DE7326590U - Maschine zum Anschweißen von Vorschweiß-Rohrverbindungsstücken an Rohre - Google Patents

Description

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Augsburg, den 19· Juli 1973 Rolle-Royc· (1971) Limited, 11/15 Conduit Street, London V.I,

England

Maschine zum Anschweißen von vorschweiß-Röhrverbindungsstücksn

an Rohre

Die Neuerung betrifft eine Maschine zum Anschweißen von Vorschweiß-Rohrverbindungsstücken an Rohre·

Allgemeiner gesehen beinhaltet die Neuerung eine Maschine sum Aneinanderschweißen von Rohrstücken oder von rohrähnlich

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ausgebildeten Körpern·

Zur Zeit ist es üblich, zum Zwecke des Anschweißens von Vorschweiß-Rohrverbindungsstücken an Rohrstücke das betreffende Rohrverbindungsstück am Anschweißende so auszubilden, daß stirn-•sifeig ein axial ausgehender, rundum laufender, als Schweiß-Zusatzmaterial dienender Ansatz stehenbleibt, der jedoch in erster Linie dazu dient, beim Aneinanderstoßen des Vorschweiß-Λ Rohrverbindungsstückes und des mit ihm zu verschweißenden Rohrstückes diese beiden Teile genau koaxial zueinander zu zentrieren.

Nachteilig ist, daß dieser Zusatzmaterialansatz eine genaue Bearbeitung des Vorschweiß-Rohrverbindungsstückes voraussetzt, wodurch die Herstellungskosten für derartige Vorschweiß-RohrverbindungBBtücke wesentlich erhöht werden. Im übrigen ist es schwierig, das Ausmaß des Schweißnähtdurehtrittes an der Schweißnahtwurzel in das Innere der Rohrverbindung genau zu beherrschen. Dieser Schweißnahtdurchtritt ins Innere der Rohrverbindung hat seine Ursache in überschüssigem Zusatzschweißmaterial und beeinträchtigt insbesondere bei Rohrverbindungen geringer lichter Weite das Strömungsprofil der Rohr-Schweißverbindung. Die Bezeichnung "Zusatzmaterialansatz" hat sich auf dem Fachgebiet allgemein eingeführt, obwohl sie ihre ursprüngliche technische Bedeutung inewischen verloren hat« Als diese Bezeichnung vor

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einigen Jahren eingeführt wurde, war man noch der Überzeugung, daß ein solcher Zusatzmaterialansatz notwendig ist, um eine schweißtechnisch einwandfreie Stumpfschweißung ausführen zu können. Inzwischen hat sich jedoch gezeigt, daß man aus schweißtechnischen Gründen ohne weiteres auf einen derartigen Zusatzmaterialansatz verzichten kann. Der Zusatzmaterialansatz bezweckt jedoch, wie bereits erwähnt, außerdem eine genaue koaxiale Zentrierung der beiden miteinander zu verschweißenden Teile und ist folglich bis zum heutigen Tage auf dem zur Erörterung stehenden Sachgebiet üblich. Obwohl also nach heutiger Sachkenntnis ein solcher Zusatzmaterialansatz gar nicht mehr erforderlich ist, wurde er in der angewandten Technik ebenso bis zum heutigen Tage beibehalten wie die unzutreffende Bezeichnung "Zusatzmaterialansatz".

Wäre es mit den bis zum heutigen Tage üblichen Methoden der Verschweißung von Vorsatz-Rohrverbindungsstücken mit Rohrstücken möglich, das vorzuschweißende Rohrverbindungsstück genau koaxial auf das betreffende Rohrstück auszurichten, so könnte also auf die Ausbildung des Vorschweiß-Rohrverbindungsstückes mit einem Zusatzmaterialansatz verzichtet werden. Bisher wurde außerdem immer befürchtet, daß bei einem Verzicht auf den bewußten Zusatzmaterialansatz die für die Verschweißung der beiden Teile anzuwendende Stumpfrundnaht an der Nahtwurzel im Inneren der Rohrschweißverbindung eine strömungsmäßig un-

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günstige Oberflächenstörung hervorrufen würde· Auch aus diesem Grunde wurde der in schweißtechnischer Hinsicht längst als überflüssig erkannte Zusatzmaterialansatz am Vorschweiß-Rohrverbindungsstück bis heute beibehalten.

Durch die Neuerung soll die Aufgabe gelöst werden, mittels einer Schweißmaschine der eingangs dargelegten Art ein Vorschweiß-Rohrverbindungsstück stumpf in genau koaxialer Ausrichtung an ζ ein Rohrstück anschweißen zu können, ohne daß ein Zusatzmaterialansatz an dem Vorschweiß-Rohrverbindungsstück erforderlich ist und ohne daß die Schweißnaht an ihrer Wurzel im Inneren for? Rohrschweißverbindung eine strömungsmäßig störende Unstetigkeit hervorruft. Dies bedeutet nicht, daß die neuerungsgemäße Schweißmaschine nicht auch zum Zusammenschweißen von Teilen mit Zusatzmaterialansatz geeignet ist«

