DE4404541C1 - Verfahren zum Herstellen von Faßringen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Faß­ ringen, bei welchem die am Ringumfang zusammenstoßenden Kan­ ten von kreisförmig gebogenen Blechzuschnitten verschweißt und bei dem jeweils mehrere Ringe mit fluchtenden Schweißfu­ gen aneinander anstoßend koaxial in Schweißposition einge­ spannt werden.

Solche Faßringe werden üblicherweise als Fuß- und/oder Kopf­ ring mit dem eigentlichen Faßkörper verbunden und sichern und erleichtern durch ihre Ausformung und durch eingebrachte Griffe, Stufen und Ausnehmungen die Stapelbarkeit, Standfe­ stigkeit, Kennzeichnung, Lagerung und den Transport.

Die Herstellung solcher Faßringe erfolgt im Stand der Tech­ nik allgemein dadurch, daß kreisförmig gebogene, längliche Blechzuschnitte mit ihren am Ringumfang zusammenstoßenden Kanten verschweißt werden.

Problematisch sind hierbei die Anfangs- und die Endbereiche der Schweißung, die in den Randbereichen der Ringe zu finden sind. So liegt also z. B. bei der Verschweißung mehrerer koaxial und mit fluchtenden Schweißfugen aneinanderstoßenden und nebeneinander liegenden Ringen der Anfangsbereich der Schweißung am in Schweißrichtung vorn liegenden Rand des er­ sten Ringes und der Endbereich der Schweißung am in Schweißrichtung hinten liegenden Randbereich des letzten Ringes.

In diesen Anfangs- und Endbereichen treten Anfangs- und End­ krater auf. Zudem verläuft das Schweißbad und es kühlt wei­ terhin die Naht in einer anderen Kennlinie und Form ab als in den mittleren Bereichen der Ringe. Die Folge ist eine in den Anfangs- und Endbereichen geminderte Festigkeit der ent­ sprechenden Nahtteile.

Dieser Nachteil zeigt sich in seinen Wirkungen insbesondere bei den nachfolgenden Bearbeitungen, welche nach vorausge­ henden Stanz- und Bohrvorgängen auch ein Einrollen und damit ein starkes Umformen eines der beiden Randbereiche eines je­ den Ringes beinhalten.

Geschieht dieses Einrollen an einem Randbereich, welcher ei­ nen der oben beschriebenen Nahtteile mit verminderter Fe­ stigkeit beinhaltet, so kann durch Kerbwirkung der gesamte Ring wieder aufreißen. Neben dem so entstehenden Ausschuß kann hierbei sogar das Einrollwerkzeug so beschädigt werden, daß ein Austausch erforderlich wird. Es wird also nach Mög­ lichkeit versucht, solche Ringe vor dem Rollierprozeß auszu­ sortieren und/oder eventuell per Hand nachzuschweißen. Dies wiederum bedingt neben höheren Personalkosten eine Störung in der kontinuierlichen Fertigung.

Aus der Zeitschrift Bleche, Rohre, Profile 3, 1972, Seiten 111 bis 114 ist eine Fertigungseinheit zum Herstellen von Fässern bekannt, bei der auf einer quer zur Schweißrichtung sich befindlichen Beschickungseinrichtung vorgepunktete Faß­ zargen in die Schweißposition transportiert werden und dort durch eine Preßnahtschweißung endgültig verschweißt werden.

Diese Faßzargen sind im Grunde nicht mehr als Faßringe zu bezeichnen, da die erhebliche Zargenlänge von 300 bis 1000 mm insbesondere im oberen Bereich dazu führt, daß jedes Faß lediglich eine Zarge, d. h. eine zylinderförmige Außen­ wand besitzt. Eine Zusammenstellung aus mehreren Ringen ist daher nicht erforderlich.

Nachteilig ist es bei diesem Verfahren, daß jede neue Faß­ zarge zunächst mit ihrer Naht unterhalb der Schweißvorrich­ tung genau positioniert werden muß und dann in Schweißlängs­ richtung relativ zum Schweißkopf bewegt wird. Demzufolge müssen zwei senkrecht aufeinanderstehende Bewegungen und ein zwischengeschalteter Positionierschritt durchgeführt werden, was in nachteiliger Weise die Fertigungszeit verlängert und bei der Fertigung keine Möglichkeit gibt, entstehende An­ fangs- und Endkrater zu vermeiden.

