DE588749C - Schweissmaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
27. NOVEMBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 49 h GRUPPE 34 oi

Svenska Aktiebolaget Gasaccumulator in Lidingö*)

Schweißmaschine

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. April 1930 ab

Die Erfindung betrifft eine auf den zu verschweißenden Werkstücken selbstfahrende, mittels Steuerglieder geführte Schweißmaschine zum selbsttätigen Schweißen von Werkstücken, beispielsweise solchen aus Blech, die auch für Werkstücke solcher Dicke benutzbar ist, bei denen ein Zusatzmetall verwendet werden muß.

Nach der Erfindung sind zwei oder mehrere Steuerglieder, die der Schweißrinne oder einer besonderen, mit der Schweißrinne parallelen Rinne folgen, am Maschinengestell im wesentlichen senkrecht zur Werkstückebene nachgiebig gelagert. Zweckmäßig sind diese Steuerglieder an vom Maschinengestell getragenen, frei drehbaren Schwinghebeln gelagert.

Die Maschine kann sowohl für elektrische als auch für Gasschmelzschweißung, beispielsweise mit einer Sauerstoff-Acetylengas-Flamme, eingerichtet und in beiden Fällen die zu ihrer Bewegung auf dem Werkstück erforderliche Kraft in verschiedener Weise erzeugt werden, z. B. durch einen unmittelbar auf der Maschine angebrachten Verbrennungs- oder Elektromotor. Der Antrieb ist aber auch durch einen mit Preßluft oder mit einem der Schweißgase betriebenen Motor oder auch durch mechanische Kraftübertragung von außen her in der einen oder anderen Weise möglich.

Auf den Zeichnungen ist als Beispiel eine Ausführungsform der Maschine nach der Erfindung dargestellt, bei der die Schweißung mittels Brenners erfolgt und der Antrieb von einem auf der Schweißmaschine angebrachten Elektromotor aus erfolgt.

Fig. 1 stellt die Maschine von der Seite gesehen teilweise im Schnitt dar.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Maschine von^r der Seite des Antriebsmotors gesehen.

Fig. 3 stellt einen Schnitt durch die Lagerung des das Brennermundstück tragenden Mischrohres dar.

Fig. 4 zeigt eine Einzelheit dieser Lagerung.

Fig. 5 veranschaulicht die Maschine im Grundriß mit einigen Einzelheiten im Schnitt.

Fig. 6 zeigt die Anwendung einer besonderen Steuerrinne für die Steuerglieder.

Fig. 7 stellt ein Steuerglied zum Schweißen geflanschter Werkstücke dar.

Fig. 8 zeigt die Verwendung der Maschine zum Schweißen von Stirnnähten.

Fig. 9, 10 und 11 zeigen den Verlauf der Steuerrollen¹ bei Verschweißung einer mittels Keiles einseitig erweiterten Schweißfuge.

Fig. 12 zeigt den Verlauf der Steuerrollen bei Verschweißung einer vorgehefteten Schweißfuge.

Der Elektromotor 1 arbeitet durch ein Schneckengetriebe 2, 3, das auf im Maschinen-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Sven August Eskilson in Stockholm,

' gestell gelagerten Wellen 4, S sitzt, auf eine auf der Welle 5 angebrachte Reibscheibe 6, von der die Kraft mittels einer Rolle 7 auf eine andere Reibscheibe 8 übertragen wird, die auf einer mit der Welle 5 parallelen Welle 9 angebracht ist. Die Rolle 7 ist auf einem Hebel 10 gelagert, dessen Naben als Schraubenmutter für die im Maschinengestell

12 gelagerte Schraube 13 (Fig. 1) ausgebildet ist. Die Rolle 7 kann mittels der Schraube

13 derart bewegt werden, daß sie in radialer Richtung zwischen den Reibscheiben 6, 8 verschoben wird. Diese Vorrichtung dient zum Verändern der Geschwindigkeit der Scheibe 8.