Die genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Schweißmaschine der eingangs dargelegten Art gemäß der Neuerung durch einen Maschinenrahmen gekennzeichnet ist, der eine Anzahl von relativ dazu bewegbaren Schlitten hält, von welch letzteren mindestens einer eine Schweißvorrichtung trägt, und die mit Mitteln zur Aufnahme und Halterung eines Vorschweiß-RohrVerbindungsstückes und eines Rohrstückes in einer gewünschten gegenseitigen Lage versehen sind, derart, daß eine Endfläche des Rohrstückes an der zugehörigen Endfläche des zu dem Rohrstück

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koaxial gehaltenen Vorschweiß-Rohrverbindungsstückes anliegt und die Stoßebene mit Bezug auf die Schweißvorrichtung so liegt, daß beide Teile bei Betätigung der Schweißvorrichtung an der Stoßstelle durch Umfangsstumpfschweißung miteinander verbindbar sind·

Mit der neuerungsgemäßen Schweißmaschine ist es möglich* das betreffende Vorschweiß-Rohrverbindungsstück und das damit

/~> zu verschweißende Rohrstück genau koaxial zueinander aufzunehmen und unverrückbar in dieser Lage zueinander zu haltern und die beiden Endflächen der miteinander zu verschweißenden Teile in einer ganz bestimmten, gewünschten relativen Lage zu der Schweißvorrichtung zu halten, so daß die Stoßebene im wesentlichen in der Umlaufebene einer umlaufenden Schweißelektrode der SchweiiJ-vorrichtung liegt* Gemäß einer bevorzugten Raumform der neuerungsgemäßen Schweißmaschine ist eine Schleifvorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe das Anschweißende des zu ver schweißenden Rohrstückes so bearbeitet werden kann, daß es

v' genau parallel zu dem Anschweißende des zugehörigen Vorschweiß- Rohrverbindungsstückes verläuft· Die mit der neuerungsgemäßen Schweißmaschine herstellbare Umfangestumpfnaht wird vorzugsweise in einer Schutzatmosphäre hergestellt·

Eine bevorzugte Raumform der neuerungsgemäßen Schweißmaschine wird nunmehr unter Bezug auf die anliegenden

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Zeichnungen in ihren Einzelheiten beispielsweise beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht

der neuerungsgemäßen Schweißmaschine,

die Fig. 2, 3, jeweils vergrößerte perspektivische 4 und 5 Teilansichten von Einzelheiten der

-) in Fig. 1 gezeigten Maschine.

Die in den Zeichnungen dargestellte Schweißmaschine weist einen Maschinenrahmen 12, einen unteren Schlitten 25» einen Schweißkopfschlitten 31» einen unteren Vorrichtungstisch 51* einen oberen Vorrichtungstisch 61 und einen Schleifscheibenschlitten 71 auf.

Der Maschinenrahmen 12 weist einen Sockel 13 und zwei Seitenwandungen 14 und 15 auf, die einen Oberbau 16 halten. Der Sockel 13 weist, eine Deekfläche 17 und eine Vorderfläche auf. Der Aufbau 16 weist eine Vorderfläche 19 auf, die in einer zur Ebene der Vorderfläche 18 des Sockels parallelen Ebene liegt.

Zur Vereinfachung der Beschreibung sei angenommen, daß

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die Schweißmaschine auf einem horizontalen Fundament ruhe und |

folglich die Deckfläche 17 des Maschinensockels 13 in einer %

horizontalen Ebene liege. \

Der untere Schlitten 25 ist am Sockel 13 in einer Rollenführung 26 geführt und ist in zur Vorderfläche 18 und zur Deckfläche 17 des Sockels 13 paralleler Richtung hin- und herschiebbar,

Der Schweißkopfschlitten 31 ist an der Deckfläche 27 des

unteren Schlittens 25 in einer Rollenführung 32 geführt und relativ zum unteren Schlitten 25 in einer normal zur Sockel-

j voruerfläche 18 und parallel zur Deckfläche 17 des Sockels 13

verlaufenden Richtung vor- und zurückschiebbar.

Der Schweißkopfschlitten 31 weist eine Deckfläche 33 und eine Vorderfläche 3¹I auf. Die Deckfläche 33 liegt in einer zur Sockeldeckfläche 17 parallelen Ebene und die Vorderfläche 3** ■ liegt in einer zur Sockeldeckfläche 17 normalen und zur Sockelvorderfläche 18 parallelen Ebene.

Die Deckfläche 33 des SchweißkopfSchlittens 31 weist eine Schwalbenschwanznut 35 auf, die längs der Deckfläche 33 in einer zur Sockelvorderfläche 18 normalen Richtung verläuft.

