DE434462C - Maschine zur elektrischen Rohrstumpfschweissung - Google Patents

Description

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AUSGEGEBEN AM
27. SEPTEMBER 1926

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schweißmaschinen, insbesondere solche für fortschreitende Längsschweißung stumptgestoßener Metallrohre.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Elektrode ringförmigen Querschnitts, die zur Kantenberührung mit dem Werkstück befähigt ist und ihren Durchmesser während ihrer Abnutzungsdauer nicht ändert, ίο dabei viel Werkstoff für die Abnutzung verfügbar hat, also lange vorhält, ferner die Schaffung einer Elektrodenkühlung und einer Reinigungsvorrichtung für die Arbeitsfläche der Elektroden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbei- >picle schematisch dargestellt:
Abb. ι ist eine Seitenansicht der Maschine. Abb. 2 ein Schnitt nach Linie H-II der Abb. i,

Abb. 1 ein Schnitt nach Linie IH-IIΓ (ler Abb. 2,

Abb. 4 ein Schnitt nach Linie IY-IY der Abb. 2 aufwärts gesehen,

Abb. 5 ein Schnitt nach Linie Λ'-Y der Abb. 2 abwärts gesehen,

Abb. 6 ein Schnitt nach Linie YI-YI der Abb. 2;

Abb. 7, S. 9 sind Grundriß, Seitenansicht und Unteransicht eines Bolzens zum Stützen und Einstellen der Elektroden,

Abb. 10 ein Schnitt nach Linie X-X der Abb. 2,

Abb. 11 ein Schnitt durch eine Maschine mit anderer Stromzuführung nach Linie IT-II der Abb. 1.

Abb. ι ist in etwas größerem Maßstabe gehalten.

Bei bekannten elektrischen Rohrschweißmaschinen wird das Rohr aus einem flachen Metallstreifen stumpf gestoßen, so daß die Fuge längs des Rohres läuft. Die üblichen Arbeitsstufen sind erst das Umformen des Streifens in das stumpfgestoßene Rohr, das Schweißen, das Abgraten der Schweißfuge, das Kühleu des Rohres, das Ausrichten und das Abschneiden des Rohres. Diese Yurgänge

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können in verschiedenen Maschinen oder einer einzigen Maschine geschehen.

Die Maschine nach vorliegender Erfindung schweißt stumpfgestoßene Rohre, gleichviel ob sie in dieser !Maschine selbst oder in einer anderen hergerichtet werden. Der Maschinenfuß ι trägt ein Paar angetriebener Vorschubrollen 2 und ein Paar angetriebener Abzugsrollen 3 für das Rohr in einstellbaren Lato gern 4 auf Wellen 5. Diese können Zahnräder tragen, deren Teilkreisdurchmesser gleich dem wirksamen Durchmesser der Rollen ist, und können beispielsweise durch Zahnräder 6 angetrieben werden. Fuß 1 trägt eine senkrechte Schiebeführung aus vier Säulen 7 in Pfannen 8 des Fußes r.

Die Säulen 7 sind oben am Kopfstück 9 befestigt und führen einen daran senkrecht verschiebbaren Schweißtransformator 10 mittels Führungen 11. Der Transformator wird vom Kopf 9 durch ein Hebezeug, wie den Kettenflaschenzug 12, getragen. Die Lage des Transformators und damit der Druck der Elektroden auf das Rohr kann durch die Schrauben i2^u geregelt werden, die in Bunde 12⁶ auf den Pfosten 7 geschraubt sind und die Abwärtsbewegung des Transformators begrenzen. Die Primärspule 13 des letzteren wird durch Drähte 14, 15 gespeist. Die Sekuudärspule 16, die hier vorzugsweise ein hohles Kupfergußstück ist, enthält die dagegen isolierte Primärspule und hat hier nur eine einzige Windung, deren Klemmen 17 und 18 gegen-• einander durch Platte 19 isoliert sind. Der geblätterte Eisenkern 20 ist vorzugsweise von Sekundärspute 16 durch die Isolierungen 21, 22, 23, 24 isoliert. Kernklemmplatten 25, 26 sind gegen den Kern vorzugsweise durch die Isolierung 27 isoliert.

Die Kernkieminplatten 23. 20 bilden mit den Klemmbolzen 28 das Gestell, des Transformators. Die Sekundärspule 16 kann an Platte 2(1 durch isolierte Bolzen 29 befestigt sein.

