DE3716134A1 - Verfahren zur wiederaufarbeitung von zylindrischen bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederaufarbeitung von vorwiegend zylindrischen Bauteilen glatter Oberfläche insbesondere von im untertägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzten Stempeln, bei dem auf die mechanisch bearbeitete Oberfläche ein über der vorgesehenen Abdrehstärke dickes Blech aufgelegt und daran fixiert wird, woraufhin die neugebildete Oberfläche weiter bearbeitet und ggf. veredelt wird, nach Patent (Patentanmeldung P 36 17 979.5).

Zylinderrohre u.ä. Gegenstände, an denen sich Riefen oder sonstige Schadstellen gebildet haben, müssen in regelmäßigen Abständen aufgearbeitet werden, wenn sie im Zusammenhang mit Dichtungen o.ä. Einrichtungen zum Einsatz kommen. So werden beispielsweise die Kolben von im untertägigen Bergbau eingesetzten Stempeln abgedreht und anschließend mit einer neuen Schweißschicht versehen, um dann nach entsprechender Weiterverarbeitung und Wiederaufarbeitung zu einem erneuten Einsatz unter Tage zur Verfügung zu stehen. Das Aufschweißen einer entsprechenden Schicht ist sehr material- und zeitaufwendig, wobei wegen der Form der Zylinderrohre das Aufbringen als solches meist von Hand erfolgen muß. Die Arbeiten werden dabei von Spezialisten ausgeführt. Bekannt ist es auch, hosenförmige Rohre etwa in der Dicke der abgedrehten Schicht auf die Rohre und Kolben aufzusetzen, um sie dann im oberen und unteren Bereich anzuschweißen oder aufzuschrumpfen. Nachteilig dabei ist das aufwendige Verfahren sowie das Problem, daß die neuaufgebrachte Schicht nicht in die Stabilitätsberechnung einbezogen werden darf. Damit sind wiederaufgearbeitete Stempel und sonstige Zylinderteile aufgrund der verringerten Stabilität nur noch begrenzt einzusetzen. Dies beeinträchtigt das gesamte Wiederaufarbeitungsverfahren erheblich.

Gemäß der Hauptanmeldung wird ein Blech, das eine über der Abdrehstärke liegende Dicke aufweist, streifenförmig auf den abgedrehten Bereich aufgelegt und durch Aufbringen einer Schweißnaht in die zwischen den Streifen gebildete Nut fixiert. Anschließend wird dann die so gebildete neue Oberfläche weiterbearbeitet und ggf. veredelt. Es ist somit vorgesehen, genau das abgedrehte Material durch ein entsprechend dimensioniertes Blech zu ersetzen, um dann diese neugebildete Oberfläche gezielt bearbeiten zu können. Durch die intensive Verbindung zwischen Blech und Bauteil ist es zulässig und möglich, den neugebildeten Belag voll in die Stabilitätsrechnung einzubeziehen. Damit kann das wiederaufgearbeitete Bauteil genau an der ursprünglichen Stelle wieder vollgültig eingesetzt werden. Das zylindrische Bauteil stellt somit ein echtes Ersatzteil dar, das anschließend auch die gleiche Standzeit wieder erreichen kann, wie das Bauteil im Ursprungszustand. Nachteilig bei dem Verfahren ist, daß das Blech in entsprechend vorbereiteter Form zum Einsatz kommen muß und daß die Schweißnaht auch entsprechend gezielt und genau eingebracht werden muß, um eine wirksame Verbindung zwischen Blech und Bauteil zu gewährleisten. Insbesondere ist es zwingend notwendig, beim spiralförmigen Aufwickeln des Bleches auf das Bauteil eine möglichst gleichförmige Naht vorzugeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß der Hauptanmeldung so weiter zu entwickeln, daß eine vereinfachte und verbesserte Fixierung des Bleches auf dem wiederaufzuarbeitenden Bauteil möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Blech nach dem Aufbringen auf den Stempel bzw. das zylindrische Bauteil über einen Laserstrahl an deren mechanisch bearbeitete Oberfläche angeheftet wird.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, eine Fixierung bzw. Anheftung des Bleches auf dem Bauteil praktisch an jeder beliebigen Stelle vorzunehmen, weil die Schweißung per Laserstrahl durch das Blech hindurch erfolgen kann. Damit entfällt die Notwendigkeit, die Nahtstelle des Bleches abzuschrägen, um beispielsweise eine vorteilhaft gleichmäßige Schweißnaht aufzubringen. Es ist beim erfindungsgemäßen Verfahren lediglich noch notwendig, die Kanten des Bleches so voreinanderstoßen zu lassen, daß ein möglichst dichtes Anliegen erreicht wird, ohne daß eine Vorbereitung der Kanten erforderlich würde.

Nach einer besonders zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Blech als dünnwandiges Rohr über den aufzuarbeitenden Stempel bzw. das Bauteil gestülpt und dann über den Laserstrahl angeheftet wird. Aufgrund dieser Ausbildung ist eine die Teile des Bleches miteinander verbindende Schweißnaht nicht mehr notwendig. Vielmehr kann nun das Blech auf besonders zweckmäßige und auch gleichzeitige einfache Art und Weise mit dem darunterliegenden Bauteil verbunden, d.h. verschweißt werden. Ein vollständiges und auch rundum gleichmäßiges Abdecken des Bauteils durch das Blech ist durch dessen Formgebung bereits gewährleistet.

Um die Einbeziehung der Beschichtung bzw. des Bleches in Stabilitätsberechnung sicher zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Heftung bzw. Schweißung durch den Laserstrahl spiralförmig oder ringförmig vorgenommen wird. Zweckmäßigerweise wird die Heftung bzw. Schweißung durch den Laserstrahl an den Enden ringförmig und dann verbindend spiralförmig vorgenommen. So ist eine gleichmäßige Verbindung über die Länge und den Umfang des zylinderförmigen Bauteils gewährleistet. Eine genaue und sichere Fixierung des Bleches bzw. des Blechrohres auf dem zylinderförmigen Bauteil ist auch dauerhaft gegeben.

Eine rautenartige Verbindung des Bleches, vorzugsweise des Blechrohres mit dem zylinderförmigen Bauteil ist zu erreichen, wenn, wie erfindungsgemäß vorgesehen, die Heftung bzw. Schweißung durch zwei gegenläufig aufgebrachte Schweißnahtspiralen ausgeführt wird.

Um die Oberfläche des Bleches für die Bearbeitung von vornherein möglichst gleichförmig vorzugeben, ist es vorteilhaft, die vorgesehene Schweißnaht bzw. Schweißnahtspirale in Form einer geringförmigen Verdickung auf der Innenseite des Bleches vorzugeben. Diese Verdickung wird dann beim Schweißen so verteilt, daß sich nicht nur eine sehr breite Schweißnaht ergibt, sondern auch gleichzeitig eine Schweißnaht, die auf die Oberfläche des Bleches keinen Einfluß nimmt.

Die Fixierung des Blechrohres oder des Bleches auf dem zylinderförmigen Bauteil erfolgt besonders vorteilhaft, indem das zylindrische Bauteil unter dem Laserstrahl kontinuierlich und nacheinander in beide Richtungen gedreht und dabei verschoben wird. Diese Behandlung erbringt ein durchgehendes, netzartiges Schweißnahtgitter, das eine besonders intensive Verbindung des Bleches mit dem darunter angeordneten und wiederaufzuarbeitenden Bauteiles ermöglicht.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein vereinfachtes Verfahren zum Wiederaufarbeiten von zylinderförmigen Bauteilen vorgegeben ist, das darüber hinaus zu einer verbesserten Verbindung bzw. Verschweißung des Bauteiles mit dem zylinderförmigen und aufzuarbeitenden Bauteil führt. Dabei ist jeweils dafür Sorge getragen, daß das aufgebrachte Blech eine solche Stärke aufweist, daß es nicht nur die abgedrehte Spantiefe des Bauteiles ersetzt, sondern auch für die nachfolgende Bearbeitung noch genügend Material vorhält.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnerisch dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisiert dargestellte Vorrichtung zur Wiederaufarbeitung von zylindrischen Bauteilen,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein zylindrisches Bauteil mit aufgeschobenem Blechrohr,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines zylindrischen Bauteils mit angedeuteten Schweißnähten und

Fig. 4 einen Ausschnitt eines zylindrischen Bauteils mit spiralförmig aufgebrachtem Blechstreifen.

Anhand der Fig. 1 ist angedeutet, daß der Zylinder (3), der das wiederaufzuarbeitende Bauteil darstellt, mit einem Blechrohr (4) versehen und auf eine Dreheinrichtung (13) aufgebracht ist. Zur Verbindung des Blechrohres (4) mit dem Zylinder (3) wird nun über die Dreheinrichtung (13) der Zylinder (3) in Drehung versetzt, wobei gleichzeitig über das Laserrohr (18) ein Laserstrahl (19) auf das Blechrohr (4) gelenkt wird. Das Laserrohr (18) wird über ein Stativ (20) gehalten, wobei die gesamte Dreheinrichtung (13) mit dem Zylinder (3) unter dem Laserrohr (18) hindurchgeschoben wird. Dadurch ergibt sich die Schweißnahtspirale (15, 16). Bei einfacher Drehung wird der Schweißnahtring (14) erzeugt, der bei der Ausbildung gemäß Fig. 1 vorzugsweise am oberen und unteren Ende als Schweißnahtring (14 bzw. 14′) wiedergegeben ist.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Zylinder (3) mit dem aufgeschobenen Blechrohr (4), während Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines mit Schweißnahtringen (14, 14′, 14′′) und etwa rechtwinklig dazu verlaufenden Schweißlängsnähten (17, 17′) zeigt. Dadurch ergibt sich eine Art Netz aus Schweißnähten über das gesamte Blechrohr (4), so daß eine sehr gleichmäßige Verbindung zwischen Blechrohr (4) und Zylinder (3) gegeben ist. Fig. 4 zeigt wiederum eine spiralförmige Ausbildung der Schweißnähte, wobei über die Schweißnahtspirale (15) gleichzeitig eine Fixierung des Blechstreifens (10) auf den Zylinder (3) und eine Verbindung des Blechstreifens (10) zu eine Art Blechrohr erfolgt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Wiederaufarbeitung von vorwiegend zylindrischen Bauteilen glatter Oberfläche, insbesondere von im untertägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzten Stempeln, bei dem auf die mechanisch bearbeitete Oberfläche ein über der vorgesehenen Abdrehstärke dickes Blech aufgelegt und daran fixiert wird, woraufhin die neugebildete Oberfläche weiter bearbeitet und ggf. veredelt wird, nach Patent (Patentanmeldung P 36 17 979-5), dadurch gekennzeichnet, daß das Blech nach dem Aufbringen auf den Stempel bzw. das zylindrische Bauteil über einen Laserstrahl an deren mechanisch bearbeitete Oberfläche angeheftet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech als dünnwandiges Rohr über den aufzuarbeitenden Stempel bzw. das Bauteil gestülpt und dann über den Laserstrahl angeheftet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heftung bzw. Schweißung durch den Laserstrahl spiralförmig oder ringförmig vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heftung bzw. Schweißung durch den Laserstrahl an den Enden ringförmig und dann verbindend spiralförmig vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heftung bzw. Schweißung durch zwei gegenläufig aufgebrachte Schweißnahtspiralen ausgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgesehene Schweißnaht bzw. Schweißnahtspirale in Form einer geringförmigen Verdickung auf der Innenseite des Bleches vorgegeben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Bauteil unter dem Laserstrahl kontinuierlich und nacheinander in beide Richtungen gedreht und dabei verschoben wird.