DE4020804A1 - Vorrichtung und verfahren zum anschweissen von verbindungsbauteilen an ein rohr - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anschweißen von Verbindungsbauteilen, wie Flansche und Knie­ stücke, an beide Enden eines Rohres. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anschweißen von Verbindungsbauteilen an beide Enden eines Rohres unter vorbe­ stimmten Winkeln.

Bei der Herstellung von Stahlrohren für Hydraulikleitungen von Kraftmaschinen, die in verschiedenen Industriewerken und auf dem Bau benutzt werden, wie z.B. Planierraupen und Bagger, werden Verbindungsbauteile, wie z.B. Flansche und Kniestücke an die beiden Enden eines Rohres angebracht, um das Rohr mit wichtigen Teilen innerhalb der Maschine zu verbinden. Verbindungsbauteile wie Kniestücke stehen an den beiden Enden eines Rohres nicht immer in derselben Richtung ab, sondern werden häufig unter ver­ schiedenen Winkeln angeschweißt, so daß die Rohrenden an beiden Seiten in unterschiedlichen Richtungen abstehen. Rohrkonstruk­ tionen dieses Types werden in den meisten Fällen mit einem oder mehreren gebogenen Bereichen 91 gebildet, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist. Diese gebogenen Bereiche 91 werden geschaffen, nachdem Verbindungsbauteile 92a, 92b an ein gerades Rohr 90 ange­ schweißt worden sind. Damit wird jedes Verbindungsbauteil an ein Rohrende unter einem Winkel angeschweißt, der auf der Basis der letztendlich gewünschten Rohrkonfiguration mit Biegungen bestimmt ist.

Zum Anschweißen von Verbindungsbauteilen an die Enden eines Rohres unter vorbestimmten Winkeln gemäß dem Stand der Technik ist ein Verfahren bekannt, das eine Einspannvorrichtung benutzt, die wiederum eine Platte und an den beiden Seiten der Platte gebildete Blöcke umfaßt, um die Verbindungsbauteile unter vorbestimmten Winkeln zu halten. Jedes derart gehaltene Verbindungsbauteil wird an ein Rohr geheftet, indem es an mehreren Punkten auf dem Umfang angeschweißt wird. Das mit dem Verbindungsbauteil versehene Rohr wird dann von der Einspannvorrichtung gelöst, und es werden die Rohrenden und die Verbindungsbauteile durch Schweißen fest verbun­ den, während die Rohrkonstruktion gedreht wird.

Der oben genannte Stand der Technik ist in der Hinsicht nach­ teilig, daß jedesmal eine Einspannvorrichtung hergestellt werden muß, um besondere Anforderungen, wie z.B. der Aufbau, die Größe und der Befestigungswinkel der Verbindungsbauteile, zu erfüllen. Dies erfordert erhebliche Zeit, Arbeit und Kosten, bevor das Schweißen fortgesetzt werden kann. Ferner sind auch mehr Platz und damit Kosten notwendig, um die Einspanneinrichtungen verschie­ dener Spezifikationen für den zukünftigen Gebrauch zu lagern und entsprechend bereit zu halten.

Die Verwendung einer Einspannvorrichtung ist ferner in der Hinsicht nachteilig, daß der Fluß der Schweißoperation gestört wird, wenn das Rohr, an das die Verbindungsbauteile angeheftet sind, von der Einspannvorrichtung entfernt und zu einer Schweißvorrichtung zum endgültigen Schweißen transportiert wird. Dies beeinflußt die Betriebseffizienz und die Ergebnisse abträglich und führt zu höheren Herstellungskosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Anschweißen von Verbindungsbauteilen an Rohre mit beliebiger Spezifikation zu schaffen, ohne die Einspannvorrich­ tung beim Stand der Technik zu verwenden. Erfindungsgemäß können die Schritte zum Bestimmen der Winkel, unter denen die Verbindungs­ bauteile an die Rohrenden angebracht werden sollen und das nach­ folgende vorläufige und endgültige Anschweißen der Verbindungs­ bauteile an die Rohrenden kontinuierlich und automatisch ausgeführt werden.