Direkt unter dem Transformator 10 werden vom Fuß r die das Rohr tragenden Seitendruckrollen 30 getragen. Diese sind auf Zapfen 31 frei drehbar, die von Schlitten 32 getragen werden, die quer zur Maschine zwischon Führungen ^t₁, 34 am Fuße r mittels der Rechts-und Liuksgewindespindel 35 nebst Feststellschrauben 36 verstellbar sind. Die Schlitten τ,2 haben entsprechend Rechts- bzw. Linksgewinde, so daß also mittels Drehung der Spindel 35 die Rollen 30 gegen- Drier auseinander verstellbar sind. Die Feststell-.-chrauben 3d greifen durch Stützen 37 fies licstells mit Körner spitzen in Körnerpfannen in den Enden der Spindel 3?. Durch Lösung einer Schraube 30 und Anziehen der anderen können beide Schlitten 32 und Rollen 30 i gleichzeitig in der gleichen Richtung quer zu Maschine· und Rohr verstell! werden. Die Rohrfuge muß mitten zwischen den Elektroden liegen, was durch die beschriebene Querverstellung der Seitendruckrollen erzielt wird. Die Elektroden 38 haben ringförmigen Querschnitt, vorzugsweise zylindrische Form und beliebige Höhe. Vorteilhaft gleichen .sie etwa einer Riemenscheibe mit Kranz 38", Steg oder Speichen 39 und Xabe 40. Die einander gegenüberliegenden Flächenteile der Elektroden senkrecht über dein Werkstück sind parallel in der Ebene des Schweißdurchlasses. und senkrechte Bewegungen der Elektroden ändern nicht den Abstand zwischen fliesen gegenüberliegenden Oberflächen oder zwischen einer von ihnen und fler Fuge. Mit anderen Worten, die Umfläche jeder Elektrode ist durch den Umlauf einer Geraden um die Achse der Elektrode erzeugt, und die Erzeugenden der beiden Elektroden sind parallel in einer Ebene, die durch den Schweißdurchlaß quer zur Fuge geht. Die Elektroden können dabei zylindrisch oder 85" kegelig sein, und ihr Abstand" in der Ebene des Schweißdurchlasses wird nicht durch ihre Abnutzung verändert. Die Elektroden sind frei drehbar und beispielsweise mit Kugellagern 41 auf Zapfen 42 gelagert. Vorzugsweise haben die Sekundärklemmen 17 und iS des Transformators Öffnungen für die Aufnahme von Zapfen 42, deren in diese Öffnungen passenden Teile 42" exzentrisch zu den die Elektrodenlager tragenden Teilen sind, so daß durch Drehung der Zapfen 42 die Elektroden gegen- oder auseinander verstellbar sind. Hierfür haben die Zapfenteile 42" vorzugsweise Außengewinde und Vierkante 42''. Mittels flieser kann jeder Zapfen 42 durch Schlüssel gedreht werden, um dann durch Mutter 43 gesichert zu werden.

Um von der Sekundärwicklung den umlaufenden Elektroden Strom zuzuführen, sind Bürsten 44 in einstellbaren Bürstenhaltern 45 angebracht. Die Elektroden 38 werden auf den Zapfen 42 durch Muttern 46 gehalten, die sich gegen die inneren Laufbahnen der unteren Kugellager 41 legen. I'm die Elektroden von den Zapfen 42 zu entfernen und auszuwechsein, ist der Transformator το so hoch zu heben, daß die Elektroden nach unten von den Zapfen abgestreift werden können, wofür tue Muttern 4(1 abzuschrauben sind. Dann können die Elektroden 38 und Kugellager 41 ausreichend gesenkt werden.

Um die Lager zu schmieren, können Schmierlöcher 47 in den Zapfen 42 zu den Lagern 41 führen. Das überschüssige 01 o-Ut Fett, das abläuft, kann zum Maschinenbett heruntertropfen, ohne das Rohr zu treffen. Zwecks Kühlung der FJektroden führen die

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Rohre 48 Wasser zun: Wberteiie der Elektroden, das vorzugsweise Vertiefungen 49 hat. in denen ein Vorrat von AYasser sich hält. Das überschüssige Wasser läuft, oben frei ab und rieselt über die Seiten der Elektroden herunter, wodurch d.ie^e gekühlt und die etwaigen Strombürsten geschmiert werden.

Die Unterkamen der Elektrodenrolleii sind bei 50 zwecks Kontaktes mit dem Rohre genutet. Ebenso passen sich die Seitendruckrollen 30 mit Xutttng dem Rohre an. Die Xuten in den Seitendruckrollen und Elektroden bilden zusammen einen Schweißdurchlaß, dessen Querschnitt eine geschlossene Kurve, vorzugsweise einen Kreis, darstellt. Es ist zu beachten, daß die Xut in der Elektrode in deren äußerer Unterkante so ausgebildet ist, daß sie teilweise in der Stirnfläche und teilweise im !Mantel der Elektrode liegt. Der Schweißdurchlaß braucht nicht kreisförmig im Querschnitt zu sein, sondern könnte auch oval, elliptisch-o. dgl. sein.

