-
Schweißmaschine für Rohrteile, insbesondere Nuffenschweißwalzwerk
Zum Schweißen von im Ofen auf Schweißhitze gebrachten Rohrteilen, insbesondere zum
Schweißen von Muffen aus vorgeschnittenen Blechstreifen über einem Dorn, verwendet
man heute, um die Nachteile der Muffenschweißwalzwerke, die im verschiebbaren Schlitten
nur nichtangetriebene Schweiß-,valzen besitzen, zu vermeiden, Muffenschweißwalzwerke,
bei denen alle in einem besonderen Walzenständer gelagerten, gruppenweise gegeneinander
anstellbaren Schweißwalzen angetrieben werden.
-
Die bekannten Vorrichtungen dieser Gattung besitzen aber zum Antrieb
der Schweißwalzen Kammwalzgerüste mit Gelenkwellen. Diese Art des Antriebes ergibt
folgende Nachteile.
-
Bei Schweißwalzwerken der vorliegenden Art handelt es sich um eine
Schweißeinrichtung für kleine Werkstücke. Infolgedessen liegen die Schweißwalzen
verhältnismäßig sehr dicht beieinander. Dieser geringe Achsabstand macht es, wie
Versuche bewiesen haben, schwierig oder praktisch unmöglich, bei den Gelenkwellen
Kugeln, die an sich am vorteilhaftesten sind, zu verwenden, da infolge der geringen
Mittenentfernung der Walzen die einzelnen Gelenkteile zu schwach ausfallen müßten
und daher den bei jedem Schweiß-und Walzvargang auftretenden, ziemlich starken Schlägen
nicht gewachsen sein würden. Derartig klein ausgeführte Gelenkkupplungen mit Kugeln
übertragen wohl Vorschübe an spanabhebenden Maschinen (z. B. Horizontalfräsmaschinen),
für Schweißeinrichtungen gemäß der Erfindung kommen sie jedoch nicht in Betracht.
Dieselben Nachteile machen die Verwendung von Gelenken mit um 9o° gegeneinander
versetzt angeordneten Zapfen oder Lagern, sogenannten Kreuzgelenken, schwierig oder
unmöglich, da hierbei, gleichfalls infolge des geringen Mittenabstandes der Schweißwalzen,
die Zapfen nicht kräftig genug ausgebildet werden könnten.
-
Man hat aus diesem Grunde .an Stelle von Wellen mit Kugeln oder ähnlichen,_
geringen Verschleiß aufweisenden Gelenken Vierkantknüppel verwendet, d. h. am Kammwalzgerüst
angelenkte Wellen, die mit Vierkantenden in am Walzenständer angeordnete Muffen
eingreifen. Diese Ausbildung des Antriebes ist aber abgesehen von dem geräuschvollen
Lauf deshalb sehr nachteilig, weil die in .die Muffen ragenden Vierkantenden der
Knüppel bei verschiedener Anstellung der Schweißwalzen jedesmal in einem anderen
Winkel zur Muffenachse stehen, wodurch ein außerordentlich hoher Verschleiß der
Antriebsteile hervorgerufen wird.
-
Ferner kann bei den bekannten Einrichtungen die Lage der Walzen der
anstellbaren Walzengruppe zueinander nicht verändert werden. Hierin liegt ebenfalls
ein Nachteil, wie aus den späteren Darlegungen folgt.
-
Diese Nachteile sollen nun gemäß der Erfindung bei Schweißwalzwerken
der eingangs genannten Gattung dadurch vermieden werden, daß der Antrieb der in
dem verschieblichen
Schlitten gelagerten, anstellbaren Schweißwalzen
in bei Walzmaschinen anderer Art an sich bekannter Weise durch ein in der Anstellrichtung
des Schlittens gelagerte, vom Hauptantrieb angetriebene Spindel erfolgt, die ihre
Drehbewegung durch ein auf ihr verschiebliches, mit ihr umlaufendes Übertragungtsorgan
(Kegelrad) auf die anstellbare Schweißwalze bzw. Schweißwalzen überträgt, und daß.die
im verschiebbaren Schlitten angeordnete Schweißwalze oder bei mehreren mindestens
eine derselben innerhalb des Schlittens quer zur Schlittenanstellrichtung in achsenparalleler
Lage einstellbar ist.
