DE8424296U1 - Vorrichtung zum Aufbauen eines Werkstücks durch Auftragschweißen - Google Patents

Description

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T 4119 J.M. Voith GmbH Kennwort: "Aufbauschweißen"

Vorrichtung zum Aufbauen eines Werkstücks durch Auftragschweißen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbauen eines Werkstucks ausschließlich oder üOerwieyena durch Auftragschweißen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine solche Vorrichtung ist durch die US-Patentschrift 35 58 846 bekannt. Dort wird auf einem Drehtisch ein hohlzylinarisches Werkstück erzeugt. Dabei findet ein einstückiger Formschuh Verwendung, der die aufzubauende Werkstückwand von beiden Seiten mit zwei Backen umgreift. Dem Formschuh sind mehrere Schweißköpfe zum Auftragen von Schwaißzusatzwerkstoff zugeordnet. Während das aufzubauende Werkstück eine Drehbewegung ausführt, werden der Formschuh und die zugeordneten Schweißköpfe mit dem Wachsen des Werkstücks parallel zu dessen Längsachse bewegt. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist es lediglich möglich, regelmäßige Rotationskörper gleicher Wanddicke herzusteilen.

Außerdem ist aus der DE-Offenlegungsschrift 29 41 Ö49 ein Verfahren zur Herstellung von Konstruktionsteilen durch Elektro-Schlackeschweißen bekannt, bei dem eine mehrteilige Metallform an einen vorgeformten Werkstückteil angefügt und in der umfangsseitip geschlossenen Form ein Schmelzbad zur Ergänzung des

Werkstücks erzeugt wird. Da hierbei die Werkstückform durch die ^Ί Metallform vorgegeben ist, erfordert jede abweichende Werk- ' stückform eine andere Metallform.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Körper beliebiger Form durch |;' Auftragschweißen herstellbar sind.

Diese neue, bisher ungelöste Aufgabe wird durch das im Patentanspruch angegebene Merkmal gelöst.

Mit einer derartigen Vorrichtung können Werkstücke, die bisher nur durch Gießen, Schmieden, Schweißen aus Einzelteilen oder f durch formendes Spanen herzustellen waren, erzeugt werden, weil mit den Formschuhen Wände verschiedenster Form und Dicke gestaltet werden können. Die Vorrichtung ist besonders vorteilhaft anwendbar zum Herstellen von Werkstücken geometrisch komplizierter Form in geringen Stückzahlen. Da die Formschuhe die Konturen der aufzubauenden Werkstückwände vorgeben, ist eine \ hohe Formgenauigkeit erzielbar, die bei erhöhten Anforderungen gegebenenfalls noch ein Glätten der ODerfläche erforderlich macht. p

Ein rtusführungsDeispiel der Erfinaung wira nachstenend anhand § der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Aufbauen eines Werkstücks durch Auftragschweißen mittels eines rechnergesteuerten Schweißroboters, ^!i und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen vergrößert dargestellten, durch nebeneinanderliegende Schweißraupen aufgebauten Werkstückabschnitt in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 gesehen.

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Konstruktion, Arbeitspianung und Fertigung des in der unteren Hälfte der Fig. 1 dargestellten, im Aufbau befindlichen Werkstücks 1 wird ein CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing)-System 2 benutzt. Dabei erfolgt in einem ersten Arbeitsschritt die von einem Rechner 3 unterstützte Konstruktion des Werkstücks 1' an einem interaktiven Bildschirmgerät 4 unter Zuhilfenahme von in einem Speicher 5 enthaltener Geometriedaten. In einem zweiten Arbeitsschritt wird die rechnerunterstützte Arbeitsplanung des Werkstücks an einem gleichfalls interaktiven Bildschirmgerät 6 unter Einsatz von in einem zweiten Datenspeicher 7 gespeicherter Technologiewerte und Ar-Deitspläne durchgeführt. Die durch Konstruktion und Arbeitsplanung erarbeiteten Daten werden vom Rechner 3 in Form von NC-Steuerbefehlen an einen SchweißroDoter 8 und eine Trageinrichtung 9 für das Werkstück 1 weitergegeben.