Die Fuge des zu schweißenden Rohres 51 liegt oben mitten zwischen den Elektroden. Diese berühren das Rohr beiderseits der Fuge. Da sie beide auf der gleichen Seite des Rohres liegen, so können sie beide zugleich dem Werkstück genähert oder von ihm entfernt, hier also gehoben oder gesenkt werden. Sie haben vorzugsweise etwa 3 mm Abstand, so daß sie nicht über die Fuge hinweglau fen können, die durch beliebige Führungen genau mitten zwischen den Elektroden gehalten wird. Beim Schweißen eines Rohres wird das stumpf gestoßene Rohr durch die Förderwalzen 2 geführt. Wenn es durch den Schweißdurchlaß läuft, so fließ: Strom von der einen Elektrode durch die Fugt* zur anderen Elektrode. Gleichzeitig drücken die Seitendruck 4.0 rollen die Fuge zusammen, so daß sie verschweißt wird. Das Rohr läuft dann durch die Abzugsrollen 3, die es weiter durch den Schweißdurchiaß fördern, wenn sein Ende die Rollen 2 bereits verlassen hat. Auch andere Fördermittel können benutzt werden. Wird das Rohr durch Formwalzen in der Schweißmaschine gebildet, so können diese das Rohr durch ·Κ"Λ Schweißdurchlal.1 fördern.

Heim Durchgang >k*s Rohres durch den Schweißdurchlaii wird da-; Metall nächst der Fuge bis zu beginnender Schmelzung erhitzt, so daß die Oberfläche des Rohres ein begrenztes Stück seitlich der Fuge sich rasch oxydiereu kanu und niauchma· dann an den Kontaktflächen der Elektroden anhaftet. Anhaftende Metallteilchen, üxydteilcheu oder Fremdkörper suchen aber den S:-nniübergang zwischen <len Elektroden und dem Rohre zu beeinträchtigen oder mindestens den Übergangswiderstand zu st einer::, die Güte der Schweißung zu beeinträchtigen und das Ergebnis zu verschlechtern.

Zur Beseitigung solcher Anhaftungen dienen Elektrotlenschaber 52, deren Schneidkanfen den Kontaktflächen der Elektroden angepaßt sind. Diese Schaber liegen dauernd gegen die Kontaktflächen, reinigen sie. richten sie dauernd etwas ab und halten sie stets in sauberem Kontakt mit dem Rohre.

Da der senkrechte Druck der Elektroden auf das Rohr durch Einstellung der Höhe des -Transformators geregelt wird, der die Elektroden trägt, so sind vorzugsweise die Schaber 52 in Haltern 53 und wagerechten und senkrechten Führungsschlitten 54 und 55 am Transformator gelagert, so daß sie dessen Einstellungen mitmachen. Somit beeinträchtigen senkrechte Verstellungen der Elektroden nicht die Einstellung der Schaber. Sind diese einmal richtig quer eingestellt, dann brauchen sie nur noch selten quer verstellt zu werden, müssen aber oft senkrecht verstellt werden, um die durch Reibung am Rohre bedingte Abnutzung der Elektroden. den Abbrand und das dauernde Abrichten auszugleichen. Vorzugsweise ist daher die senkrechte Einstellung für die Elektroden getrennt oder gemeinsam zu verstellen. Zwecke diener Einstellungen kann eint· der g₀ senkrechten Stellspindeln 56 ein fest angebrachtes Kettenrad 57 tragen, während die andere Spindel 5S ein Kettenrad 51; trägt, das auf dem Schaft Ό (Abb. 101 der Schraube frei drehbar ist. aber von einer Reibkupplung wie dem Kegel ότ erfaßt werden kanu, der einen Teil der Xabe des Handrads c2 bildet. Dieses ist auf Schaft Oo uudrehbar. aber vci>chicbbar. Kettenrad 50 trägt das Gegenstück zum Kuppelkegel Öl, so 10c daß das Handrad 02 mit Stellspindel 58 durch Vordrücken des Handrades gekuppelt werden kanu. Dies kann durch eine auf Schaft Oo geschraubte Kordelmutter O3 geschehen. Eine Kette 64 kann die Räder 57 und 59 verbinden. Sie sollte aus Isolierstoff bestehen oder mindestens Isolierglieder enthalten, um nicht die Elektroden durch die Schaber, deren Träger, die Stellschrauben und Kette 04 kurzzuschließen. Die Isolierung ist bei (Ί5 an- im gedeutet.

Die senkrechten Gleitstützen 60, (17 für die Schaber sind direkt an die Sekundärklcmmen 17. itS angebolzt, könnten aber auch isoliert am Rahmen 2<-> des Transformators augebracht sein, oder die Schallerstützen brauchen nicht vom !■lahmen isoliert zu sein, während die Schaber selbst isoliert in den Haltern liegen.