Um die oben genannte Aufgabe zu lösen weist die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung den unten beschriebenen Aufbau auf. Die Vorrichtung umfaßt einen sich horizontal erstreckenden Tisch, auf dem das Rohr horizontal angeordnet werden soll, eine Haltevor­ richtung auf der Antriebs- und eine auf Mitläuferseite für Verbindungsbauteile, wobei die Haltevorrichtungen unter einem Abstand voneinander auf den beiden Seiten des Tisches angeordnet sind und jeweils eine Welle aufweisen, die koaxial zum Rohr ausgerichtet sind und jeweils an ihren einander gegenüberliegenden Enden eine Klemmeinrichtung zum Halten von Verbindungsbauteilen aufweisen, wobei die Haltevorrichtung für die Verbindungsbauteile auf der Antriebsseite mit dem Tisch verbunden ist und eine Ein­ richtung aufweist zum Einstellen des Winkels des durch die Klemm­ einrichtung an ihrem Platz gehaltenen Verbindungsbauteiles relativ zum Rohr, und wobei die Haltevorrichtung auf der Mitläuferseite in Längsrichtung des Tisches verschiebbar ist, Greifeinrichtungen, die jeweils nahe den Klemmeinrichtungen der Haltevorrichtung auf sowohl der Antriebs- als auch Mitläuferseite gebildet sind, um das Rohr und die Verbindungsbauteile konzentrisch an den je­ weiligen Verbindungsstellen zu halten, und ein Paar von Schweiß­ elektroden (oder auch Schweißbrennern) zum Verschweißen der Verbindungsstellen zwischen dem Rohr und den Verbindungsbauele­ menten entlang des gesamten Umfanges.

Verbindungsbauteile werden an beide Enden eines Rohres unter Verwendung der oben beschriebenen Schweißvorrichtung und ent­ sprechend dem nachfolgenden Verfahren angeschweißt.

Auf den Klemmeinrichtungen der Haltevorrichtungen auf der Antriebs- und Mitläuferseite werden jeweils Verbindungsbauteile plaziert, und es wird ein Rohr zwischen den Klemmeinrichtungen angeordnet und gehalten. Das Verbindungsbauteil auf der Antriebsseite wird durch die Klemmeinrichtung um einen Winkel gedreht, der vorher relativ zum Winkel des anderen Verbindungsbauteiles auf der Mit­ läuferseite eingestellt worden ist. Die Haltevorrichtung auf der Mitläuferseite wird dann näher an die Antriebsseite bewegt, so daß die Endflächen eines jeden Verbindungsbauteiles gegen die entsprechenden Rohrenden stoßen. Die auf beiden Seiten der Verbindungsbauteile gebildeten Greifeinrichtungen drücken konzen­ trisch gegen die Verbindungsstelle zwischen den Verbindungsbau­ teilen und den Rohrenden und ergreifen diese. Mit den derart gehaltenen Verbindungsbauteilen und dem Rohr bewirkt ein Paar von Schweißelektroden, die senkrecht zu den Greifeinrichtungen angeordnet sind, einen Entladungsbogen zum vorläufigen Verschweißen der Verbindungsstellen. Die Greifeinrichtungen werden dann frei­ gegeben, um den gesamten Umfang der Verbindungsstelle freizulegen und es wird nun von einer der Schweißelektroden ein Entladungsbogen erzeugt, um den gesamten Umfang einer jeden Verbindung zu ver­ schweißen, während die Rohrkonstruktion durch eine Rotation der Haltevorrichtung auf der Antriebsseite gedreht wird.

Wenn das endgültige Verschweißen vervollständigt ist, wird die Rohrkonstruktion mit den Verbindungsbauteilen an beiden Enden von den Klemmeinrichtungen der Haltevorrichtungen an beiden Seiten freigegeben und es wird eine Vorrichtung, die jeweils an beiden Haltevorrichtungen zum Wiederherstellen der ursprünglichen Position gebildet ist, betrieben, um die Klemmeinrichtungen in ihre ursprünglichen Stellungen zurückzubewegen, in denen die Klemm­ einrichtungen anfangs die Verbindungsbauteile unter vorbestimmten Winkeln an ihrem Platz gehalten haben, um die Schweißoperation für den nächsten Satz aus einem Rohr und Verbindungsbauteilen zu wiederholen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Schweißvor­ richtung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schweißvorrichtung;

Fig. 3 einen Teilquerschnitt zur Darstellung der Klemmein­ richtung, auf der Verbindungsbauteile plaziert werden;

Fig. 4 eine Teilperspektive zur Darstellung der Klemmein­ richtung;