Der Erfindung lag also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem aufgrund von instabilen Anfangs- oder Endzuständen beim Schweißen entstehende Nahtbereiche minderer Qualität bei der Herstellung von Faßringen sicher vermieden werden und welches ohne Rücknahme der Produktions­ stückzahl als automatisches Verfahren in einem kontinuierli­ chen Faß-Fertigungsprozeß zu integrieren ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs, in dem nämlich die Schweißfolge aus mehreren Schweißschritten besteht, deren erster im mittleren Bereich des in Schweißrichtung ersten Ringes beginnt und hinter dem mittleren Bereich des in Schweißrichtung letzten Ringes endet, wonach alle Ringe um den Betrag mindestens ei­ ner weiteren Ringbreite in Schweißrichtung vorgeschoben werden, mindestens ein weiterer zum Ring gebogener Blechzu­ schnitt koaxial anstoßend mit fluchtender Schweißfuge zuge­ führt und eingespannt wird, und danach ein weiterer Schweiß­ schritt im mittleren Bereich des in Schweißrichtung ersten zugeführten Ringes beginnt und bis über den mittleren Be­ reich des Anfangsringes des vorhergehenden Schweißschrittes geführt wird.

Durch eine solche Verlegung der Anfangs- und Endbereiche des jeweiligen Schweißschrittes in den jeweils mittleren Ringbereich sind also alle aneinander anstoßende Randberei­ che der zwischen dem ersten und dem letzten Ring koaxial eingespannten weiteren Ringe sicher und mit der üblich hohen Qualität verschweißt, so daß keine dieser Randbereiche zu Problemen bei nachfolgender Bearbeitung führen kann.

Danach werden die bereits verschweißten Ringe so verschoben, daß mindestens ein weiterer Ring vorgelegt und eingespannt werden kann.

Der ursprünglich erste Ring liegt nun in Schweißrichtung hinter dem bzw. den neu hinzugefügten Ringen, so daß der zweite Schweißschritt der Schweißfolge, der nun im mittleren Bereich des "neuen" ersten Ringes anfängt, in jedem Falle auch den noch unverschweißten Teil des ursprünglich ersten Ringes verschweißt und somit eine sichere Randzone erzeugt.

Durch das Hinausführen über den mittleren Bereich des ur­ sprünglichen Anfangsringes des vorhergehenden Schweißschrit­ tes, welcher nun der Endring des aktuellen Schweißschrittes ist, wird auch der ursprüngliche Anfangsbereich des vorhergehenden Schweißschrittes noch einmal und qualitätsge­ recht verschweißt.

Den im ersten Schweißschritt entstandene und etwas über die Mitte verschweißte, in Schweißrichtung letzte Ring, kann im Verlauf der Produktion entnommen, gewendet und als Anfangs­ ring eines neuen Schweißschrittes genutzt werden, wonach auch hier kein Ausschuß mehr entstehen kann.

Vorteilhafterweise werden die Schweißschritte bzw. die Schweißung so durchgeführt, daß der Schweißkopf verfahrbar ist, während die Halte- und Spanneinrichtung feststeht.

Da die Spannung für die Ringe sehr aufwendig und z. B. durch einen mit einer Nut für den Nahtbereich versehenen Dorn so­ wie mit zwei längs des Dornes angeordneten Spannklappen durchgeführt werden muß, lassen sich Umfang und Größe der Anlagen bei dieser Ausbildung dadurch reduzieren, daß die heutigen leichten und präzisen Schweißköpfe - auch mit even­ tueller Gasspülung und zusatzwerkstoff-Zuführung - verfahren werden. Dies reduziert den Anteil der bewegten Massen und verringert die Aufwendungen für Rahmen und Fundamente.

Eine besonders schnelle Produktion und damit eine sehr hohe Stückzahl erreicht man, wenn mehrere Schweißschritte gleichzeitig durch mehrere Schweißköpfe durchgeführt werden, wobei jeder in Schweißrichtung vorhergehende Schweißschritt hinter einem Anfang eines sich in Schweißrichtung an­ schließenden Schweißschrittes endet. Man erreicht hierbei relativ kurze, sich jeweils etwas überlappende Schweißnähte, wodurch Wärmeeinbringung und Kühlverhalten günstig beeinflußt werden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen die

Fig. 1 eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung in der Seitenansicht,

Fig. 2 eine Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrich­ tung mit einem Dorn und aufgelegten Faßringen,

Fig. 3 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfah­ rens.

In der Fig. 1 erkennt man die vier zu verschweißenden Faß­ ringe 1 bis 4, welche auf einem Dorn 5 mit Hilfe von Spann­ klappen 6 gespannt werden. Ein Schweißkopf 7, der mit einer vorlaufenden Schutzgasdusche 8 versehen ist, führt den Schweißschritt 9 durch, wobei die Relativbewegung zwischen Schweißkopf und zu verschweißenden Ringen durch Verschieben des auf einem Wagen 10 befestigten Schweißkopfes 7 erfolgt, wobei der Dorn 5 als Haltevorrichtung feststeht. Der Grund­ rahmen 11 ist dabei als ein auf der Entnahmeseite der ferti­ gen Ringe offenes "U" ausgebildet.