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Unter Zwischenschaltung iweier Zwisohenplatten, die mit den Bezugsziffern 37 und 38 beseichnet sind» ist an der Deckfläche 33 des SchweiÄkopfsohlittens «in Motorgetriebener

Die Deckfläche und die Unterfllohe der Zwisohenplatte 37 verlaufen jeweils parallel su der Sockeldeokflache 17« wob·! die Deckfläche der Zwischenplatt* 37 mit einer SohwalbensohwanB-nut 39 versehen ist, welche länge dieser DeckflCohe in einer parallel zur Soekelvorderfläche 18 verlaufenden Richtung verläuft. Die Unterfläche der Zwieohenplatte 37 weist einen vorspringenden Schwalbenschwanzkeil 40 auf, der längs der Unterfläche in einer zur vorderfläche ίο des sockeis normalen Richtung verläuft· Dieser Schwalbenschwanzkeil 10 greift verhältnismäßig spielfrei in die Schwalbenschwanznut 35 ein«

Ein in den Zeichnungen nicht dargestellter, handbetätigter Schraubenspindeltrieb dient zur Lageeinstellung der Zwischenplatte 37 relativ zur Deckfläche 33 des SchweißkopfSchlittens 31«

Die andere Zwischenplatte 33 weist eine Deckfläche und eine Unterfläche auf, welche beide jeweils parallel zur Sockeldeckfläche 17 verlaufen· Die Unterfläche der Zwischenplatte weist einen von ihr abstehenden Schwalbenschwanzkeil kl auf, der längs dieser Unterfläche in einer parallel zur Sockelvorder«

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fläohe 18 verlaufenden Richtung verläuft» Dieser Schwalbenschwanskeil 41 greift im wesentlichen spielfrei in die Sohwalbenschwansnut 39 <*«r Zwisohenplatte 37 «in·

Ein swelter handbetätigter Sohraubenspindeltrieb 42 dient sur Lageverstellung der Zwisehenplatte 38 relativ sur Deckflache der Zwischenplatte 37·

An der Deckfläch· der Zwisohenplatte 38 ist mittels Schrauben ein Schweißkopf 36 befestigt. Es ist also möglich, diesen Schweißkopf 36 durch entsprechende Bewegung 4er beiden Zwigchenplatten 37 und 38 sowohl parallel sur Schweiftkopf-

ecliiiten-Deckflache 33 als aueh parallel und ncraal sur Sockel· vordsrflache 18 su bewegen·

Ein motorgetriebener umlaufender Schweißkopf 36 ist mit einem Antriebsmotor 91 verbunden und hält eine Schweißelektrode 44, die an einem Ringkörper 45 befestigt ist und radial in das Innere dieses Ringkörpers hineinragt· Der Ringkörper wird von einem Lagergehäuse 46 gehalten und kann sieh um eine Achse drehen« die normal sur Sockeldeckfläche 17 verläuft· Der Ringkörper 45 ist mit einem Zahnkrans 47 ausgestattet, welcher sich längs seiner Umfangsflache erstreckt und in ein in den Zeichnungen nieht gezeigtes Untersetsungsgetriebe eingreift·

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Das genannte Untersetzungsgetriebe ist über ein Kardangelenk mit dem Antriebemotor 91 verbunden· Der Antriebsmotor 91 ist ein Elektromotor mit stufenlos regelbarer Drehzahl innerhalb eines bestimmten ürehzahlbereiöh«o,uer- für- die Umlauf bewegung der umlaufenden Schweißelektrode M4 maßgeblich ist.

Der Schweißkopf 36 weist in der Zeichnung nicht dargestellte Schleifbürsten zur Zuführung elektrischer Energie von einer abgelegenen Energiequelle zu dem Ringkörper und zur Schweißelektrode auf. Der Schweißkopf ist mit Ausnahme des Untersetzungsgetriebes aus elektrisch nicht leitendem Material hergestellt. Wenigstens ein Teil des Kardangelenkes 92 ist ebenfalls äuö elektrisch nicht leitendem Material hergestellt, so daß kein stromfluä vom untersetzungsgetriebe zum Antriebsmotor 91 möglich ist«

Der Schweißkopf 26 weist außerdem einen iu den Zeichnungen nicht gezeigten Kanal auf, über welchen eine äußere Argongasquelle mit radial verlaufenden Bohrungen 93 im Ringkörper verbunden ist, so daß Argongas in den die Schweißelektrode ¹Ul umgebenden Raum eingelassen werden kann.

Damit der Schweißkopf 36 zum Anschweißen eines Rohrstückes an einen Ringkörper benutzt werden kann, beispielsweise zum Anschweißen eines Rohrstückes an einen Kraftstoffverteiler-

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ring für Gasturbinentriebwerke, ist er aus zwei Schweißkopfteilen 48 und 49 (siehe Fig. 3) zusammengesetzt, die mittels Paßstiften 50 in genauer gegenseitiger Zuordnung haltbar sind und mittels an ihren Enden gelenkig angeordneter Spannschrauben 32 so zusammenspannbar sind, daß ihre einander zugewandten Anlageflächen eine gemeinsame Trennebene 81 bilden. Der Ringkörper 45 ist längs einer Sehne geteilt, wobei die beiden Ringkörperteile mit Hilfe der Schweißkopfteile 48 und 49 in gegenseitiger Anlage gehalten werden. Nach Lockern der Spannschrauben 82 und Herausschwenken derselben aus ihrer Zusammenwirkung mit dem Schweißkopfteil 48 können also dieser Schweißkopfteil und ein Teil des Ringkörpers abgenommen werden und ein ringförmiges Werkstück in den Ringkörper eingeführt werden. Der Schweißkopfteil 48 und der betreffende Ringkörperteil werden sodann wieder eingefügt und die Ringkonstruktion kann sodann in die am unteren Vorrichtungstiseh 51 angeordnete Einspannvorrichtung aufgenommen werden.