Fig. 5 einen Querschnitt der Vorrichtung entlang der Achse V-V in Fig. 2;

Fig. 6 einen Querschnitt der Vorrichtung entlang der Achse VI-VI in Fig. 2;

Fig. 7 einen Querschnitt der Vorrichtung entlang der Achse VII-VII in Fig. 2;

Fig. 8 bis 10, 12, 13 schematische Vorderansichten zur Darstellung der Schweißvorrichtung während des Schweißens;

Fig. 11 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung zur Darstellung der Schweißschritte; und

Fig. 14 eine Perspektive zur Darstellung eines Beispieles eines Rohres in einer Hydraulikleitung, auf das die vorliegende Erfindung anwendbar ist.

Bezüglich der Fig. 1 und 2 umfaßt die erfindungsgemäße Schweiß­ vorrichtung eine Haltevorrichtung 2 für Verbindungsbauteile auf der Antriebsseite und eine Haltevorrichtung 3 für Verbindungs­ bauteile auf der Seite des Mitläufers, die in einem vorbestimmten Abstand an beiden Enden des langen Tisches 1 gebildet sind, um ein Rohr 9 dazwischen aufzunehmen.

Die Haltevorrichtung 2 auf der Antriebsseite umfaßt eine Spindel 21, die drehbar in einem Rahmen 20 gelagert ist, eine Klemmein­ richtung 22, die auf dem inneren Ende der Spindel 21 geschaffen ist, um ein Verbindungsbauteil 10a zu halten, und einen Stufenmotor 23 zum Drehen der Spindel 21, wobei der Stufenmotor 23 über einen Riemen 25 mit Rollen 24a und 24b am äußeren Ende der Spindel 21 verbunden ist.

Der Stufenmotor 23 weist eine Einrichtung 26 auf, die bewirkt, daß die Klemmeinrichtung 22 zusammen mit dem darauf befindlichen Verbindungsbauteil um einen vorbestimmten Winkel aus der anfäng­ lichen Stellung gedreht wird, so daß das Verbindungsbauteil am Rohrende unter einem vorbestirmten Winkel angebracht wird. Durch Beeinflussung über eine (nicht gezeigte) Schalttafel bewirkt die Einrichtung 26 zum Einstellen des Winkels des Verbindungsbauteiles, daß die Klemmeinrichtung 22 mit dem darauf befindlichen Verbindungs­ bauteil 10a durch den Stufenmotor 23 um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird.

Die das Verbindungsbauteil 10a haltende Klemmeinrichtung 22 umfaßt einen nur in axialer Richtung der Spindel 21 durch einen Schlüssel 27 beweglichen konischen Nocken 28, einen U-förmigen Hebel 29 zum Bewegen des konischen Nockens 28, einen an einem Ende der Spindel 21 durch eine Mutter 30 gehaltenen Flansch 31, eine feste Zange 32 und eine bewegliche Zange 33, die außerhalb des Flansches gebildet sind, um das Verbindungsbauteil 10a zu halten.