Die Bewegung der Scheibe 8 wird von deren Welle 9 durch zwei Schneckengetriebe 14, 15 und 16, 17 und die Welle 18 auf die im Ma-. schinengestell 12 gelagerte Welle 19 übertragen, auf der die Treibräder 20 der Maschine befestigt sind. Die Umdrehungsrichtung der Treibräder ist beispielsweise so gewählt, daß die Maschine nach Fig. 1 während des Schweißens nach rechts bewegt wird. Der vordere Teil der Maschine wird von den Rädern 21 auf der Achse 22 getragen, die in einem am Gestell befestigten Träger 23 gelagert ist.

Auf der Welle 4 ist ferner ein Bläser 24 befestigt, der seinen Luftstrom gegen einen Schirm oder ein Schild 25 treibt, der am Maschinengestell 12 befestigt und in nachstehend beschriebener Weise einstellbar ist.

Der Schild 25 ist derart angeordnet und geformt, daß der Luftstrom sowohl den Schild als auch die unteren Teile der Maschine und das Werkstück oder die Werkstücke kühlt.

Auf dem Schild 25 sind sowohl der Brenner oder die Elektrode als auch der Halter für das Zusatzmetall befestigt. Das Brennerrohr 29 ist an ein Gemischgehäuse 26 angeschlossen, dem die. Gase, z. B. Sauerstoff- und Acetylengas, durch die Schlauchstutzen 27, 28 zugeführt werden. Die Gase strömen durch das Mischrohr 29 zum Brennermundstück 30, das gegen die Mitte der Schweißfuge gerichtet ist. Das Mischrohr 29 ist gegen die Schweißfuge hin derart gekrümmt, daß die Schweißflamme einen Winkel mit der Oberfläche des Werkstückes einnimmt. Der Brenner ist sowohl in der Höhen- als auch in der Längs- und Seitenrichtung einstellbar, und zwar in folgender Weise:

Auf dem Mischrohr 29 ist ein Flansch oder Ring 31 befestigt, den eine Druckfeder 32 aufwärts drückt. In entgegengesetzter Richtung ist das Rohr 29 durch eine Schraubenmutter 33, die in einer Hülse 34 sitzt, einstellbar. Diese Hülse ist abwärts verlängert und um ihre Achse in einem Vierkant 35 drehbar (Fig. 3, 4). -Zwischen dem Rohr 29 und der» Hülse 34 ist in bekannter Weise ein Mitnehmer 36, 37 angebracht, so daß das Rohr 29 ständig von der Hülse 34 mitgenommen wird. Zufolge der Krümmung des Mischrohres 29 beschreibt das Mundstück 30 beim Drehen der Hülse 34 einen Kreisbogen. Hierdurch wird die Schweißflamme seitlich eingestellt. In der Längsrichtung der Schweißfuge kann die Schweißflamme dadurch eingestellt werden, daß der Vierkant 35 um Zapfen 38 (Fig. 3) schwenkbar ist. Dadurch wird die Winkellage des Brennermundstückes verändert. Sowohl die Drehung der Hülse 34 im Vierkant 35 als auch die Drehung des Vierkati-ts um die Zapfen 38 kann mittels nicht dargestellter Schnecken bewirkt werden. Die Zapfen 38 werden durch einen Halter 39 von dem Schild 25 getragen.

Die Zuführung des Zusatzmetalls 40 wird durch das Zusammenwirken der Rollen 41, 42 erreicht, von denen die Rolle 41 vom Motor 1 mittels einer biegsamen Welle 43 (Fig. 5) angetrieben wird. Damit die Zuführung geregelt werden kann, ist die Welle 43 mit einer Reibrolle 44 (Fig. 2 und 5) versehen, die auf die Welle 43 aufgesetzt und durch einen Hebel 45 und eine Schraube 46 zu einer Reibscheibe 47 radial verschiebbar ist. Die Scheibe 47 erhält ihre Bewegung von der Schnecke 16 durch das Schneckenrad 48, auf dessen Welle 49 die Scheibe 47 aufgesetzt ist. Die Vorrichtung zur Verschiebung der Rolle 44 gleicht der, die für die Rolle 7 in Fig. 1 angedeutet ist.