Der untere Vorrichtungstiseh 51 wird an der Vorderfläche des Schweißkopfschlittens 31 in einer Rollenführung 52 gehalten und ist relativ zum Schweißkopfschlitten 31 in einer normal zur Sockeldeckfläche 17 verlaufenden Ebene vertikal verschiebbar. Der untere Vorrichtungstiseh weist eine Deckfläche 53 auf, die in einer zur Sockeldeckfläche 17 parallelen Ebene verläuft und an der ein selbstzentrierendes Spannfutter befestigt ist, mittels

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welchem das zu verschweißende Vorschweiß-Rohrverbindungsstück 55 starr derart gehalten wird, daß seine mit dem betreffenden Rohrstück zu verschweißende Stirnfläche in einer zur Sockeldeckfläche 17 parallelen Ebene liegt. Anstelle des selbstzentrierenden Spannfutters 5¹* könnte auch eine Spannpatrone oder eine beliebige andere Einspannvorrichtung vorgesehen sein, die sicherstellt, daß das zu verschweißende Vorschweiß-Rohrverbindungsstück unverrückbar gehaltert wird.

Der untere Vorrichtungstisch 51 weist einen Anschlußstutzen 56 auf, über welchen ihm für den Schweißvorgang Argongas zugeführt werden kann, welches aus einem Gasschlauch 57 über das Vorschweiß-Rohrverbindungsstück 55 und von dort über Kanäle 58 und 59 in dem unteren Vorrichtungstisch 51 zu dem selbstzentrierenden Spannfutter 5¹* gelangt»

Die Höhe, auf welche der untere Vorrichtungstisch 51 und mit ihm das Vorschweiß-Rohrverbindungsstück 55 hochgeschoben

^v werden kann, ist mittels eines von Hand verstellbaren Anschlages einstellbar, welch letzterer fest an dem unteren Vorrichtungstisch 51 angeordnet ist und an einem Oberteil 83 des Schweißkopfschlittens 31 anechlägt.

Der obere Vorrichtungstisch 61 weist eine Platte 62 auf und ist an der Oberbauvorderfläche 19 in einer Rollenführung

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verschiebbar gelagert, so daß er relativ zur Oberbauvorderfläche 19 innerhalb einer zur Sockeldeckfläche 17 normalen Ebene bewegbar ist.

An der Platte 62 sind mittels Faßstiften 67 und Befestigungsschrauben 70 ein oder mehrere Einspannvorrichtungen 64 zur Einspannung eines Rohrstückes 68 befestigt« Die Befestigungsschrauben 70 sind in Gewindebohrungen 65 der Platte 62 eingeschraubt und die Paßstifte greifen in Paßbohrungen 69 der Platte ein. Die Gewindebohrungen 65 und die Paßbohrungen 69 sind jeweils abwechselnd zueinander in parallelen Reihen an der Platte 62 angeordnet·

Der obere Vorrichtungstisch 61 kann relativ zum Oberbau 16 mittels eines schwenkbar an der Seitenwandung 15 angeordneten Hebels 66 in dit jeweils gewünschte Stellung verschoben werden? Der Hebel 66 ist über eine Lenkeranordnung mit Gegengewicht mit dem oberen Vorrichtungstisch 61 derart verbunden, daß er in jeder gewünschten Stellung stehenbleibt.

Der Schleifscheibenschlitten 71 ist an dem unteren Schlitten 25 in einer Rollenführung 72 verschiebbar gelagert und kann relativ sum unteren Schlitten 25 in einer zur Vorder- fläoh· 18 des Sockels 13 normalen Ebene verschoben werden· Auf dem Schlitten 71 ist «ine Schleifscheibe 73 drehbar gelagert,

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deren Schleiffläche 7M in einer parallel zur Sockeldeckfläche 17 verlaufenden Ebene liegt. Die Schleifscheibe 73 kann mittels eines handbetätigbaren Schraubenspindeltriebes relativ zum Schleifscheibenschlitten 71 nach oben oder nach unten verschoben werden. Der Schleifscheibenschlitten hält außeraem einen luftbetriebenen Schleifscheibenantriebsmotor

Die Rollenführungen 26, 32, 52, Cj> und 72 haben praktisch kein Seitenspiel und gewährleisten infolgedessen die gewünschte Einstellungsgenauigkeit der verschiedenen Kauptteile der Maschine. Fig. 5 zeigt die Roiienführung 32 im Querschnitt»

Außerdem zeigt Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine Schlittenbremse 101, die am Schweißkopfschlitten 31 befestigt ist. Wird die Schlittenbremse betätigt, so wird der Schweißkopfschlitten 31 gegen jegliche weitere Verschiebung relativ zum Unterschlitten verriegelt, auf welch letzterem er durch die Rollenführung 32 geführt ist.

Die Schlittenbremse weist eine Zylinderkolbenanordnung und einen federbelasteten Bolzen 103 auf, welch letzterer mit einem Bolzenkopf 10Ί an der Kolbenstange 105 des Kolbens der Zylinderkclbenanordnung 102 anliegt.