Schweißroboter 8 ist mit einem Träger 10 für einen in Richtung des Doppelpfeils 11 pendelnd geführten Schweißkopf 12 versehen. Am Träger 10 sind bewegliche Arme 13 angeordnet, welche je einen Formschuh 14 bzw. 15 führen. Die Kühlung der Formschuhe 14 und 15 ist durch gestrichelt gezeicnnete Kühlwasserleitungen 16 angedeutet. Die Formschuhe 14 und 15 sind mit Hilfe aer Arme 13 in Richtung des Doppelpfeils II unabhängig voneinander bewegbar. Sie können auch geneigt, angehoben und aDgesenkt werden. Der Roboter 8 ist außerdem mit einer Einrichtung 17 für die Zufuhr von Schweißzusatzwerkstoff zum Schweißkopf 12 versehen.

Die Trageinrichtung 9 für das Werkstück 1 weist einen Kreuzführungstisch 18 sowie einen Rundtisch 19 auf. Nicht dargestellte Antriebe können den Kreuztisch Ib in zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen bewegen (Doppelpfeile 20), während der Rundtisch 19 eine Drehoewegung auszuführen vermag (Pfeil 21).

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Das in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellte Werkstück 1 wird ausschließlich durch Auftragschweißen hergestellt, d.h. es wird durch in einer Horizontalebene erfolgendes, mäanderförmiges Auftragen von Schweißraupe 22 neben Schweißraupe 23 aufgebaut (Fig. 2). Hierzu führt der Schweißkopf 12 pendelnde Bewegungen in Richtung des Doppelpfeils 11 aus. Der Hub der Pendelbewegung wird vom Rechner 3 im Hinblick auf die Breite der aufzubauenden Werkstückwand 24 vorgegeben. Die an beiden Seiten der aufzubauenden Werkstückwand 24 angeordneten gekühlten Formschuhe 14 LOd 15 begrenzen die vom Schweißkopf 12 erzeugte Schmelze und bewirken deren Erstarren innerhalb des zu erzeugenden Wandquerschnitts. Die vom Rechner 3 gesteuerte Zuordnung der Formschuhe 14 und 15 zur Trageinrichtung 9 bestimmt in Verbindung mit dem Hub des Schweißkopfes 12 die Aomessungen und die Kontur des aufzubauenden Wandquerschnitts. Um die Formgenauigkeit und die Oberflächengüte des Werkstücks 1 zu verbessern, können, wie in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien angedeutet, Formschuhe 15· verwendet werden, welche an die Kontur des zu erzeugenden Werkstückabschnitts besonders angepaßt sind. Am Umkehrpunkt der PendelDewegung des Schweißkopfs 12 führt der rechnergesteuerte Rundtisch 19 eine Drehbewegung aus, damit die nächste Schweißraupe neben die gerade erzeugte gelegt wira. Durch die Steuerung des Schweißroboters 8 und der Trageinr;chtung 9 ist sichergestellt, daß auf jeoe Flächeneinneit der zwischen den Formschuhen 14 und 15 waagerecht verlaufenden Werkstückwandfläche die gleiche Menge Schweißzusatzwerkstoff aufgetragen wird. Das Aufbauen des Werkstücks 1 erfolgt somit, abgesehen vom mäanderformigen Auftrag von Schweißraupen 22, 23 gemäß Fig. 2, in schraubenlinig aufeinanderfolgend aufgetragenen Schichten von Schweißzusatzwerkstoff.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können daher Werkstücke regelmäßiger und unregelmäßiger Form durch Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Trageinrichtung 9 mit Werkstück 1, dem Schweißkopf 12 sowie den voneinander unabhängig bewegbaren Formschuhen 14 und 15 erzeugt werden.

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Claims (1)

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   T 4119 J.M. Voith GmbH

   Kennwort: "Aufbauschweißen"

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   spruch

   Vorrichtung zum Aufbauen eines Werkstucks (1) ausschließlich oder vorwiegend durch Auftragschweißen, mit einer Trageinrichtung (9) für das Werkstück, wenigstens einem Schweißkopf (12) zum Auftragen des Schweißzusatzwerkstoffs, je einem an jeder Seite öeyr aufzubauenden Werkstuckwand (22) angeordneten, die entstehende Werkstückwand (22) begrenzenden, gekühlten Formschuh (14, 15) sowie mit einer Einrichtung (18, 19) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Trageinrichtung (9) mit Werkstück (1) einerseits und dem Schweißkopf (12) und den Formschuhen (14, 15) andererseits (Antrieb), dadurch gekennzeichnet, daß jeder Formschuh (14, 15) unabhängig vom anderen quer zur Werkstückrand (22) bewegoar ist.

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