DE3610313C2

DE3610313C2 -

Info

Publication number: DE3610313C2
Application number: DE3610313A
Authority: DE
Inventors: Hisao Nagoya Aichi Jp Sigiyama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1989-02-16
Also published as: DE3610313A1; GB8607230D0; GB2174941A; US4756463A; GB2174941B

Description

Die Erfindung betrifft automatische Schweissvorrichtungen und insbesondere automatische Schweissvorrichtungen, welche einen Schweissbrenner aufweisen, der an einem Schweissbrenner-Transportwagen befestigt ist.

Es sind bereits automatische Schweissvorrichtungen zum Schweissen flacher Platten und automatische Schweissvorrichtungen zum Schweissen von Rohren bekannt. Bei jeder dieser automatischen Schweissvorrichtungen ist ein Schweissbrenner an einem Schweissbrenner-Transportwagen befestigt. Der Transportwagen ist an einer Schiene mittels zumindest eines Paares sich gegenüberliegender Räder befestigt, die an den gegenüberliegenden Seiten der Schiene festgeklemmt sind. Ein Antrieb, wie beispielsweise ein Elektromotor, ist mit einer Achse eines der Räder verbunden, um den Transportwagen über das Antriebsrad längs der Schiene zu bewegen. Ein Ritzel kann an der treibenden Achse befestigt sein, um Leistung vom Antrieb aufzunehmen. Das Ritzel arbeitet mit einer Zahnstange zusammen, die an der Schiene zur Erleichterung der Bewegung des Transportwagens vorgesehen ist.

Eine bekannte automatische Schweissvorrichtung und insbesondere eine automatische Schweissvorrichtung zum Schweissen flacher Platten ist in den Fig. 1 bis 3 dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer derartigen Schweissvorrichtung, während

Fig. 2 eine Draufsicht der Schweissvorrichtung nach Fig. 1 ist.

Fig. 3 ist eine vergrösserte Querschnittsdarstellung des Antriebsteils zum Antrieb des Transportwagens mittels Leistung aus einer Antriebsquelle.

Insbesondere weist die automatische Schweissvorrichtung gemäss den Fig. 1 bis 3 eine Schiene (1) mit einer Zahnstange (2) auf, die sich längs der Längsmittellinie der Schiene erstreckt. Ein Schweissbrenner-Transportwagen (3) kann auf der Schiene (1) mittels eines ersten Paares Führungsräder (4 a) und eines zweiten Paares Führungsräder (4 b) laufen. Jedes Paar der Führungsräder ist auf einer zugehörigen Achse (5 a bzw. 5 b) befestigt. Somit laufen, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, die Räder längs der Oberseiten der Schiene (1), wobei ihre jeweiligen Achsen die Schiene (2) überbrücken. Ein Ritzel (6) ist auf einer der Achsen (5 a) im Eingriff mit der Zahnstange (2) befestigt. Ein am Transportwagen (3) mittels einer Schweissbrennerhalterung (8) befestigter Schweissbrenner (7) wird durch den Transportwagen zur gewünschten Schweissstelle befördert. Der Transportwagen (3) weist ferner einen Klemmrahmen (9) mit Rädern (10 a, 10 b) auf, die auf der Unterseite der Schiene (1) abrollen. Der Klemmrahmen (8) ist mit dem Transportwagen (3) mit Hilfe von Gewindebolzen (11) verbunden, die sich durch Öffnungen (12) in Flanschabschnitten im vorderen und hinteren Bereich des Oberteils des Transportwagens (3) erstrecken und mit dem vorderen und hinteren Bereich des Klemmrahmens (9) verbunden sind. Mit Gewinde versehene Klemmdruck- Einstellelemente (13) sind auf die Gewindebolzen (11) aufgeschraubt, nachdem diese durch die Öffnungen (12) eingeführt wurden. Der Transportwagen wird an der Schiene mit einer gewünschten Kraft festgeklemmt, indem die Anzugsposition der Klemmdruck-Einstellelemente eingestellt wird.

Gemäss Fig. 2 wird Leistung von der treibenden Achse (5 a) zur getriebenen Achse (5 b) über ein Kettenrad und eine Kettenanordnung übertragen, die aus dem Kettenrad (20) auf der Achse (5 a), dem Kettenrad (22) auf der Achse (5 b) und der Kette (21) besteht.