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Die Zylinderkolbenanordnung weist ein Zylindergehäuse 106 auf, welches mittels Ansätzen 107 und Befestigungsschrauben an dem Schweißkopf schlitten 31 befestigt ist«, Das Zylindergehäuse 106 weist einen Anschlußstutzen 109 auf, über welchen
Druckmittel 2.US ein?" TVrunkTnifcfcel leitung 110 in das Innere des Zylindergehäuses 106 einlaßbar ist.

Am Unterende des Schaftes 112 des federbelasteten Bolzens ist ein Bremsbelag 113 befestigt. Der Bremsbelag 113 besteht aus einem Material mit großem Reibungskoeffizienten.

Der Bolzen 103 ist in einer abgesetzten Bohrung 114 des
Sockels des Schweißkopfschlittens 31 verschiebbar und die
Belastungsfeder 116. die als Schraubenfeder ausgebildet ist,
liegt einerseits ar. einem Ab sat 2? 115 dieser Bohrung und andererseits an dem Bolzenkopf 104 an. Die Belastungsfeder 116 drängt den Bolzenkopf 104 in ständige Anlage an der Kolbenstange IO5.

Zwecks Betätigung der Schlittenbremse wird ein Druckmittel, vorzugsweise Druckluft über den Zuführungsschlauch 110 in das Innere des Zylindergehäuses IO6 eingelassen, welches
den Kolben und folglich auch den Bolzen entgegen der Wirkung
der Belastungsfeder 116 und entgegen der Wirkung einer Kolbenbelastungsfeder 118 so weit verschiebt, bis der Bremsbelag 113

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die Oberfläche 119 einer Laufleiet· 120 der Rollenfflhrung 32 berührt, welche im unteren Schlitten 25 fest angeordnet ist*

In der Bohrung 11Ί ist eine Büchse 121 befestigt, innerhalb welcher der Bolzenschaft 112 mit Qleitaits gelagert ist· Ϊ l

In Bremsstellung hat also der Bolsen kein Radialspiel und

folglich ist auch die Stellungshaltung des SchweiAkopfschlittens 31 relativ sum unteren Schlitten 25 bei betttigter ( Schlittenbremse spielfrei. Zwecke Lösung der Sohlittenbreiwe wird die Druckluftzufuhr sum Zylindergehluse abgesperrt und die Belastungefedern 116 und 118 führen den Bolsen und den Kolben in ihre Ausgangsstellungen zurück, so daft nunmehr der Bremsbelag 113 die Oberfläche der Laufleiste 120 nicht mehr länger berührt_s

Der untere Schlitten 25, der obere Vorrichtungstisch 61 und der Schleifscheibenschlitten 71 sind jeweils mit Schlittenbremsen 101 ausgestattet, die eine Festlegung dieser Schlitten in jeder gewünschten Stellung relativ zu den sie jeweils haltenden anderen Maschinenteilen gestatten*

Zum Betrieb der vier Schlittenbremsen 101, des am Schleifscheibenschlitten befestigten Druckluft-Antriebsmotors 76, und eines den unteren Vorrichtungstisch 51 zusammen mit dem

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einstellbaren Ansohlag 60 anhebenden und absenkenden pneumatischen Servomotors dient von einer äußeren Druckluftquelle gelieferte Druckluft« Der Ansohlag 60 liegt an dem Oberteil 83 des Schweißkopfsohlittens an· Die vier Sehlittenbrnmtn, der untere Vorrichtungs tisch und der druckluft betriebene Antriebsmotor weisen jeweils Ansehlußstucssn auf, über welohe die von der äußeren Druckluftquelle gelieferte Druckluft eugeführt wird· In jedem Druckluft-Zuführungeweg ist jeweils ein Absperrventil angeordnet· Sechs solcher Absperrventile sind auf einem Armaturenbrett 121 angeordnet, welch letzteres in der aus Fig· 1 ersichtlichen Weise an der Vorderseite des Sockels 13 befestigt ist.

Nachstehend wird nunmehr die Folge der vorzunehmenden Tätigkeiten und Einstellungen der eben beschriebenen Maschine dargelegt, die erforderlich ist, ι Λη Rohrstück und ein Vorschweiß-Rohrverbindungastüek aneinanderstoßend in fester r\ gegenseitiger Zuordnung aufzunehmen und dann an der 3*oßstelle unter Verwendung einer umlaufenden Wolframelektrode unter Schutzgas umfangsmäßig zusammenzuschweißen· Es versteht sich von selbst, daß die Außendurohmesser und die Innendurchmesser der Stoßflächen des betreffenden Vorschweiß-Rohrverbindungsstückee und des damit zusammenzuschweißenden Rohrstückes jeweils im wesentlichen gleich groß sein müssen·

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mitlitt«.»