Ebenfalls in der Fig. 1 erkennt man einen neuen zuzuführen­ den Ring 12 und den fertig verschweißten abzuführenden Ring 13.

Der Brenner 7 kann hierbei entweder in einem Schweißschritt 9 zwei mittlere Ringe vollständig und die beiden äußeren Ringe verfahrensgemäß etwas mehr oder etwas weniger als zur Hälfte ihrer Länge verschweißen oder aber in einem Schweißschritt 9′ immer nur eine Trennlinie zwischen zwei Ringen überschweißen. Jede andere Einstellung unterschiedli­ cher Schweißlängen ist je nach den baulichen Gegebenheiten der Vorrichtung und abhängig von weiteren Produktions- bzw. Verbrauchsparametern möglich.

Die Fig. 2 zeigt die gleiche Vorrichtung in der Vorderan­ sicht, wobei hier auch die Spannklappen 6 erkennbar sind. Diese Spannklappen 6 können als feststehend oder auch - so­ weit noch andere Vorspannklappen vorhanden sind - als mit dem Schweißkopf verfahrbare, daß heißt auf den Kanten der Bleche abrollende Spannvorrichtungen ausgebildet sein.

Weiterhin erkennt man zusätzliche Halteeinrichtungen 14 und 15, die vor dem eigentlichen Festspannen der Ringe ein leichtes Klemmen bewirken und verhindern, daß die Ringe nach der Auflage verrutschen.

Der Dorn 5 ist als halbrundes Profil ausgebildet, und mit einer nicht näher dargestellten Nut im Bereich der Schweißnaht der Ringe versehen.

Die Fig. 3 verdeutlicht noch einmal das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Es sind hier perspektivisch vier hintereinander auf einen Dorn aufgelegte Faßringe 1 bis 4 dargestellt, sowie der Ver­ fahrweg eines einzelnen Brenners, welcher gemäß des in der Fig. 1 dargestellten Schweißschrittes 9 die beiden mittleren Ringe 2 und 3 vollständig verschweißt.

Um eine genügende Überdeckung der Schweißnähte von insgesamt etwa 10 mm zu erreichen, setzt der Brenner 7 im Abstand T1 etwa 30 mm vor Beginn des Ringes 2 die Schweißnaht im Schweißspalt 16 an und beendet sie im Abstand T2 etwa 20 mm vor Ende des Ringes 4.

Werden dann drei weitere Ringe nachgeschoben, fährt der Brenner an seine Ausgangsposition zurück, beginnt diesmal 30 mm vor Ende des ehemaligen Ringes 4 - der jetzt als Ring 1 verschweißt wird - und fährt bis ca. 20 mm vor Ende des neuen vierten Ringes.

Die drei jeweils fertig verschweißten Ringe werden bei jedem neuen Schweißschritt vom Dorn genommen und schaffen durch Verschieben des jeweils vierten Ringes an die Position des neuen ersten Ringes Platz für die drei folgenden neu zu ver­ schweißende Ringe.

Claims (3)

1. Verfahren zum Herstellen von Faßringen, bei welchem die am Ringumfang zusammenstoßenden Kanten von kreisförmig gebogenen Blechzuschnitten verschweißt und bei dem je­ weils mehrere Ringe mit fluchtenden Schweißfugen anein­ ander anstoßend koaxial in Schweißposition eingespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißfolge aus mehreren Schweißschritten besteht, deren erster im mittleren Bereich des in Schweißrichtung ersten Ringes beginnt und hinter dem mittleren Bereich des in Schweißrichtung letzten Ringes endet, wonach alle Ringe um den Betrag mindestens einer weiteren Ringbreite in Schweißrichtung vorgeschoben werden, mindestens ein weiterer zum Ring gebogener Blechzuschnitt koaxial anstoßend mit fluchtender Schweißfuge zugeführt und eingespannt wird und danach ein weiterer Schweißschritt im mittleren Bereich des in Schweißrichtung ersten zugeführten Ringes beginnt und bis über den mittleren Bereich des Anfangsringes des vorhergehenden Schweiß­ schrittes geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißschritte mit einem verfahrbaren Schweißkopf und einer relativ zu diesem feststehenden Halte- und Spanneinrichtung durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere Schweißschritte gleichzeitig durch mehrere Schweißköpfe durchgeführt werden, wobei jeder in Schweißrichtung anfänglich liegende Schweißschritt hinter einem Anfang eines sich in Schweißrichtung an­ schließenden Schweißschrittes endet.