Der Halter für das Zusatzmetall 40 ist auf einem zweiarmigen Hebel 50 befestigt, der um einen in einem Halter 51 des Schildes 25 gelagerten Zapfen 52 beweglich ist. Der Halter kann um den Zapfen 52 eine schwingende Bewegung ausführen, und zwar wie folgt:

Die Reibscheibe 8 ist an ihrer Außenseite durch eine Fläche 53 (Fig. 2) begrenzt, die ein wenig im spitzen Winkel zu der Umdrehungswelle 9 steht. Auf dieser schiefen Fläche läuft eine Rolle 54, die in einem Gabelarm 55 befestigt ist, der auf einer im Maschinengestell sowohl drehbaren wie axial verschiebbaren Achse 56 angebracht ist. Eine Feder 57 wirkt zwischen einer am Gestell befestigten Stütze 58 und einem auf der Achse 56 aufgesetzten Flanschring 59 in einer solchen Richtung, daß die Rolle 54 immer gegen die Scheibe 8 gedrückt wird, so daß während der Umdrehung der Scheibe mit der Schrägfläche 53 die Rolle 54 mit dem Arm 55 und die Achse 56 hin und her geschoben werden. Zwischen den Flanschen des Ringes 59 ist ein Zapfen 60 auf dem Ende des Hebels 50 geführt (Fig. 1), so daß die Verschiebung der Achse 56 auf den Halter mit dem Zusatzmetall 40 übertragen und dieses schwin-

gend bewegt wird. Die Größe der Verschiebungen kann durch Drehung der Achse 56 geregelt werden, so daß die Rolle 54 näher oder weiter von der Umdrehungsachse der Scheibe 8 auf dieser aufliegt. Diese Drehung oder Einstellung kann mittels einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Schnecke erfolgen.

Das Kühlen der verschiedenen Teile hinter dem Schild z. B. des Halters für das Zusatzmetall wird durch Anbringen von Löchern 61 im Schild 25 erreicht, durch welche die Luft vom Bläser 24 gegen den zu kühlenden Teil geblasen wird.

Um eine zuverlässige Schweißung von Werkstücken- solcher Dicke, bei denen ein Zusatzmetall verwendet werden muß, sicherzustellen, ist es notwendig, die beim Schweißen gegeneinanderstoßenden Kanten der Arbeitsstücke schräg abzuhobeln, so daß eine Rinne 62 (Fig. 2) gebildet wird. In diesem Falle erfolgt die Führung der Maschine längs der Schweißfuge durch Steuerglieder, die mit der Fuge selbst, also mit den schräggehobelten Kanten, während des Schweißens zusammenwirken. Bei dünnen Werkstücken, bei denen ein Zusatzmetall nicht verwendet wird, sondern die Kanten der Werkstücke dicht gegeneinander liegen, sowie in anderen Fällen kann neben und parallel mit der Fuge eine besondere Steuerrinne angeordnet werden, mit welcher die Steuerglieder zusammenwirken. In Fig. r und 2 bezeichnen 63 und 64 die Werkstücke mit den schräggehobelten Kanten 62, zwischen denen Steuerrollen 65, 66, 67 laufen. Die Rollen sind auf Hebeln 68, 69, 70 angebracht, die um im Maschinengestell gelagerte Achsen 71, 72, 73 frei beweglich sind. Die. Zapfen der Rollen können z. B.

auch auf Steuerstangen angebracht sein. Die Rollen 65, 66, 67 werden durch ihr eigenes Gewicht sowie durch das Gewicht der Hebel so tief in der zwischen den Kanten gebildeten Rinne 62 gehalten, daß keilförmige Teile 74 am Umfange der Rollen gegen die Kanten der Schweißfuge 62 anliegen und steuern. Die Steuerrollen sind hierdurch unabhängig voneinander und von- der Maschine dem Verlaufe der Fuge entsprechend selbsttätig verstellbar.

Es ist bekannt, daß die Temperatur an der . Schweißstelle am größten ist. Je nachdem die Schweißmaschine sich vorwärts bewegt, wird die Schweißfuge hinter der Schweißmaschine kälter. Nach dem Übergang des die Schweißfuge ausfüllenden Zusatzmetalls vom flüssigen in den festen Zustand zieht sich das Metall zusammen. Vor dieser Stelle jedoch sind die beiden Kanten der Schweißrinne gegeneinander beweglich. Um eine solche Bewegung zu verhindern, weitet nian die Fuge mittels eines Keiles auf. Somit ergibt sich, daß die Schweißfuge nicht überall gleich breit ist, sondern an der Schweißstelle am engsten ist.