Zunächst arird das Rohrstück 68 in die Einspannvorrichtung 64 so eingesetzt, daß seine Stoßfläche 84 eben annähernd koaxial zu dem Ringkörper 45 liegt, vie Fig, 2 dies zeigt«

Sodann wird das Vorschweiß-Kohrverbindungäötüek 55 in das selbstzentrierende Spannfutter 54 eingesetzt und die Druckluftzufuhr zum Servoantrieb des unteren Vorrichtungstisches eingeschaltet, bis der von Hand einstellbare Anschlag an dem Oberteil 83 des SchweißkopfSchlittens 31 anliegt· Danach wird der Anschlag 60 so lange von Hand verstellt, bis die Stoßfläche 85 des Vorschweiß-Rohrverbindungsstückes 55 in einer Ebene mit der Umlaufeuere der Schweißelektrode 44 liegt. Diese Einstellung ist mit hinreichender Genauigkeit

M mit unbewaffneten; Auge vorzunehmen, da die Schweißelektrodenspitze 44 ohnehin sehr nahe am Außenumfang der Stoßfläche des Vorschweiß-Rohrverbindungestückes 55 liegt.

Nunmehr wird der Schweißkopf 36 so lange verstellt., bis das Vorschweiß-Rohrverbindungsstück 55 koaxial auf den Ringkörper 45 ausgerichtet ist· Diese Einstellung wird durch Betätigung des Schraubenspindeltrie^es vorgenommen, mittels welchen die beidenZwischenplatten 37 und 38 in ihren Schwalbenschwanzführungen jeweils relativ zum SchweißkopfSchlitten

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verschoben werden können. Die überwachung dieser Einstellung kann entweder mit dem unbewaffneten Auge oder mittels einer mit einer Strichplatte versehenen Einstellupe erfolgen·

Sodann wird der untere Schlitten 25 längs des Sockels so weit verschoben, bis die Schleiffläche 74 der Schleifscheibe 73 senkrecht unterhalb der Stoßfläche 8¹J des Rohrstückes 68 gelegen ist, wobei diese Verschiebung des Unterschlittens unter Bezug auf Fig. 1 eine solche nach links darstellt«, Anschließend wird der Unterschlitten durch Betätigung eines entsprechenden Steuerventils in dieser Stellung verriegelt.

Nunmehr wird der Schleifscheibenschlitten 71 mit Bezug auf Fig. 1 nach rückwärts verschoben und die Platte 62 mittels des Hebels 66 so weit abgelassen, bis die Stoßfläche 8M des RohrStückes 68 in einer Ebene liegt, die geringfügig oberhalb der Schleifflächenebene der Schleifscheibe 73 liegt. Danach wird die Platte 62 in dieser Stellung durch Betätigung «ines entsprechenden Steuerventils verriegelt. Anschließend wird der Schleifscheibenantriebsmotor eingeschaltet und der Schleifscheibenschlitten 71 von Hand in einer Richtung normal zur Vorderfläche 18 des Sockels hin- und herbewegt. Während dieser Hin- und Herbewegung des Schlittens 71 wird der Schraubenspindelantrieb 75 im Sinne einer Anhebung der Schleifscheibe

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um jeweils sehr kleine Vorschübe betätigt, bis die Schleifscheibe 74 die ganze Stoßfläche 84 des anzuschweißenden Rohrstückes berührt und an der Stoßfläche 84 des Rohrstückes eine Fläche schleift, die parallel zur Sockeldeckfläche 17 verläuft. Durch Loslassen des Spannhebels der Platte 62 wird diese nach oben verschoben und anschließend wird der untere Schlitten 25 nach Lösung seiner Verriegelung so lange verschoben, bis der Schweißkopfschlitten 31 senkrecht unterhalb der Stoßfläche 84 des Rohrstückes liegt.

Der nächste Schritt besteht in der koaxialen Ausrichtung der Stoßflächen des Rohrstückes 68 und des Vorschweiß-Rohrverbindungsstückes 55· Dies wird dadurch erreicht, daß die Platte 62 so weit nach unten verschoben wird, bis die Stoßfläche 84 des Rohrstückes die Oberfläche einer Stahlkugel berührt, welche in die Stoßflächenbohrung 85 des Vorschweiß-Rohrverbindungsstückes eingelegt ist. Sodann wird die Stellung des unteren Schlittens 25 und diejenige des Schweißkopfschlittens 31 und der Platte 62 so lange berichtigt, bis der Innenumfang der Bohrungen der beiden Stoßflächen jeweils an der Kugeloberfläche anliegt. Der Durchmesser der Stahlkugel ist zweckmäßig gleich dem Außendurchmesser der beiden miteinander zu verschweißenden Stoßflächen.

Der untere Schlitten 25 und der Schweißkopfschlitten 31

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werden sodann durch Betätigung der betreffenden Schaltventile in den nunmehr eingenommenen Stellungen verriegelt. Danach wird die Platte 62 nach oben verschoben, die Stahlkugel zwischen den beiden Stoßflächen herausgenommen und anschließend die Platte 62 wieder so weit nach unten verschoben, bis die beiden Stoßflächen 84 und 85 aneinander anliegen. Sodann wird die Platte 62 in ihrer nunmehrigen Stellung durch Betätigung des betreffenden Schaltventiles verriegelt.