Der konische Nocken 28 weist entlang des äußeren Umfanges eine Nut 34 auf, wobei die Nut 34 eine Rolle 35 aufnimmt, die von der Innenseite am unteren Ende des U-förmigen Hebels 29 vorspringt. Der U-förmige Hebel 29 ist in der Mitte durch einen beidseitigen Arm 36 drehbar gelagert, wobei der Arm aus dem in Fig. 1 gezeigten Rahmen 20 hervorspringt. Ferner ist das obere Ende des Hebels 29 mit einem Zylinder 37 verbunden, der oben auf dem Rahmen 20 gebildet ist, so daß der Zylinder 37 eine Drehung und Bewegung des konischen Nockens 28 entlang der Achse der Spindel 21 bewirkt. Die vom Flansch 31 vorspringende feste Zange 32 wirkt als horizontaler Vorsprung, der das Verbindungsbauteil 10a hält. Die bewegliche Zange 33 ist am Flansch 31 im mittleren Bereich frei schwingend gelagert, so daß die Zange 33 der festen Zange 32 gegenüberliegt. Eine an einem Ende der Zange 33 gebildete Rolle 38 befindet sich in Kontakt mit der abgeschrägten Randfläche des konischen Nockens 28. Damit schlägt das spitze Ende der beweglichen Zange 33 in vertikaler Richtung aus, wenn das andere Ende auf der abgeschräg­ ten Seite des konischen Nockens 28 durch eine Bewegung des Nockens 28 entlang der Spindel 21 gleitet, um entweder ein Ergreifen des Verbindungsbauteiles 10a zwischen den Zangen 32 und 33 zu bewirken oder freizugeben.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Haltevorrichtung für das Verbindungsbauteil auf der Antriebsseite eine Einrichtung auf, die die Klemmeinrichtung 22 in ihre Anfangsposition vor der Drehung zurückbringt, wenn die Schweißoperation beendet ist. Die Positions­ rückstelleinrichtung 39 kann z.B. einen Vorsprung 40, der die ursprüngliche Stellung angibt und der auf der Seite der Rolle 24a am äußeren Ende der Spindel 21 gebildet ist, und einen Sensor 41, wie z.B. einen Schalter, umfassen, der auf dem Rahmen 20 in der Umgebung des Vorsprunges 40 geschaffen ist, um die anfängliche Stellung zu erfassen. Der Sensor 41 zum Erfassen der Anfangs­ stellung befindet sich in elektrischem Kontakt mit dem Schrittmotor 23. Nach der Vervollständigung der Schweißoperation, wenn die Rolle 24a an einem Punkt anhält, der ein wenig über die vorbe­ stimmte Winkelposition zu Beginn der Schweißoperation hinaus liegt, wird der Schrittmotor 23 von einer Steuerung angetrieben, um den Motor in eine Stellung bringt, in der der Vorsprung 40 auf der Rolle 24a sich dem Sensor 41 nähert, d.h. mit anderen Worten, in die ursprüngliche Stellung der Klemmeinrichtung. Der Stufenmotor 23 stoppt die Drehung und erlaubt, daß die Klemmein­ richtung 22 in die ursprüngliche Stellung zurückkehrt.

Demgegenüber umfaßt die Haltevorrichtung 3 für das Verbindungs­ bauteil auf der Seite des Mitläufers, der auf der anderen Seite des Tisches 1 gebildet ist, einen Rahmen 42, in dem eine Spindel 43 koaxial zur Spindel 21 der Haltevorrichtung 2 auf der Antriebsseite drehbar gelagert ist, und eine Klemmeinrichtung 44 für ein Ver­ bindungsbauteil 10b, die an einem Ende der Spindel 43 auf der Innenseite des Rahmens 42 gebildet ist. Die Klemmeinrichtung 44 umfaßt in ähnlicher Weise wie die Klemmeinrichtung 22 der Halte­ vorrichtung 2 einen konischen Nocken 45, einen U-förmigen Hebel 46, einen Flansch 47, der eine feste Zange 48 und eine bewegliche Zange 49 aufweist, und einen Zylinder 48.

Ein in longitudinaler Richtung des Tisches 1 entlang einem Paar von Schienen 51 bewegbarer Schlitten 50 ist auf dem Tisch 1 auf der Seite des Mitläufers gebildet. Auf dem Schlitten 50 ist eine in dessen Bewegungsrichtung bewegbare Plattform 52 geschaffen. Die Haltevorrichtung 3 für das Verbindungsbauteil auf der Seite des Mitläufers ist auf der Plattform 52 angeordnet.

Ein auf dem Boden des Schlittens 50 gebildeter Block 53 steht in Eingriff mit einer Gewindespindel 54, die sich zwischen dem Schienenpaar 51 befindet. Eine Rolle 55a, die sich an demjenigen Ende der Spindel 54 befindet, das sich aus dem Tisch heraus erstreckt, und eine Rolle 55b eines Servomotors 56, der im Innern des Tisches 1 gebildet ist, sind über einen Riemen 57 verbunden, so daß mit einer Drehung der Spindel 54 durch den Motor 56 der Schlitten 50 auf den Schienen 51 bewegt wird.

Die Plattform 52 ist auf einem Paar von kurzen Schienen 58, die parallel zu den Schienen 51 sind und sich auf dem Schlitten 50 befinden, montiert. Das rückwärtige Ende der Plattform 52 ist mit einer Kolbenstange 60 eines Zylinders 59 verbunden, der am äußeren Ende des Schlittens 50 befestigt ist, so daß sich die Plattform 52 durch die Wirkung des Zylinders 59 auf den Schienen 58 bewegt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Haltevorrichtung 3 für das Verbindungsbauteil auf der Seite des Mitläufers wie die Halte­ vorrichtung 2 auf der Antriebsseite eine Einrichtung 61 zum Rückführen der Klemmeinrichtung 44 nach der Vervollständigung des Schweißens in die Ausgangsstellung auf. Die Rückstellein­ richtung 61 umfaßt, wie in Fig. 6 gezeigt ist, ein an einem Ende der Spindel 43 gebildetes Ritzel 62 und eine Zahnstange 64, die am spitzen Ende des auf der Plattform 52 senkrecht zur Spindel 43 gebildeten Zylinders 63 geschaffen ist und mit dem Ritzel 62 in Eingriff steht.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich ein Rohr 9 mit vorbe­ stimmter Länge zwischen den Haltevorrichtungen 2 und 3 auf der Antriebs- und Mitläuferseite. Eine auf dem Tisch 1 aufgestellte Halterung 65 auf der Antriebsseite und eine auf der inneren Seite der Plattform 52 aufgestellte Halterung 66 führen das Rohr 9 an beiden Enden koaxial zu den Achsen der Spindeln 21 und 43 der Haltevorrichtungen 2 bzw. 3.

Ein Paar von Greifeinrichtungen 68 ist über den vom Tisch vor­ springenden Arm 67 nahe bei der Klemmeinrichtung 22 der Halte­ vorrichtung 2 gebildet, um das Rohr und die Verbindungsbauteile vor dem Heften konzentrisch zu halten. Ein Paar von Schweiß­ elektroden (oder auch Schweißbrennern) 69, 70 ist in einer vertikalen Anordnung senkrecht zum Paar von Greifeinrichtungen 68 gebildet. Die Greifeinrichtungen 68 umfassen jeweils einen Zylinder 71, der vom Arm 67 horizontal gehalten wird, und eine Greifeinrichtung 72 mit einer V-förmigen Kerbe 73 am spitzen Ende.

Ein Paar von Greifeinrichtungen 75 mit derselben Konstruktion wie oben beschrieben worden ist, und ein Paar von Schweißelektroden 76, 77 in vertikaler Anordnung sind über den aus der Plattform 52 hervorspringenden Arm 74 nahe der Klemmeinrichtung 44 der Haltevorrichtung 3 auf der Mitläuferseite gebildet.

Um die Verbindungsbauteile 10a, 10b unter Verwendung des oben beschriebenen Schweißapparates an die beiden Enden des Rohres 9 anzuschweißen, wird zuerst die Haltevorrichtung 3 auf der Mit­ läuferseite durch den Schlitten 50 weit nach rechts bewegt, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Auf die Klemmeinrichtungen 22 und 44 der Haltevorrichtungen 2 bzw. 3 werden die Verbindungs­ bauteile 10a und 10b montiert und das Rohr 9 wird zwischen den Verbindungsbauteilen 10a und 10b plaziert. Vor der Montage der Verbindungsbauteile 10a und 10b auf die Klemmeinrichtungen 22 bzw. 44 zum Schweißen werden die Klemmeinrichtungen zuerst gedreht, so daß sie in ihre ursprünglichen Stellungen zurückkehren und die beiden festen Zangen 32 und 48 horizontal liegen.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, wird die Winkeleinstelleinrichtung 26 der Haltevorrichtung 2 betrieben, so daß die Klemmeinrichtung 22 zusammen mit dem Verbindungsbauteil 10a um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, der relativ zum Winkel des anderen Verbin­ dungsbauteiles 10b vorher bestimmt worden ist.

Wenn sich der Anbringungswinkel des Verbindungsbauteiles 10a ein­ gestellt hat, wird die Haltevorrichtung 3 auf der Mitläuferseite durch den Schlitten 50 in Richtung der Vorrichtung 2 bewegt. Zur selben Zeit wird die Plattform 52 in derselben Richtung verschoben, so daß das Rohr 9 mit beiden Enden gegen die Verbindungsbauteile 10a und 10b stößt.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, werden die Zylinder 71 der Greifein­ richtungen 68 und 75 betrieben, um die zu verbindenden Enden 11a und 11b der Verbindungsbauteile 10a und 10b mit den entsprechenden Enden des Rohres 9 zu verbinden, so daß die Greifeinrichtung 72 die Rohrkonstruktion konzentrisch an den entsprechenden Verbin­ dungsstellen mit ihren V-förmigen Kerben 73 hält. Nachdem dies vervollständigt ist, werden die jeweiligen Paare von Schweiß­ elektroden 69, 70 und 76, 77 benutzt, um die Verbindungen zwischen dem Rohr 9 und den Verbindungsbauteilen 10a, 10b an wenigstens zwei Punkten für eine vorläufige Verbindung punktzuschweißen, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist.