-
Diese Verschiebung der im Schlitten angeordneten Walze quer zur Schlittenanstellrichtung
ist erforderlich, um die Lage der Berührungslinien der Schweißwalzen mit dem zu
schweißenden und auszuwalzenden Werkstück derart gegeneinander verändern zu können,
daß unter Berücksichtigung -der Toleranzen des Walzstreifens, der Hitze desselben
und insbesondere des verschieden starken Walzenverschleißes eine stets gleichmäßige
Druckanlage an dem zu erzeugenden Kreisquerschnitt und damit eine kreisrunde Form
der Erzeugnisse und einwandfreie Durcharbeitung der Schweißnaht gewährleistet wird.
Sind in dem verschieblichen Schlitten mehrere Walzen gelagert, so ist es ebenfalls
erforderlich, daß diese Walzen gegeneinander eingestellt werden können, um dadurch
zu erreichen, daß auch tatsächlich alle Schweißwalzen mit den zu schweißenden Werkstücken
in Eingriff kommen und zur Schweißarbeit herangezogen werden. Diese Aufgabe wird
durch die Erfindung in der Weise gelöst, daß die Einstellbarkeit der im verschieblichen
Schlitten einstellbaren Walzen dadurch erfolgt, daß die Wellen der einstellbaren
Walzen in mittels Schnecke und Schneckenrad vierdrehbaren Exzenterbüchsen gelagert
sind, wobei die Welle in an sich bekannter Weise mit einem Daumen in eine Aussparung
eines fest im Schlitten gelagerten, an der Exzenterbewegung nicht teilnehmenden
Antriebsritzels eingreift. Durch die Schnecke können die das Schneckenrad tragenden
Exzenterbüchsen leicht verstellt werden, während der Antrieb der..die anstellbaren
Schweißwalzen tragenden Wellen durch den in der Aussparung des Antriebsritzels gleitenden
Vorsprung jederzeit gewährleistet ist.
-
Weiterhin erstreckt sich die Erfindung noch darauf, daß die an- und
einstellbaren Schweißwalzen in einem überkragenden, seitwärts von den Schlittengleitführungen
liegenden Teil des verschiebbaren Schlittens angeordnet sind. Dadurch wird es vermieden,
daß Walzsinter o. dgl. zwischen die Führungen -des Schlittens gelangen kann, durch
den ein außerordentlich schneller Verschleiß der Führungen und damit eine ungenaue
Stellung des Schlittens verursacht würde.
-
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung ein Rohrmuffenschweißwalzwerk
dargestellt.
-
Abb. i zeigt eine Ausführung in Seitenansicht und Abb. 2 in Vorderansicht.
Bei dieser Ausführung ist im anstellbaren Support lediglich eine angetriebene Schweißwalze
angeordnet. Die Einstellung dieser Schweißwalze quer zur Schlittenanstellrichtung
ist in Abb. i und ?-
nicht ausdrücklich gezeigt und nur in Abb. 3, 7 und 8
dargestellt. Es wird aber gleich betont, daß diese Einstellung gemäß der Erfindung
auch bei der Ausführung nach Abb. i und 2 vorhanden sein muß.
-
Abb. 3 stellt eine Vorderansicht des Walzwerks in einer anderen Ausführung
dar, bei der im anstellbaren Schlitten zwei angetriebene Schweißwalzen angeordnet
sind.
-
Abb. q.- und veranschaulichen die Anstellvorrichtung des verschieblichen
Schlittens, und zwar ist Abb. q. ein Schnitt nach der Linie F-G der Abb. i und Abb.
5 ein Schnitt nach der Linie HJ der Abb. i.
-
Abb. 6 ist ein Längsschnitt durch das Walzwerk nach der Linie A-B
der Abb. 2, und zwar in Pfeilrichtung K (Abb. z) gesehen.
-
Abb. 7 ist ein Schnitt nach der Linie C-D der Abb. 3 und veranschaulicht
die Anstellbarkeit der Schweißwalze 3a gegen die Schweißwalze 3 innerhalb des verschieblichen
Supportes.
-
Abb.8 ist eine Ansicht in der Pfeilrichtung E auf Abb. 7.