An der Einspannvorrichtung 9'* sind mitteis Schwenkzapfen Schutzgasblenden 87, 88, 89 und 90 derart gelenkig angebracht, daß sie die DecV- und Unterflächen des Schweißkopfes 36 (siehe Fig. 4) berühren. Diese Schutzgasblenden werden nunmehr so verschenkt, daß ihre diesbezüglichen halbkreisförmigen Ausnehmungen an dem Rohrstück und an dem Vorschweiß-Rohrverbindungsstück anliegen und somit diese Sehutsgasblenden einen Hohlraum abschließen, der einerseits durch die Innenwandung des Schwöißkopfes 36 und andererseits durch die genannten Blenden umschlossen wird.

Auf einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Steuereinrichtung wird sodann ein bestimmter Schweißvorgang programmiert, der eine bestimmte Umlaufgeschwindigkeit der Schweißelektrode 44, eine bestimmte Stromstärke für die Schweißelektrode und eine Anzahl von Umläufen der Schweiß-

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elektrode während eines Schweißvorganges umfaßt.

Vor Beginn des eigentlichen Schweißvorganges betc.;igt die Steuereinrichtung ein in den Zeichnungen nicht dargestelltes Ventil, welches dem von einer äußeren Gasquelle zugeführten Argongas über den erwähnten Gaszuführungskanal im Schweißkopf 36 und die Bohrungen 93 im Ringkörper Zutritt zu dem den Stoß zwischen dem Rohrstück und dem Vorschweiß-Rohrverbindungsstück umgebenden Raum und über Rohre 57 und Kanäle und 59 zum Inneren des Rohrstückes und des damit ru verschweißenden Vorschweiß-Rohrverbindungsstückes gibt.

Das Argongas verdrängt Luft aus dem Inneren der herzustellenden Rohrschweißverbindung über das abgelegene offene Ende des Rohres 68 und aus dem genannten, durch die Schutzgasblenden abgeschlossenen Hohlraum und verhindert durch seinen Zutritt einen neuerlichen Lufteintritt in diese Räume.

Ist der Schweißvorgang beendet, so betätigt die Steuereinrichtung das Absperrventil für den Argongaszutritt im Sinne seiner Schließung.

Es versteht sich von selbst, daß das Argongas-Absperrventil bereits so frühzeitig vor Beginn des Schweißvorganges geöffnet werden muß, daß eine Ausspülung der in der Schweißzonü befind-

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lichen Luft sichergestellt ist, und daß es nicht eher geschlossen werden darf, als bis die Schweißzone eich so weit verfestigt hat, daß eine Verunreinigung des geschmolzenen Metalles im Bereich der Schweißzone durch eine chemische Reaktion mit Bestandteilen der umgebenden Lure vermieden wird. Anstelle von Argongas kann natürlich auch ein anderes inertes Gas Anwendung finden. Im Falle der Schweißung von rostfreiem Stahl hat sich beispielsweise ein Gemisch aus einem inerten Gas und Wasserstoff als brauchbar erwiesen.

Ist der Schweißvorgang beendet, so werden die Schutzgasblenden weggeschoben und die geschweißte Rohrverbindung wird aus ihrer Einspannung in dem selbstzentrierenden Spannfutter \ und der Einspannvorrichtung 64 herausgenommen·

Sollen weitere Schweißungen von Rohrstücken und Vorschweiß-Rohrverbindungsstücken identischer Abmessungen wiederholt werden, so kann ohne Neueinstellung der Maschine in der soeben beschriebenen Weise verfahren werden·

Sollen mit der Maschine Vorschweiß-Rohrverbindungsstücke und Rohrstücke miteinander verschweißt werden, die im wesentlichen ähnliche Abmessungen haben wie die in einem vorangegangenen Schweißvorgang verarbeiteten Teile, so braucht nur der Vorrichtungstisch 6l abwärts bewegt werden, ein neues

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Vorschweiß-Rohrverbindungsstück in das selbstzentrierende Spannfutter 54 eingelegt und in diesem eingespannt zu werden und der Vorrichtungstisch 51 wieder bis zum Anschlag des Anschlages 60 an dem Oberteil 83 des Schweißkopfschlittene nach oben bewegt zu werden* Danach *?ir4 das *us*hö?i«· roiupstück in die Einspannvorrichtung 64 eingesetzt und die Stoßfläche des Rohrstückes ebengeschliffen· Die Stoßflächen des Rohrstückes und des Vorschweiß-RohrverbindungsStückes werden sodann unter Verwendung der Stahlkugel koaxial aufein» ander ausgerichtet und dann zusammengestoßen, wonach ihre Stoßfläche automatisch in der Umlaufebene der Schweißelektrode liegt, ohne daß irgendwelche weitere Einstellungen vorgenommen zu werden brauchen.

Die beschriebene Schweißmaschine eignet sich zum Schweißen großer Serien gleicher Rohrstücke und Vorschweiß-RohrVerbindungsstücke und ergibt eine wesentliche Zeit- und Kostenersparnis bei großer Arbeitsgenauigkeit insbesondere auch dann, wenn die zu verarbeitenden Vorschweiß-RohrVerbindungsstücke keinen Zusatzmaterialansatz aufweisen«

Ein großer Vorteil der Maschine liegt darin, oaß eine vollständige gegenseitige Anlage der Stoßflächen des betreffenden Rohrstückes und des betreffenden Vorschweiß-Rohr-

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verbindungsstück·· sichergestellt wird, ohn· daß die gegenseitig· koaxiale Ausriehtung mittels «ines Zusatsmaterialapsatsw erswungen werden muft« Aber such bei der Verschweißung von VörschweiÄ-Rohrverbindungestücken mit Zusatsmaterialansatz

einen Vorteil insofern, als eine satte

gegenseitige Anlage der Stofflichen des Rohrstttckes und des Vorsohweiß*Rohrverbindungsstaokes sichergestellt wird, was bei den bisher üblichen Verfahren nicht der Fall war, da maß α wegen des Vorhandenseins des Zusatsa&te/'ialansatzee die Stoßstelle nicht einsehen kann· Auch war es bisher notwendig, beim Verschweißen eines Rohrstackes mit einem Vorsohweiß-Rohrverbindungsstüek mit Zusatsmaterialansats sunäohst dit» beiden Teile durch eine Heftsohweißung miteinander vorlaufig su ■ verbinden· bevor die SsfansssohseiftsAht als solche hergestellt

«erd·« könnt·* Diese Heftsohweieung wird bei Gebrauch der soeben beschriebenen Maschine eben. >i. 3 eingespart«

Claims (1)

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   Schutzansprüche

   1, Maschine zum Anschweißen von Vorschweiß-Rohrverbindungsstücken an Rohre, gekennzeichnet durch einen Maschinenrahmen (12), der eine Anzahl von relativ dazu bewegbaren Schlitten (25, 31, 51, 61, 71) hält, von welch letzteren mindestens einer (31) eine Schweißvorrichtung (36) trägt und die mit Mitteln (5¹*, 6A) zur Aufnahme und Halterung eines Torschweiß-Rohrverbindungsstückes (55) und eines Rohrstückes (68) in einer gewünschten gegenseitigen Lage versehen sind, derart, daß eine Endfläche (84) des Rohrstückes an der zugehörigen Endfläche (85) des zu dem Rohrstück koaxial gehaltenen Vorschweiß-Rohrverbindungsstückes anliegt und die Stoßebene mit Bezug auf die Schweißvorrichtung so liegt, daß beide Teile durch Betätigung der Schweißvorrichtung an der Stoßstelle mittels Umfangsstumpfschweißung miteinander verbindbar sind.

   2« Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißvorriohtung (36) eine umlaufende Schweißelektrode (44) aufweist und daß die Elektroden-Umlaufebene mit der Stoßebene (84, 85) der miteinander zu verschweißenden Teile (55, 68) zusammenfällt·

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   aufweist.

   3« Schweißmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (73) zur Bearbeitung der stoßseitigen Endfläche (84) des RohrStückes (68) vor dem Zusammenschweißen, derart, daß diese Endfläche nach der Bearbeitung zu der zugehörigen Endfläche (85) des Vorschweiß-Rohrverbindungsstückes (55) parallel verläuft.

   4. Schweißmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Bearbeitungseinrichtung eine Schleifscheibe (73)

   5· Schweißmaschine nach Anspruch 3 oder M, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Bearbeitungseinrichtung (73) auf einem (71) der relativ zum Maschinenrahmen (12) bewegbaren Schlitten (25, 31, 51, 61, 71) angeordnet ist.

   6- Schweißmaschine: nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Schlitten (25, 31, 31, 61, 71) eine Schlittenbremse (101) aufweist, mit deren Hilfe er in beliebiger Stellung relativ zum Maschinenrahmen (12) feststellbar ist.

   7· Schweißmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenrahmen (12) einen Sockel (13) aufweist, an welchem einer (25) der genannten

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   Schlitten (25, 31, 51, 61, 71) als Hauptschlitten geführt ist.

   8. Schweißmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, düib der näupfcsoiiiiitsfi (25) S=n ils Schvreißv^rT-iehtung (36) haltenden, als Kreuzschlitten angeordneten Schlitten (31) hält und daß diese Schweißvorrichtung einen Schweißkopf (36) mit umlaufender Schweißelektrode (M) und eine Einrichtung (37, 38) zur Verstellung des Schweißkopfes relativ zu diesem Schlitten in einer zum Rahmensockel (13) parallelen Ebene aufweist.

   9. Schweißmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schweißvorrichtung (36) haltende Schlitten (31) einen weiteren (5D der genannten Schlitten (25. 31, 51, 6l, 71) hält, der in einer sur Scckelebcne des Haupt-rahmen« (12) normalen Ebene in Richtung zum bzw. vom Schweißkopf (36) bewegbar ist, eine Einspannvorrichtung (5¹O für das anzuschweißende Vorschweiß-Rohrverbindungsstück (55) hält und mit einem verstellbaren Anschlag (60) versehen ist, der die Endfläche (85) des von ihm gehalterten Vorschweiß-Rohrverbindungsstückes (55) in einer Ebene mit der Schweißelektroden-Umlaufebene zu halten gestattet.

   10. Schweißmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß einer (6l) der genannten Schlitten (25, 31, 51, 61, 71), der die Einspannvorrichtung (64)

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   für das anzuschweißende Rohretück (68) hilt, vom Maschinen rahmen (12) gehalten wird und relativ dasu in einer iur Rahmensockelebene normalen Ebene bewegbar ist«

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