Nachdem die Verbindungsbauteile an die beiden Enden des Rohres geheftet sind, werden die Greifeinrichtungen 68 und 75 freigegeben. Zur selben Zeit wird die Luft aus dem Zylinder 63 der Rückstell­ einrichtung 61 auf der Mitläuferseite abgesaugt, um die Last abzunehmen und die Rotation der Spindel 43 nicht zu behindern. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, wird der Stufenmotor 23 auf der Antriebsseite betrieben, um das Verbindungsbauteil 10a in der Zange 22 über die Spindel 21 zu drehen. Gleichzeitig werden die Verbindungsstellen unter Verwendung der Schweißelektroden 69 und 76 fest verschweißt. Mit der Rotation der Spindel 21 auf der Antriebsseite zum Drehen der Rohrkonstruktion wird auch die Spindel 43 auf der Mitläuferseite, auf der das Verbindungsbauteil 10b montiert ist, gedreht, um der Bewegung zu folgen, wenn die Verbindungsbauteile 10a und 10b beide an das Rohr 9 geheftet werden, wodurch der gesamte Umfang der Verbindungsfläche zwischen dem Rohr 9 und dem Verbindungsbauteil 10b durch die Schweißelek­ trode 76 verschweißt wird.

Die endgültige Verschweißung ist an einem Punkt vervollständigt, der etwas hinter dem Punkt liegt, bei dem der Schweißvorgang anfangs gestartet worden ist. Wenn das Schweißen beendet ist und die Klemmeinrichtungen 22 und 44 freigegeben werden, wird die Haltevorrichtung 3 auf der Mitläuferseite in ihre Ausgangsposition zurückbewegt, um das mit den Verbindungsbauteilen verschweißte Rohr 9 aus den Führungen 65 und 66 zu entfernen. Nachdem das Rohr 9 aus der Vorrichtung entnommen worden ist, werden die Klemmein­ richtungen 22 und 44 der Haltevorrichtungen 2 und 3 auf der Antriebs- und Mitläuferseite jeweils durch die Rückstellein­ richtungen 39 und 61 in ihre anfänglichen Positionen zurückbewegt.

In diesem Fall kehrt die Klemmeinrichtung 22 auf der Antriebsseite in ihre anfängliche Stellung zurück, da der Schrittmotor 23 nach einer gewissen Zeit nach der Freigabe der Klemmeinrichtung 22 automatisch gedreht wird, so daß der Vorsprung 40 der Rolle 24a sich dem Positionssensor 41 nähert, bei dem die Drehung der Spindel 21 aufhört. Die Klemmeinrichtung 44 auf der Mitläuferseite kehrt in ihre ursprüngliche Stellung zurück, indem der Zylinder 63 die Zahnstange 64 zurückzieht, nachdem die Klemmeinrichtung 44 frei­ gegeben und die Spindel über das Ritzel 62 gedreht worden ist, um in ihre ursprüngliche Stellung zurückzukehren. Diese Schritte werden automatisch von einer Programmablaufsteuerung gesteuert, die vorher für diesen Zweck programmiert worden ist.

Da die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung eine Vorrichtung zum Einstellen des Winkels des an ein Rohr anzuschweißenden Verbin­ dungsbauteiles auf der Antriebsseite aufweist, werden Verbindungs­ bauteile an die jeweiligen Rohrenden unter den gewünschten Winkeln durch Drehen von einem der Verbindungsbauteile um einen vorbe­ stimmten Winkel relativ zum anderen Verbindungsbauteil angebracht.

Da die Haltevorrichtung 3 auf der Mitläuferseite entlang der Länge des Tisches 1 bewegbar ist, kann die Vorrichtung Rohre mit belie­ biger Länge aufnehmen und die Rohrenden genau zu den Verbindungs­ bauteilen ausrichten.