In Fig. 9, 10 und 11 wird dies veranschaulicht. Fig. 9 zeigt die Steuervorrichtung von der Seite, Fig. 10 von hinten und Fig. 11 von oben. Die geschweißte Fuge ist mit 75 bezeichnet und die zu verschweißende Fuge mit 76. An der Schweißstelle 77 werden die Ränder der Fuge und das Zusatzmetall erwärmt. Aus den obenerwähnten Gründen hat die Fuge die Neigung, sich zusammenzuziehen, um enger zu werden. Dies kann in der Weise verhindert werden, daß vor dem Beginn des Schweißens die Fuge so gelegt wird, daß sie einen Winkel ν bildet, welcher mittels des Keils 78 aufrechterhalten wird. Je nachdem die Verschweißung fortschreitet, wird der Keil 78 gelüftet, damit die Rinne die richtige Breite bekommt. Wenn nötig, wird ein neuer Keil in einem gewissen Abstand eingetrieben.

Mittels der Steuerrollen 65, 66, 67 soll die Maschine in der Richtung der Fuge gesteuert werden. Um dies zu ermöglichen, müssen sich wenigstens zwei der Steuerrollen mit ihren schrägen Seitenflächen gegen die Schweißkanten stützen. Da indessen der Abstand zwischen diesen nicht gleichbleibend ist, sind go die Rollen derart nachgiebig gelagert, daß sie in die Rinne genügend tief einsinken können. Die Rolle 67 liegt daher tiefer als die Rolle 66 und diese tiefer als die Rolle 65. Die Rollen sind daher voneinander unabhängig nachgiebig gelagert.

Häufig wird beim Schweißen statt des Keilverfahrens das sogenannte Anheftverfahren verwendet, d. h. es werden in gewissen Abständen in der Fuge, wie in Fig. 12 gezeigt, kurze Strecken 79 zusammengeschweißt, die die Kanten beim eigentlichen Schweißen in richtiger Lage halten. Aus dem oben Gesagten ergibt sich nun, daß ein sicheres Steuern der Maschine nur dann erreicht werden kann, wenn wenigstens zwei Steuerrollen immer in der Schweißrinne laufen. Um dies auch dann zu erreichen, wenn zufälligerweise eine der Rollen, wie die Rolle 66 in Fig. 12, über eine Heftstelle 79 hinweggeht, wählt man drei Steuerrollen und sieht die Heftstellen in solcher Entfernung voneinander vor, daß sich unter allen Verhältnissen immer zwei Rollen in der Rinne 62 in steuernder Lage befinden.

Die Maschine ist zum Schweißen verschiedener Arten von Schweißfugen zu verwenden. Handelt es sich um eine gerade Fuge ζ. Β. zwischen ebenen Arbeitsstücken oder um eine Fuge in der Richtung der Erzeugenden der Mantelfläche eines Zylinders, so ist es zweckmäßig, die Räderpaare 20 und 21 so anzuord-

nen, daß sich je ein Rad auf jeder Seite der Schweißfuge befindet, damit diese ungefähr in der Mitte unter der Maschine liegt (Fig. 2). Oft müssen indessen Werkstücke, z. B. Böden von zylindrischen Gefäßen, angeschweißt werden, wobei Raum für die Räder auf der einen Seite der Fuge fehlt. Für diesen Zweck ist die Maschine so angeordnet, daß der Schild 25 mit dem Brenner und dem Halter für das Zusatzmetall sowie die Steuerrollen 65, 66, 67 'in seitlicher Richtung versetzt werden können, und zwar in eine solche Lage, daß sich die Räder 20 und 21 auf derselben Seite der Schweißfuge befinden.