Die Abb. 3. 4. 5 zeigen Einzelheiten der i2u Maschine. Abb. n zeigt die Beziehung" i\cr Seilen· Iruckrollen zu den Elektroden und

dem Rohre. Zwecks Schmierung der Seitendruckrollen können Öffnungen in den Zapfen 31 und Fettbüchsen 68 vorgesehen sein.

Bei der Maschine mit Stromzuführung nach Abb. 11 haben die Elektrodenrollen 69 Ringpfannen 70, die Quecksilber 71 enthalten. Ringflanschen 72, 73 ragen von den - Sekundärklemmen 74, 75 in das Quecksilber und führen so den Strom zu. Zwecks Herstellung von Rohren verschiedener Durchmesser sind Elektroden und Druckrollen mit verschiedenen Xutungen vorrätig zu halten. Zwecks Wechsels der Arbeitsgröße sind Elektroden und Seiteudruckrollen auszuwechseln, was hier rasch und bequem geschieht. Die Form der Elektroden macht eine weit größere Menge von Werkstoff für die Abnutzung verfügbar als bei sonstigen Elektroden. Dies ist ein großer Vorteil, da Elektroden gewöhnlich aus Kupfer bestehen und schwer und teuer herstellbar sind.

Einer der Hauptvorteile der neuen Elektroden liegt darin, daß ihr wirksamer Durch-2g messer stets gleichbleibt, so daß sie gegebenenfalls zwangläufig antreibbar sind, abgesehen von ihrer "Reibanlage am Werkstück. Ein solcher äußerer Antrieb ist bei sehr dünnwandigen Rohren sehr erwünscht, da solche Rohre zu buckeln streben, wenn sie zwecks Drehung der Elektroden zu viel Schubkraft zu übertragen haben.

Bei den üblichen Scheibenelektroden ändert sich durch die Abnutzung der wirksame Durchmesser, so daß es unmöglich ist, sie zwangläufig so anzutreiben, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit mit dem Rohrvorschub harmoniert. Diese Schwierigkeit wird durch die Erfindung beseitigt.

Der Abnutzungsteil der Elektroden könnte getrennt vom Speichen- und Xabenteil ausgeführt und daran abnehmbar ange- j bracht werden, wie bei 70 in Abb. 11 ange- ! deutet. Dann brauchen Xabe und Speicheuteil nach Abnutzung des das Rohr berühren- j den Teils nicht ausgebaut zu werden, und ; dieser braucht nur durch einen frischen Teil ersetzt zu werden.

Claims (10)

1. _₀ Patent-Ansprüche:

   I. Maschine zur elektrischen Rohr- -uimpfschweii.'iung mit beiderseits der ! >ehwe.üiiui;v aiigeiegien Elcktrodenrollen. .^-kennzeichnet durch eine solche Ausbil- · dung und Anordnung der Elektroden, daß ihr wirksamer Durchmesser unabhängig von der Abnutzung im Betriebe wesentlich konstant erhalten werden kann.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch trommelartige, achsial verstellbare, drehbare Elektroden, die mit dem Trommelrand das Werkstück berühren.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Elektrodendrehachsen einstellbar ist.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden von Zapfen (42) in Lagern (41) gehalten werden, die in Öffnungen der Sekundärklemmen des Transformators sitzen.
5. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch ; gekennzeichnet, daß der Lagerteil eines oder beider Zapfen (42) exzentrisch zu 75 '. dem in der Öffnung steckenden Teil ('42" > ist, so - daß der Abstand zwischen den Elektroden durch Drehung eines oder \ beider Zapfen in der öffnung regelbar ist.
6. 6. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die. das Werkstück berührenden Xuten (50) in den Elektroden (38) teils in den Kanten und teils in den zylindrischen Umflächen der Elektroden ausgebildet sind.
7. 7. Maschine nach Anspruch 1 mit einem Paar Schaber, die sich gegen die Arbeitsflächen der Elektroden legen und gegen diese einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellungen 153 bis 56, 58, 62, 66, 67) für die Schaber (52) zwecks gleichzeitiger Verstellung gekuppelt sind (57, 59 bis 65).
8. 8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (57, 59 bis 65) lösbar ist, so daß die Schaber (5².> getrennt einstellbar sind.
9. 9. Maschine nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaber 10c (52) von einer Vorrichtung (53) getragen werden, die mit eier Stromklemme (17 bzw. 18) der zugehörigen Elektrode (38) elektrisch verbunden ist.
10. 10. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen (49) der lilektroden für die. Aufnahme eine.·· Kühlmittels ausgetieft sind.

    Hierzu 1 Blutt Zeichnungen.