Die treibende Achse (5 a) empfängt Leistung von einem entsprechenden Antrieb, wie beispielsweise einem Elektromotor (14) über Zahnräder (16, 17), die in einem Getriebegehäuse (15) liegen. Wird der Motor gestartet, so laufen die Zahnräder (15, 16) um und veranlassen die Achse (5 a) und ihr Ritzel (6), sich zu drehen. Da das Ritzel (6) in Eingriff mit der Zahnstange (2) der Schiene (1) steht, läuft der Schweissbrenner-Transportwagen (3) längs der Schiene. Auf diese Weise wird der Schweissbrenner (7) in verschiedene Stellungen bewegt, die den zu schweissenden Teilen gegenüberliegen.

Eine Schwierigkeit bei derartigen bekannten automatischen Schweissvorrichtungen liegt darin, dass ein unvermeidliches Antriebsspiel im Antriebssystem vorhanden ist, so dass, nachdem der Transportwagen eine gewisse Strecke in einer ersten oder Vorwärtsrichtung mittels der durch den Antrieb gelieferten Leistung bewegt wurde und anschliessend die Leistung des Antriebs abgeschaltet wird, der Schweissbrenner- Transportwagen die Neigung hat, sich rückwärts in einer Richtung zu bewegen, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Dies führt zu einer ungenauen Einstellung des Schweissbrenner-Transportwagens für den Schweissvorgang. Sollte die Schiene nicht genau waagerecht verlaufen, so kann zusätzlich der Schweissbrenner-Transportwagen von seiner Stellung wegrollen, wenn die Antriebsleistung abgeschaltet ist, wodurch erneut der Schweissbrenner für den beabsichtigten Schweissvorgang falsch positioniert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die unerwünschte Bewegung des Schweissbrenner-Transportwagens zu beseitigen, die sich aus dem Antriebsspiel des Antriebssystems oder aus einer nicht-waagerechten Lage der Schiene ergibt.

Erfindungsgemäss wird die vorausgehend erwähnte Aufgabe bei einer automatischen Schweissvorrichtung, einschliesslich solchen zum Schweissen flacher Platten und solchen zum Schweissen von Rohren dadurch gelöst, dass mindestens eines der Führungsräder aus elastischem Werkstoff, beispielsweise Gummi oder Kunstharz, besteht, das einen grossen Reibungskoeffizienten aufweist. Da das Führungsrad aus elastischem Werkstoff unter Druck verformbar ist, kann die Reibung zwischen dem Rad und der Schiene leicht erhöht werden, indem die Anzugsposition des Klemmdruck-Einstellelementes verändert wird, das auf Gewindebolzen aufgeschraubt ist, die an einem Klemmrahmenbereich des Schweissbrenner-Transportwagens befestigt sind.

Gemäss einem weiteren erfindungsgemässen Merkmal wird die Reibungsanlage des elastischen Führungsrades an der Schiene durch die Verwendung eines Anschlagringes aus nicht-elastischem Werkstoff beschränkt, der koaxial zum elastischen Führungsrad liegt. Aufgrund der hohen Reibungskraft, die zwischen der Schiene und dem elastischen Führungsrad oder den Führungsrädern erfindungsgemäss entsteht, wird die unerwünschte Bewegung des Schweissbrenner-Transportwagens infolge eines Antriebsspiels oder anderen Gründen verhindert, wodurch die genaue Positionierung des Schweissbrenner- Transportwagens mit dem Schweissbrenner relativ zu den zu schweissenden Teilen gewährleistet wird und somit hochwertige Schweissnähte sichergestellt sind.

Die Erfindung wird anschliessend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer bekannten automatischen Schweissvorrichtung zum Schweissen flacher Platten,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die bekannte automatische Schweissvorrichtung gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrösserte Schnittansicht der automatischen Schweissvorrichtung gemäss den Fig. 1 und 2, gesehen längs der Linie (III-III),

Fig. 4 eine Vorderansicht mit vertikal geschnittenen Teilen eines elastischen Führungsrades gemäss der Erfindung,

Fig. 5 eine vergrösserte Schnittdarstellung, die das Antriebssystem zum Antrieb des Schweissbrenner-Transportwagens einer erfindungsgemäss aufgebauten automatischen Schweissvorrichtung darstellt,

Fig. 6 die Verformung des erfindungsgemässen elastischen Führungsrades unter einer auf das Rad ausgeübten Druckkraft,

Fig. 7 eine Vorderansicht mit vertikal geschnittenen Bereichen eines erfindungsgemässen elastischen Führungsrades mit einem Anschlagring zur Begrenzung des Zusammendrückens des elastischen Führungsrades,

Fig. 8 eine Vorderansicht einer erfindungsgemässen automatischen Schweissvorrichtung zur Verwendung beim Schweissen von Rohren,

Fig. 9 eine Seitenansicht der Schweissvorrichtung nach Fig. 8 und

Fig. 10 eine vergrösserte Schnittdarstellung des Antriebssystems der automatischen Schweissvorrichtung zum Schweissen von Rohren gemäss Fig. 8.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr in Verbindung mit den anliegenden Fig. 4 bis 10 beschrieben. Es wird zunächst auf die Fig. 4 Bezug genommen, gemäss welcher mindestens eines der Führungsräder (4 a) aus einem Aussenring (19) aus elastischem Werkstoff besteht, der einen inneren ringförmigen Metallkern (18) umgibt. Die Achse (5 a) erstreckt sich durch eine Öffnung in den ringförmigen Metallkern (18). Der elastische Werkstoff zur Ausbildung des Aussenrings (19) ist vorzugsweise Gummi oder Kunstharz. Jedoch ist die Erfindung nicht auf einen elastischen Ring aus Gummi oder Kunstharz beschränkt und jeder elastische Werkstoff, der in einen auf einem Metallkern befestigten Ring geformt werden kann und der einen Schweissbrenner-Transportwagen einer automatischen Schweissmaschine tragen kann, lässt sich verwenden.

Um die gewünschte Reibungskraft zwischen dem elastischen Führungsrad (5 a) und der Schiene zu erzeugen, wird der Anzug der die Druckkraft erzeugenden Klemmdruck-Einstellelemente (13) eingestellt, wodurch die elastischen Führungsräder (13) ausreichend gegen die Schiene gepresst werden, um eine Bewegung des Schweissbrenner-Transportwagens bei Zuführung der durch den Antrieb gelieferten Leistung zu erlauben, während eine Bewegung als Folge eines Getriebespiels oder einer nicht-waagerechten Stellung der Schiene verhindert wird.

Somit ist erfindungsgemäss mindestens eines der Führungsräder, und gegebenenfalls alle beide, des Schweissbrenner-Transportwagens (3) in ein Rad aus elastischem Werkstoff abgeändert. Durch diese Änderung wird eine unerwünschte Bewegung des Schweissbrenner- Transportwagens infolge eines Spiels in dem leistungszuführenden Antrieb und auch eine unerwünschte durch andere Faktoren erzeugte Bewegung beispielsweise infolge der nicht-waagerechten Lage der Schiene, durch die Reibungskraft verhindert, die zwischen der Schiene und den elastischen Führungsrädern vorhanden ist. Somit wird durch eine verhältnismässig einfache und kostengünstige Abänderung eine unerwünschte Bewegung des Schweissbrenner-Transportwagens, die die Schweissqualität beeinträchtigen würde, sicher verhindert.

Bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird die Druckkraft am elastischen Führungsrad durch Einstellung der Anzugsposition der Klemmdruck-Einstellelemente (13) eingestellt. Durch diese Anordnung kann die Druckkraft kalibriert werden, indem die Entfernung (A) gemäss Fig. 1 zwischen dem Schweissbrenner-Transportwagen (3) und Klemmrahmen (9) überwacht wird.

Gemäss einem weiteren erfindungsgemässen Merkmal wird die gelieferte Klemmkraft und somit die an den elastischen Führungsrädern erzeugte Druckkraft automatisch durch die Verwendung eines Anschlagrings oder von Anschlagringen begrenzt, die koaxial zu den elastischen Führungsrädern auf der Achse angeordnet sind, die die elastischen Führungsräder trägt. Auf diese Weise werden von der Bedienungsperson verursachte Fehler, die sich aus einer visuellen Kalibrierung der Entfernung (A) ergeben, beseitigt.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung, die einen Anschlagring einsetzt und die in Fig. 5 dargestellt ist, ist der Anschlagring (23) entfernt von den elastischen Führungsrädern angeordnet und legt sich gegen die Schiene an, um das Zusammendrücken der elastischen Führungsräder unter der Klemmkraft zu begrenzen, die durch die Klemmdruck-Einstellelemente (13) erzeugt wird.

Insbesondere ist unter Bezugnahme auf Fig. 5 die automatische Schweissvorrichtung, die elastische Führungsräder (4 a) auf einer Achse (5 a) aufweist, mit einem Anschlagring (23) versehen, der mit einem zusätzlichen Schienenabschnitt (24) zusammenwirkt, der in der Schiene (1) derart eingebettet ist, dass er parallel zur Zahnstange (2) und bündig mit der Oberseite der Schiene (1) verläuft. Die Bauelemente der Fig. 5, die vorausgehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurden, haben die gleichen Bezugszeichen und ihre Beschreibung wird bezüglich Fig. 5 nicht wiederholt.

Es ist somit ersichtlich, dass das Ausmass der Verformung Δ δ der elastischen Führungsräder (4 a) gemäss Fig. 6 durch den Anschlagring (23) und der damit zusammenwirkenden zusätzlichen Schiene (24) begrenzt wird. Das heisst, sobald der Anschlagring (23) sich gegen die zusätzliche Schiene (24) legt, ist es nicht länger möglich, die elastischen Räder (24) in Anlage an der Schiene (1) weiter zu verformen. Auf diese Weise kann der Raddruck der elastischen Führungsräder (4 a) gegen die Schiene (1) und der Eingriff des Ritzels (6) mit der Zahnstange (2) konstant gehalten werden.

Fig. 7 zeigt eine alternative Ausführungsform des Anschlagrings. Gemäss der Ausführungsform nach Fig. 7 ist der Anschlagring (23′) direkt auf dem elastischen Führungsrad (4 a) befestigt. Eine Befestigungsanordnung verwendet eine Schraube (25), die in eine Gewindebohrung des ringförmigen Metallkerns (18) eingeschraubt ist. Geeignete andere Befestigungseinrichtungen können ebenfalls verwendet werden.

Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen die Anwendung der Erfindung bei einer automatischen Schweissvorrichtung zum Schweissen von Rohren. Die in den Fig. 8 bis 10 aufgeführten Bauelemente, die vorausgehend in Verbindung mit den Fig. 1 bis 7 beschrieben wurden, weisen das gleiche Bezugszeichen auf, das vorausgehend zur Bezeichnung dieser Bauteile verwendet wurde und werden in Verbindung mit den Fig. 8 bis 10 nicht weiter erläutert.

Gemäss den Fig. 8 bis 10 ist eine Schiene (1′) an einem Rohr (26 a) mittels einer Schraube (27) festgeklemmt. Ein Schweissbrenner-Transportwagen (3) ist an der Schiene (1′) mit Führungsrädern (4 a, 4 b) festgeklemmt, die jeweils auf den Achsen (5 a, 5 b) befestigt sind. Wie bei der erfindungsgemässen Ausführungsform, die zum Gebrauch mit einer automatischen Schweissvorrichtung zum Schweissen flacher Platten bestimmt ist, ist der Schweissbrenner-Transportwagen (3) mit einem Klemmrahmen (9) versehen, der für einen Klemmvorgang bestimmte Führungsräder (10 a, 10 b) aufweist, die längs der Unterseite der Schiene (1′) laufen. Mindestens eines der Führungsräder (4 a, 4 b) ist ein elastisches Führungsrad aus Gummi oder Kunstharz. Die Führungsräder (4 a, 4 b) und die für den Klemmvorgang bestimmten Führungsräder (10 a, 10 b) arbeiten zusammen, um es dem Schweissbrenner-Transportwagen (3) zu ermöglichen, am Umfang der Schiene (1′) abzurollen und dadurch den Schweissbrenner (7), der mittels der Schweissbrennerhalterung (8) am Schweissbrenner- Transportwagen (3) befestigt ist, an bestimmten Stellen (28) am Umfang des Rohres (26 a) zu positionieren, an denen Schweissvorgänge stattfinden sollen. Obgleich es in den Fig. 8, 9 und 10 nicht besonders eingetragen ist, versteht es sich, dass, wie bei der Ausführungsform der Erfindung, die bei einer automatischen Schweissvorrichtung zum Schweissen flacher Platten eingesetzt wird, die Ausführungsform der Erfindung für Schweissmaschinen zum Schweissen von Rohren ebenfalls Anschlagringe der in Fig. 5 oder Fig. 7 dargestellten Bauart aufweisen kann.

Aus der vorausgehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die Schwierigkeit einer unerwünschten Bewegung des Schweissbrenner-Transportwagens, die durch ein Speil im Antriebssystem oder aus anderen Gründen verursacht ist und beim Wegfall der Antriebsleistung vom Transportwagen auftritt, erfindungsgemäss beseitigt wird, indem mindestens eines der Führungsräder des Schweissbrenner-Transportwagens, die an der dem Transportwagen zugeordneten Schiene abrollen, derart abgeändert ist, dass sie aus elastischem Werkstoff, wie beispielsweise Gummi oder Kunstharz bestehen, also aus einem Werkstoff, der einen hohen Reibungskoeffizienten gegenüber der Schiene aufweist. Die elastischen Führungsräder werden gegen die Schiene gedrückt, um die dort vorhandene Reibung zu erhöhen, und zwar mittels der Verwendung von Klemmdruck- Einstellelementen, die mit Gewindebolzen an einem Klemmrahmen des Schweissbrenner-Transportwagens zusammenwirken. Der Klemmdruck kann visuell von der Bedienungsperson kalibriert werden. Um jedoch eine zu grosse Verformungskraft zwischen den elastischen Führungsrädern und der Schiene zu verhindern und somit eine zu grosse Verformung Δ δ, können Führungsringe vorgesehen werden, die mit den elastischen Führungsrädern koaxial auf einer gemeinsamen Achse sitzen. Die Führungsringe können entweder getrennt von den elastischen Führungsrädern oder auf diesen angeordnet sein und haben einen Durchmesser, der so gross wie der gewünschte Durchmesser des elastischen Führungsrades ist, nachdem sie die maximale gewünschte Druckkraft aufgenommen haben.

Claims

1. Automatische Schweissvorrichtung mit einem Schweissbrenner und einem Antrieb, der auf einem auf einer Schiene beweglichen Schweissbrenner- Transportwagen vorgesehen ist, mit mindestens einem Paar Rädern (4 a, 4 b), die den Transportwagen auf der Schiene festklemmen können, einer treibenden Achse (5 a), die Leistung vom Antrieb (14) erhält und eine mit der treibenden Achse und der Schiene verbundene Vorrichtung (6) zum Antrieb des Transportwagens, wenn die treibende Achse Leistung aus dem Antrieb empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Räder (4 a, 4 b) des Räderpaares ein elastisches Rad mit einem grossen Reibungskoeffizienten ist.

2. Automatische Schweissvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen Anschlagring (23), der koaxial mit dem zumindest einem elastischen Rad (4 a, 4 b) befestigt ist und einen Durchmesser aufweist, um das Zusammendrücken des elastischen Rads an der Schiene (1) zu beschränken.

3. Automatische Schweissvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elastische Rad ein Gummirad ist.

4. Automatische Schweissvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elastische Rad ein Rad aus Kunstharz ist.

5. Automatische Schweissvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Schweissvorrichtung eine automatische Schweissvorrichtung zum Schweissen flacher Platten ist.

6. Automatische Schweissvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Schweissvorrichtung eine automatische Schweissvorrichtung zum Schweissen von Rohren ist.

7. Automatische Schweissvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (23) auf der treibenden Achse (5 a) befestigt ist.

8. Automatische Schweissvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (23) an der Seitenwand des elastischen Rads befestigt ist.

9. Automatische Schweissvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Antriebsachse verbundene Einrichtung ein Ritzel (6) umfasst, das an der treibenden Achse (5 a) befestigt ist, dass die treibende Achse mit dem Schweissbrenner-Transportwagen verbunden ist, und dass eine im Eingriff mit dem Ritzel (6) stehende Zahnstange (2) an der Schiene (1) befestigt ist.

10. Automatische Schweissvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die treibende Achse (5 a) auch das elastische Rad (4 a) trägt.

11. Automatische Schweissvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweissbrenner-Transportwagen (3) ein den Schweissbrenner aufnehmendes Oberteil aufweist, einen Klemmrahmen (9), mindestens einen am Oberteil und am Klemmrahmen befestigten Gewindebolzen (11), ein am Gewindebolzen befestigtes Klemmdruck- Einstellelement (13), und dass das andere Rad des mindestens einen Radpaares am Klemmrahmen (9) befestigt ist, so dass die Einstellungen des Klemmdruck-Einstellelements den Klemmdruck des mindestens einen Radpaares an der Schiene (1) verstellen.