Wie oben erwähnt, ist die Schweißmaschine auch zum Schweißen solch dünner Bleche verwendbar, bei denen kein Zusatzmetall erforderlich ist. In solchen Fällen müssen zweckmäßigerweise die Steuerrollen, wie in Fig. 6 gezeigt, einer besonderen Steuerrinne 80 seitlich von der Fuge 62 folgen. In diesem Falle kann eine Rolle weggenommen werden, und es genügen zwei Rollen, weil die Rollen über keine Heftstelle in der Fuge hinwegzugehen brauchen.

In Fig. 8 sind die Teile 26, 27, 29, 34 des Schweißbrenners und die Steuerrollen nach rechts versetzt, so daß sie auf die eine Seite der beiden Räder 20 kommen. Zu diesem Zweck ist noch ein Flanschring 81 (Fig. 2) auf der Achse 56 angebracht, mit dem alsdann der Zapfen 60 zusammenwirkt, nachdem der Schild 25 mit dem Brenner und die Zusatzmetallzuführungsvorrichtung nach rechts versetzt worden sind, um das Zusammenspiel zu ermöglichen. - Die Hebel 68, 69, 70 sind ' auf den Achsen 71, 72, 73 aus der einen Lage in die andere verschiebbar, und zwar mittels eines Schiebers 82, welcher an den Lagern 83, 84, 85 der Achsen angreift.

Zum Schweißen von geflanschten Werkstücken können die Steuerrollen 65, 66, 67 so ausgebildet sein, wie Fig. 7 zeigt. Bei dieser Ausführungsform sind die Rollen an ihrem Umfange mit Rollen versehen, deren schräg zueinander stehende Flächen 86 auf den beiden zu schweißenden Flanschen 87 oder auf einer gleichartigen, auf dem Werkstück angebrachten Steuerkante laufen.

Beim Schweißen gekrümmter Flächen muß eine Höheneinstellung des Schildes 25 mit den zugehörigen Teilen möglich sein, was dadurch erreicht wird, daß der Schild 25 als ein Teil einer Zylinderfläche gestaltet ist, der längs der Zylinderfläche zum Maschinenrahmen verschoben werden kann. Diese Verschiebung wird mit Hilfe einer einstellbaren ί Verbindung zwischen dem Schild 25 und dem Rahmen 12-erreicht, die im Beispiel aus einer mit dem Schild verbundenen Stütze 87, einer mit dem Maschinenrahmen verbundenen Stütze und einem beide Stützen durchdringenden Bolzen 89 mit Schraubenmutter 90 besteht.

Ein Griff 91 dient zum Tragen der Maschine.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Auf den zu verschweißenden Werkstücken selbstfahrende, mittels Steuerglieder dem Verlauf der Schweißfuge entsprechend geführte Schweißmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Steuerglieder (65, 66, 67) am Maschinengestell (12) im wesentlichen senkrecht zur Werkstückebene nachgiebig gelagert sind.

2. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerglieder (65, 66, 67) seitlich versetzbar sind, so daß sie entweder mit einer zwisehen den Laufrädern (20, 21) der Maschine oder seitlich davon angebrachten Schweißfuge (62) oder Steuerrinne (80) zusammenwirken können.

3. Schweißmaschine nach Anspruch 1 oder 2 mit Steuergliedern, die ganz oder teilweise unterhalb eines die Schweißglieder tragenden, mit dem Maschinengestell gegebenenfalls abnehmbar verbundenen Teiles angeordnet sind, dadurch gekenn- go zeichnet, daß der Schweißbrenner oder die Elektrode (29, 30) und gegebenenfalls auch die Schweißdrahtzuführungsvorrichtung (41, 42) in seitlicher Richtung versetzbar sind, so daß sie entweder mit einer zwischen den Lauf rädern (20, 21) der Maschine oder seitlich davon angebrachten Schweißfuge (62) zusammenwirken können.

4. Schweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerglieder (65, 66, 67), die vorzugsweise an vom Maschinengestell (12) getragenen frei drehbaren Schwinghebeln (68, 69, 70) gelagert sind, unabhängig voneinander und vom Maschinengestell (12) einstellbar sind, so daß sie eine der Schweißfuge (62) folgende Bewegung unabhängig von Unregelmäßigkeiten der Führungsbahn sichern.

5. Schweißmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Steuerglieder (65, 66, 67) mindestens drei ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen