vorschubrichtung verlaufenden Führungsschiene
13 verschiebbar aufgenommen, die ihrerseits in einer lotrecht hierzu verlaufenden
Längsführung 14 des Trägers 2 verschiebbar gelagert ist.
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Der Fräskopf 3 ist höhenmäßig stationär auf dem Träger 2 angeordnet.
Durch höhenmäßige Verstellung der Stützrollen 6 und der Vorschubrollen 7 läßt sich
daher die gewünschte Schnittiefe einstellen sowie der zur übertragung einer Vorschubbewegung
erforderliche Anpreßdruck erreichen.
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Die Schnittbreite wird durch einen Anschlag 15 begrenzt, der mit der
zu bearbeitenden Kante der Platte 1 zusammenwirkt. Der Anschlag 15 kann als ebene
oder zur Erzielung einer hohen Leichtgängigkeit plattenseitig leicht ballige Anschlagleiste
ausgebildet sein. Die Anschlagleiste 15 kann direkt am Träger 2 oder am Fräskopf
3 befestigt sein. Infolge der Verstellbarkeit der Vorschubrollen 7 in Vorschubrichtung
kannen diese im Bereich der Enden der zu bearbeitenden Kante der Platte 1 in Vorschubrichtung
vor- bzw. zurückgestellt werden, so daß auch beim Ein- und Auslauf des Fräsers 4
ein zuverlässiger Vorschub gewährleistet ist. Die Verstellung des Vorschubaggregats
12 kann von Hand etwa mittels einer manuell betätigbaren Spindel erfolgen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind hierzu parallel zu den Führungen
13 bzw. 14 angeordnete Stellzylinder 16 bzw. 17 vorgesehen, die über zugeordnete
Stellstangen 16a bzw. 17a am Vorschubaggregat 12 bzw. der dieses aufnehmenden Führungsschiene
13 angreifen. Die Stellzylinder 16 bzw. 17 können pneumatisch oder vorzugsweise
hydraulisch betrieben werden, was eine einfache Fernsteuerung ermöglicht.
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Der Fräskopf 3 ist um eine lotrechte Achse um etwa 1800 schwenkbar
im Träger 2 gelagert. Hierzu ist der Träger 2 mit einer dem Fräskopf 3 zugeordneten,
etwa mittigen, die obere Führung 14 nach unten begrenzenden, nutförmigen Ausnehmung
18 versehen, deren obere und untere Flanken als Lagerflächen ausgebildet sind, die
mit zugeordneten Lagerflächen des Fräskopfes 3 zusammenwirken.
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Der Fräskopf 3 ist mit über seine fräserseitige Stirnseite auskragenden
Lagerlaschen 19 bzw. 20 versehen, die unter Anlage an den oberen und unteren Flanken
der Nut 18 in diese eingreifen und durch hier nicht näher
dargestellte,
die Drehachse bildenden Lagerbolzen mit dem Träger 2 verbunden sind. Die Schwenkbarkeit
des Fräskopfes 3 ermöglicht eine Bearbeitung einander gegenüberliegender Plattenkanten
ohne Richtungswechsel.
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In der jeweiligen Arbeitsstellung ist der Fräskopf 3 gegenüber dem
Träger 2 verriegelt. Zur Vermeidung einer Kollision des schwenkbaren Fräskopfes
mit dem zur Begrenzung der Eingriffsbreite dienenden Anschlag 15 ist dieser am Fräskopf
3 befestigt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind, wie am besten aus Figur
2 erkennbar ist, zwei an den einander gegenüberliegenden Flanken der unteren Lagerlasche
20 befestigte, einander gegenüberliegende Anschläge 15 vorgesehen, so daß in jeder
Arbeitsstellung des schwenkbaren Fräskopfes 3 automatisch ein Anschlag zur Verfügung
steht.
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Die Lagerlaschen 19 bzw. 20 sind so angeordnet, daß die Mittellängsachse
des Fräsers 4 bzw. des Fräskopfes 3 in der Arbeitsstellung gegenüber der Vorschubrichtung
seitlich nach außen und nach oben geneigt ist, so daß die fräsende Stirnseite des
Fräsers gegenüber der zu bearbeitenden Kante der Platte 1 nach vorne und gegenüber
der Plattenoberfläche nach oben geneigt ist, was nicht nur einen sanften Einlauf
des Fräsers ermöglicht, sondern auch einen schlanken, elliptischen Querschnitt der
herzustellenden Schweißfuge ergibt.
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Der dem Fräser 4 zugeordnete in den Fräskopf 3 integrierte Antriebsmotor
ist als Hydraulikmotor ausgebildet, der in einem hydraulischen Versorgungskreis
mit einer durch eine Pumpe beaufschlagten Vorlaufleitung und einer mehr oder weniger
druck losen Rücklaufleitung liegt. Die Verwendung eines hydraulischen Antriebsmotors
ermöglicht auch bei einer für ein mobiles Gerät
vorteilhaften kompakten
Baugröße die Erzielung einer hohen Leistung, so daß eine große Schnittiefe möglich
ist. Vielfach genügt daher bereits ein Arbeitsgang zur Herstellung der gewünschten
Schweißfuge, wobei aufgrund der Neigung der Fräskopfachse ein schlanker Fugenquerschnitt
erreichbar ist. Nur bei sehr dicken Platten sind mehrere Arbeitsgänge erforderlich.
Aber auch hierbei ergibt sich, wie Figur 3 anschaulich zeigt, ein tulpenförmiger
Querschnitt der Schweißfuge 21.
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Die tangential aus dem Arbeitsumfang des Fräsers 4 herauslaufende
Seitenkante 22 der Schweißfuge 21 verläuft dabei etwa parallel zur seitlichen Plattenkante
23.
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Hierdurch ist sichergestellt, daß zum Zuschweißen einer derartigen
Schweißfuge vergleichsweise wenig Schweißgut benötigt wird.
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Zur Verbindung des dem Fräskopf 3 zugeordneten Hydraulikmotors mit
einer Pumpe ist ein Versorgungsstrang 24 mit einer Vorlaufleitung 25 und einer Rücklaufleitung
26 vorgesehen, die, wie Figur 4 anschaulich zeigt, so ineinander angeordnet sind,
daß die von der Pumpe mit Hochdruck beaufschlagte Vorlaufleitung 25 von der drucklosen
bzw.
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lediglich unter Niederdruck stehenden Rücklaufleitung 26 umfaßt und
damit geschützt wird. Diese Anordnung ermöglicht gleichzeitig auch eine Sicherheitsschaltung
derart, daß die Beaufschlagung der Vorlaufleitung 25 durch die zugeordnete Pumpe
gesperrt wird, sobald die äußere Rücklaufleitung 26 verletzt wird. Hierzu ist in
der Rücklaufleitung lediglich ein geringer Restdruck aufrechtzuerhalten, der mittels
eines Fühlers abgetastet wird, der im Falle eines Abweichens des Restdrucks von
einem vorgegebenen Druckniveau die Beaufschlagung der Vorlaufleitung 25 sperrt.
Die der Figur 4 zugrunde liegende Ausbildung des Versorgungsstrangs 24 ergibt demnach
trotz
des zur Anwendung kommenden hydraulischen Drucks und trotz der im lalle von mobilen
Geräten sich ergebenden robusten Arbeitsverhältnisse eine hohe Verletzungssicherheit.
I)ie Vorlaufleitung 25 und die Rücklaufleitung 26 können einfach durch ineinander
gesteckte, bewegliche Schläuche gebildet werden. Derartige Schläuche sind in der
Regel mit einer Stahlarmierung 27 versehen, die hier vorteilhift als Signalleitung
zwischen dem Verbraucher, hier der Fräskopf 3, und der zugeordneten Pumpe bzw. dieser
nachgeordneten Steuerventilen, fungieren können, so daß die Aktivierung bzw. Passivierung
des dem Fräser 4 zugeordneten Hydraulikmotors einfach mittels eines im 3ereich des
Fräskopfes 3 angeordneten Schalters 28 erfolgen kann.
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Im dargestellten 4usführungsbeispiel soll auch der den Vorschubrollen
7 zugeordnete Antriebsmotor 11 als Hydraulikmotor ausgebildet sein. Dieser kann
dabei über denselben Versorgungsstrang 24 wie der dem Fräser 4 zugeordnete Hydraulikmotor
mit Druckflüssigkeit versorgt werden, was die Anzahl der erforderlichen Versorgungsleitungen
reduziert.