-
In dem Walzwerksrahmen i ist der gesamte Antrieb des Walzwerkes für
die Schweißwalzen untergebracht. Von der Riemenscheibe oder Kupplung. q. (Abb. 6)
werden die im Rahmen i festgelagerten unteren Schweißwalzen 2 unter Vermittlung
der Zwischenwellen 5, 6 und 7 sowie der Schweißwalzenwellen 8 mittels der Zahnräder
9, io, 11, 12, 13 und 1q. angetrieben, wobei zum Ausgleich noch ein Schwungrad 15
vorgesehen sein kann. Die obere Schweißwalze 3 und bei der zweiten Ausführung die
weitere Walze 3a sind in dem senkrecht zu den Walzenachsen in den Führungen 32 (Abb.
i) verschieblichen Schlitten 16 angeordnet. Der Antrieb dieser Schweißwalzen erfolgt
von der Zwischenwella 7 (Abb.6), die unter Vermittlung der Kegelräder 17 und i8
die im Rahmen i gleichlaufend zur Verschieberichtung des Schlittens. 16 gelagerte
Welle i9 antreibt. Auf der Welle i9 ist im verschieblichen Schlitten 16 ein Kegelrad:
' o derart gelagert, daß es bei Verschäebung des Schlittens mit diesem auf
der Welle i9 verschoben wird und durch einen
Keil, der in eine lange
Keilnute 29 der Welle i9 eingreift, an der Drehbewegung der Welle i9 in jeder Stellung
des Schlittens 16 teilnimmt. Die Sicherung des Kegelrades 2o innerhalb des Schlittens
16 erfolgt durch die Anlaufscheibe 27 und den Stellring 28. Mit dem Kegelrad 2o
steht das leer auf der Welle 22 laufende Kegel- und Zahnrad 21 dauernd in Eingriff,
von dann wiederum unter Vermittlung des Ritzels 23 die die Schweißwalzen 3 bzw.
3a antreibenden Wellen 24 bzw. 33 angetrieben werden. Es ist ohne weiteres ersichtlich,
daß in jeder Stellung des Schlittens alle Schweißwalzen an der Drehbewegung kraftschlüssig
teilnehmen, wodurch ein schnelles und gutes Schweißen der Werkstücke erzielt wird.
-
Zur Verminderung der Leerlaufarbeit und Herabsetzung der Lagerreibungen
können die einzelnen die Schweißwalzen tragenden Wellen sowie die Zwischenwellen
in Wälzlagern gelagert sein.
-
Zwecks leichterer Auswechselbarkeit, etwa beim Walzenwechsel, sind
die die Schweißwalzen tragenden Wellen in Lagerböcken 30 bzw. 31 gelagert, die nach
Lösen einiger Befestigungsschrauben leicht nach vorne abgezogen werden können, wodurch
die Schweißwalzen ebenfalls unmittelbar nach vorne vors den sie tragenden Wellen
entfernt werden können.
-
In den Abb. 3, 7 und 8 ist dargestellt, wie die Einstellung einer
im Schlitten 16 gelagerten Walze quer zur Schlittena.nstellrichtung ausgeführt werden
kann. Dabei wird nochmials betont, daß eine derartige Einrichtung erfindungsgemäß
auch bei der Ausführung nach Abb. i und 2 vorgesehen werden muß. Die die Schweißwalze
3a (Abb. 7) tragende Welle 33 ist in durch den Bolzen 34 verbundenen Exzenterbüchsen
35 im Schlitten 16 und im Lagerbock 3.1 gelagert. Die eine Exzenterbüchse 35 trägt
.auf ihrem Umfange eine schneckenradartige Verzahnung 36, in die eine Schnecke 37
eingreift, die mittels der Spindel 38 gedreht werden kann. Durch diese Drehung der
Spindel 38 werden die Exzenterbüchsen 35 gedreht, wodurch wiederum die Welle 33
ihre Lage zur Welle 24 ändert und damit die Schweiß-Nvralze 3a zur Schweißwalze
3 angestellt werden kann. Um nun in jeder Stellung der Welle 33 den Antrieb der
Schweißwalze 3a zu gewährleisten, ist das Ritzel 39 (Abb. 7), das in das Ritzel
des KegelzahnTades Qi eingreift, derart im Schlitten 16 gelagert, daß es an der
Anstellbewegung der Welle 33 nicht teilnimmt. Die Übertragung der Drehbewegung von
dem Ritzel 39 auf die Welle 33 erfolgt dadurch, daß ein auf der Welle 33 aufgekeiltes
Kupplungsstück 40 mit einem Daumen oder Vorsprung 41 in eine Aussparung 42 (Abb.