An den Verbindungen zwischen den Verbindungsbauteilen und den Rohrenden ist in vertikaler Anordnung ein Paar von Schweißelek­ troden gebildet, die senkrecht zu den entsprechenden Greifein­ richtungen stehen, so daß die Rohrenden und die Verbindungs­ bauteile konzentrisch gehalten werden und nacheinander einem vorläufigen Verschweißen ohne Unterbrechung ausgesetzt sind. Da die Drehung der Haltevorrichtung 2 auf der Antriebsseite durch Freigeben der Greifeinrichtungen über die Rohrkonstruktion auf die Haltevorrichtung 3 auf der Mitläuferseite übertragen wird, kann auch das feste Verschweißen ohne Unterbrechung erfolgen, wenn das vorläufige Verschweißen vervollständigt ist. Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung führt daher automatisch und kontinuierlich eine Reihe von Schweißoperationen aus, ein­ schließlich Klemmen der Verbindungsbauteile gegen das Rohr, Einstellen des Anbringungswinkels, Ausrichten und sicheres Halten der Verbindungsbauteile konzentrisch zu den Rohrenden, und vorläufiges wie endgültiges Verschweißen der Rohrkonstruktion. Vergleicht man die vorliegende Erfindung mit ähnlichen Verfahren des Standes der Technik, so kann erwartet werden, daß eine ver­ besserte Effizienz beim Verschweißen von Rohrverbindungen und eine signifikante Kostenreduktion für diesen Prozeß erreicht wird.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Anschweißen von Verbindungsbauteilen an ein Rohr, umfassend einen sich horizontal in Längsrichtung des Rohres erstreckenden Tisch, der das Rohr an beiden Enden hält, eine Haltevorrichtung für die Verbindungsbauteile, die in einem Abstand voneinander an beiden Seiten des Tisches gebildet sind, wobei eine Seite die Antriebsseite und die andere Seite die Mitläuferseite darstellt, und wobei jede Haltevorrichtung eine Welle aufweist, die koaxial zum Rohr ausgerichtet ist und an ihrem dem Ende der anderen Welle gegenüberliegenden Ende eine Klemmeinrichtung zum Halten von Verbindungsbauteilen aufweist, wobei ferner die Haltevorrichtung für die Verbindungsvorrichtung auf der Antriebsseite mit einem Ende des Tisches fest verbunden ist und eine Einrichtung zum Einstellen des Winkels durch Drehen des Verbindungsbauteiles um einen vorbestimmten Winkel aufweist, so daß das Verbindungsbauteil unter einem vorbestimmten Anbringungswinkel steht, und wobei die Haltevorrichtung für das Verbindungsbauteil auf der Mitläuferseite am anderen Ende des Tisches gebildet und in longitudinaler Richtung des Tisches bewegbar ist, ein Paar von Greifeinrichtungen, die in der Nähe der Klemmeinrichtungen der Haltevorrichtungen sowohl auf der Antriebs- als auch auf der Mitläuferseite gebildet sind, um die Verbindungsbauteile und das dazwischen befindliche Rohr in konzentrischer Weise sicher an ihren Plätzen zu halten, und wenigstens ein Paar von Schweißelektroden bzw. Schweißbrennern in vertikaler Anordnung, die sich senkrecht zu den Greifeinrich­ tungen befinden, zum Verschweißen der Verbindungsbauteile mit dem Rohr.

2. Verfahren zum Verschweißen von Verbindungsbauteilen mit einem Rohr, gekennzeichnet durch die Schritte: Anbringen eines Verbindungsbauteiles an jeweils den einander gegenüberliegenden Enden der entsprechenden Wellen der Haltevorrichtung für Ver­ bindungsbauteile auf der Antriebs- und der Mitläuferseite, die an den beiden Enden des Tisches gebildet sind, horizontales Einbringen eines Rohres zwischen die Verbindungsbauelemente, Drehen des Verbindungsbauteiles, das auf der Welle der Haltevor­ richtung auf der Antriebsseite gebildet ist, in eine Anbringungs­ winkelposition und Bewegen der Haltevorrichtung auf der Mit­ läuferseite in Richtung der Antriebsseite, so daß die Verbin­ dungsbauteile gegen die entsprechenden Rohrenden gedrückt werden, konzentrisches Halten der Verbindungsstellen zwischen dem Rohr und den Verbindungsbauteilen durch ein Paar von Greifeinrichtungen, während jede Verbindungsstelle mit einem Paar von Schweißelektroden bzw. Schweißbrennern, die senkrecht zu den Greifeinrichtungen gebildet sind, vorläufig verschweißt wird, und Freigeben der Greifeinrichtungen und endgültiges Verschweißen der Verbindungs­ stellen mit den Schweißelektroden bzw. Schweißbrenner.

3. Vorrichtung zum Anschweißen von Verbindungsbauteilen an ein Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtungen für Verbindungsbauteile auf der Antriebs- und Mitläuferseite jeweils eine Einrichtung zum Rückstellen der Welle der Haltevorrichtung in ihre Ausgangsposition, nachdem das Verschweißen vervollständigt ist, aufweist, so daß ein im nachfolgenden Zyklus anzuschweißendes Verbindungsbauteil unter einem geeigneten Winkel für die Anbrin­ gung bereitgehalten werden kann.

4. Vorrichtung zum Anschweißen von Verbindungsbauteilen an ein Rohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Rückstellen der Welle der Haltevorrichtung auf der Antriebs­ seite in ihre Ausgangsposition einen Vorsprung zum Angeben der ursprünglichen Winkelposition, der auf einer Rolle an einem Ende der Welle gebildet ist, und einen Sensor zum Erfassen der Ausgangsposition, der mit einem die Welle antreibenden Stufenmotor verbunden und in der Nähe des Vorsprunges gebildet ist, umfaßt.

5. Vorrichtung zum Anschweißen von Verbindungsbauteilen an ein Rohr nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsrückstelleinrichtung auf der Mitläuferseite ein Ritzel, das an einem Ende der Welle gebildet ist, und einen auf einer Plattform gebildeten Rahmen, der von einem senkrecht zur Welle auf einer Plattform gehaltenen Zylinder betrieben wird, umfaßt.

6. Vorrichtung zum Anschweißen von Verbindungsbauteilen an ein Rohr nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung zum Halten der Verbindungsbauteile auf der Antriebs- und Mitläuferseite jeweils einen konischen Nocken, der an einem Ende der Welle gebildet und in axialer Richtung bewegbar ist, einen Zylinder, der über einen U-förmigen Hebel eine Bewegung des konischen Nockens entlang der Welle bewirkt, einen am spitzen Ende der Welle gebildeten Flansch, eine feste Zange, die horizontal von der äußeren Seite des Flansches vor­ springt, und eine bewegliche Zange, die von dem äußeren Rand des Flansches in frei schwingender Weise drehbar gelagert ist, umfaßt.

7. Vorrichtung zum Anschweißen von Verbindungsbauteilen an ein Rohr nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifeinrichtungen zum Halten des Rohres und der Verbin­ dungsbauteile an ihren Verbindungsstellen jeweils ein Paar von Greifeinrichtungen mit V-förmigen Kerben an ihren Spitzen, die lateral an beiden Seiten der Verbindungsstellen angeordnet sind, und einen Zylinder, der die Greifeinrichtungen gleichzeitig von beiden Seiten gegen die Verbindungsstellen drückt, umfaßt.

8. Vorrichtung zum Anschweißen von Verbindungsbauteilen an ein Rohr nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Schweißelektroden bzw. Schweißbrennern zum Ver­ schweißen der Verbindungsstellen zwischen dem Rohr und den Ver­ bindungsbauteilen ein Paar von Schweißelektroden bzw. Schweiß­ brennern darstellt, die derart vertikal angeordnet sind, daß sie auf den oben- bzw. untenliegenden Punkt der Verbindungsstelle zeigen.

9. Verfahren zum Verschweißen von Verbindungsbauteilen mit einem Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ schweißen der Verbindungsstellen zwischen den Rohrenden und den Verbindungsbauteilen die Schritte: Halten der Verbindungs­ stellen mit einem Paar von lateralen Greifeinrichtungen, während von dem vertikal angeordneten Paar von Schweißelektroden ein Entladungsbogen erzeugt wird, um die Verbindungsstelle oben und unten vorläufig zu verschweißen, und Drehen des vorläufig mit Verbindungsbauteilen verschweißten Rohres, während der Entla­ dungsbogen von der Schweißelektrode auf der oberen Seite erzeugt wird, um den gesamten Umfang der Verbindungsstelle zu verschweißen, umfaßt.