8) des Ritzels 39 eingreift, so daß durch diesen Daumen die Welle 33 in jeder durch
die Exzenterbüchsen bedingten Stellung vom Ritzel 39 angetrieben wird. In gleicher
Weise kann bei Vorhandensein von nur einer Schweißwalze im verschieblichen Schlitten
diese innerhalb des Schlittens anstellbar gelagert werden.
-
DieAnstellung des verschieblichenSupports 16 wird durch .den um den
Bolzen 43 (Abb. i) drehbar gelagerten Fußhebel 44, der um die ganze Schweißmaschine
herumgreift, bewirkt. Der Fußhebel 44 steht mittels Zugstangen 45 mit den die Welle
46 drehenden Hebeln 47 in Verbindung. Durch Drehung der Welle 46 werden die auf
dieser befindlichen Nockenscheiben 48 bewegt, die mittels der sich auf ihnen abrollenden
Rollen 49 die Rollenträger 5o und damit die Welle 51 bewegen. Die Rollenträger 5o
sind aus später angegebenem Grunde durch Kupplungszähne mit den Zahnritzeln 52 (Abb.
4) verbunden, die wiederum in am Schlitten 16 angeschraubte Zahnstangen @3 (Abb.5)
eingreifen, so daß durch Heruntertreten des Fußhebels 44 die Abwärtsbewegung des
Schlittens i6 erfolgt. Die Nockenscheiben 48 sind dabei derart ausgebildet, daß
sie in ihrer tiefsten Stellung, die der Endstellung des Fußhebels 44 entspricht,
mit ihrer flachsten Krümmung mit den Rollen 49 in Berührung sind und dadurch den
zum Walzen erforderlichen Druck herstellen. Bei Loslassen des Fußhebels44 bewegt
ein Gegengewicht 54 (Abb. 6), das durch eine Zugstangenverbindung 55, 56, 57 auf
die Welle 51 wirkt, den Schlitten wieder aufwärts.
-
Die getrennte Ausführung des Rollenträgers; 5o und des Ritzels 52
und die Kupplung dieser Teile mittels Kuppelzähnen o. dgl. ist aus, folgendem Grunde
erforderlich: Die obere Walza 3, 3a hat je nach der Stärke des zu schweißenden Rohrteiles
bzw. des Walzendornes eine verschiedene Arbeitshöhe in bezug auf die unteren, im
Walz-,verksrahmen festgelagerten Walzen 2. Da die Stellung der Nockenscheiben48
infolge ihrer starren Verbindung mit dem Fußhebel 44 in dessen Tiefstellung immer
dieselbe bleibt und die Rollenträger 5o zü den Nockenscheiben 48 immer in gleicher
Lage bleiben müssen, um bei verschiedenen Dorndurchmessern die gleiche Abwicklung
beider Teile zu erzielen, sind diese Kupplungszähne zwischen dem Rollenträger 5o
und dem Zahuritzel 52 erforderlich, um für verschiedene Rohrstärken verschiedene
Einstellungen erreichen zu können. Diese Einstellung wird folgendermaßen bewerkstelligt:
Nachdem die Muttern 58 (Abb. 4) um die Höhe der Kupplungszähne zurückgeschraubt
sind, . werden die Rollenträger 5o von den
Zahnritzeln 52 gelöst
und der Schlitten 16 durch Einlegen des gewünschten, zum Werkstück passenden Dornes
in die richtige Lage gebracht. Dabei machen die Ritzel52 die Umdrehung im gleichen
Maße mit, wie der Schlitten in senkrechter Richtung verschoben worden ist. Die Nockenscheiben
48 und die Rollenträger 5o wenden während dieses Vorganges in der der Tiefststellung
des Fußhebels 44 entsprechenden Stellung gehalten. Ist die richtige Lage des Schlittens
16 erreicht, so werden die Rollenträger 50 ohne Verdrehung in axialer Richtung auf
der Welle 51 verschoben und mit den Zahnritzeln 52 gekoppelt. Durch diese Anordnung
der Aasstellvorrichtung wird eine schnelle und sichere Einstellung auf die verschiedenen
Dorndurchmesser gewährleistet, was bisher nur mittels umständlicher Keil- bzw. Stellischrauben
mit viel Mühe und nur bei großer Geschicklichkeit des Monteurs erreicht werden konnte.