DE8502277U1

DE8502277U1 - Schweißvorrichtung für ein zylindrisches Rohr

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Publication number: DE8502277U1
Application number: DE19858502277
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-01-29
Filing date: 1985-01-29
Publication date: 1985-05-02
Also published as: JPH0448548B2; JPS62501547A

Description

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Schweißvorrichtung für ein zylindrisches Rohr

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anbringen einer Umfangsschweißnaht an einem zylindrischen Rohr, die auf das Rohr aufsetzbar ist und mit einem Drehantrieb für eine Rotationsbewegung des Schweißwerkzeugs um die Rohrachse versehen ist.

In vielen Fällen müssen Umfangsschweißnähte an zylindrischen Rohren angebracht werden, um solche Rohre miteinander zu verschweißen. Dabei ist häufig der Raum, den man um das Rohr herum zur Verfügung hat, sehr begrenzt. Sollen z.B. Rohrpostleitungen verlegt werden, so will man diese Leitungen selbstverständlich, damit sie nicht unnötig viel Platz verschwenden, möglichst nahe an Decken oder Wänden anbringen; außerdem können mehrere Rohre nebeneinander angeordnet sein, so daß man sie möglichst nahe aneinander verlegen will. Aus diesem Grunde ist das Rohr für manuelles Schweißen nicht von allen Seiten zugänglich. Außerdem möchte man häufig die Ungenauigkeiten und Ungleichmäßigkeiten des von Hand durchgeführten Schweißens vermeiden und lieber automatische Vorrichtungen verwenden.

Aus diesem Grunde ist eine Vorrichtung bekannt, die ungefähr folgende Wirkungsweise hat. Ein Teil einer Vorrichtung wird am Rohr an der gewünschten Stelle festgeklemmt. Dieser Teil weist einen Motor auf, dessen größte Längserstreckung

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sich senkrecht vom Rohr wegerstreckt, damit man den Motor gleichzeitig als Handgriff verwenden kann. Der Motor treibt dann einen Zahnkranz an, der aus mehreren Teilen besteht und so um das Rohr herumgelegt wird, daß er dasselbe umschließt. Dieser Zahnkranz wird dann durch den Motor angetrieben; ein wiederum mit dem Zahnkranz verbundenes Schweißwerkzeucf führt so eine Umcifehuna um das Rohr aus, so daß die Umfangsschweißnaht angefertigt werden kann.

Der Nachteil dieser Vorrichtung ist einmal, daß sie kompliziert aufgebaut ist. Das öffnen des Zahnkranzes, um ihn um das Rohr herumzulegen, und das anschließende Schließen, um einen ununterbrochenen Zahnkranz zu erhalten, ist kompliziert. Schließlich benötigt auch der senkrecht vom Rohr abstehende Motor ziemlich viel Raum, ganz abgesehen davon, daß der Antrieb über den Zahnkranz Probleme bereiten kann, wenn der aus mehreren Teilen bestehende Zahnkranz nicht einwandfrei ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfacher aufgebaut ist, zuverlässiger arbeitet und weniger Platz beansprucht.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Vorrichtung zwei an derselben befestigte, in Umfangsrichtung in einem Abstand fest angeordnete drehbare Rollen und eine dritte schwenkbare, mit dem Antrieb verbundene Antriebsrolle aufweist, wobei in Querschnittsrichtung des Rohrs der Raum zwischen den Rollen und bei wenigstens teilweise weggeschwenkter Antriebsrolle eine seitliche

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Einführöffnung größere Abmessungen als das Rohr aufweisen,

Die Vorrichtung weist also in der Mitte einen Hohlraum auf, der ausreichend groß ist, um das Rohr aufzunehmen. Dieser Hohlraum wird an einer Seite von einer Einführöffnung begrenzt, deren Breite größer ist als der Durchmesser des einzuführenden Rohres, so daß das Rohr hier in den Hohlraum eingeführt werden kann. Gegenüber der Einführöffnung kommt das Rohr dabei mit zwei fest angeordneten drehbaren Rollen in Berührung. Anschließend wird dann die dritte Rolle gegen das Rohr geschwenkt, so daß sie am Rohr an drei Punkten von Rollen festgehalten wird. Die dritte Rolle ist mit dem Antrieb verbunden; wird derselbe betätigt, so rotiert die gesamte Vorrichtung um das feststehende Rohr, und die Schweißung kann durchgeführt werden.

Dabei kann die größte Längserstreckung des Motors, die normalerweise diejenige in Axialrichtung ist, parallel zum Rohr sein, da dann nämlich keine komplizierte Kraftübertragung notwendig ist, sondern die Antriebsrolle direkt auf die Antriebswelle des Motors gesetzt werden kann.

Damit sich die Schweißvorrichtung nicht verkantet, müssen die Rollen entsprechend lang sein. Zweckmäßigerweise sieht man aber vor, daß die Rollen als Rollenpaare ausgebildet sind, insbesondere die feststehenden Rollen. Ist dann die Antriebsrolle als Einzelrolle zwischen den beiden Rollen jedes Rollenpaares angeordnet, so erhält man eine stabile Lagerung der Vorrichtung.

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Vorteilhafterweise sind die Rollen kugelgelagert, um keine zu große Antriebsleistung zu benötigen. Auch die Antriebsrolle wird zweckmäßigerweise außerhalb des Motors noch kugelgelagert, damit keine seitliche Belastung der Antriebswelle des Motors auftritt, durch die der Motor beschädigt werden könnte.

Vorteilhafterweise ist das Schweißwerkzeug (der Schweißkopf) an sinem schwenkbaren Arm befestigt, da man so zu Kontrollzwecken, Einstellzwecken und dergleichen den Schweißkopf leicht vom Rohr wegschwenken kann. Ist der schwenkbare Arm dabei federbelastet, so wird das Schweißwerkzeug einerseits in einen gewünschten Abstand vom Werkstück gebracht, vermag aber doch auszuweichen, falls hier zum. Beispiel bei einem beschädigten Rohr ein " Vorsprung das Schweißwerkzeug berühren sollte. Durch entsprechende Wahl der Feder kann auch erreicht werden, daß der schwenkbare Arm nicht nur in der Arbeitsstellung in Richtung auf das Rohr federbelastet ist, sondern auch in der geöffneten Stellung in eine Öffnungsstellung, so daß bei weggeschwenktem Schweißwerkzeug dieses auch in dieser Lage bleibt.

Wenn der schwenkbare Arm auch um seine Längsachse drehbar ist, so ist die Vorrichtung leichter zu handhaben, insbesondere der Schweißkopf leichter zugänglich.

Verschiedenen Schweißbedingungen, verschieden großen Schweißköpfen oder einer möglichen Abnutzung des Schweißkopfes kann die Vorrichtung leichter angepaßt werden, wenn sie einen verstellbaren Anschlag für den Arm aufweist. Der Abstand des Schweißwerkzeuges vom Rohr kann dabei einmal dadurch geregelt werden, daß der schwenkbare

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Arm gegen einen Anschlag am Gestell der Schweißvorrichtung anliegt. Der verstellbare Anschlag kann aber auch am schwenkbaren Arm befestigt sein und während des Betriebes in Berührung mit dem Rohr sein.

Wenn das Schweißwerkzeug am Arm schwenkbar befestigt ist, so kann es auf unterschiedliche Winkel in bezug auf die Rohroberfläche eingestellt werden, damit zum Beispiel Rohrmuffen auf das Rohr geschweißt werden können.

Das Verschweißen der genannten Rohre findet zweckmäßigerweise durch Schutzgasschweißen statt. Ist dabei vorgesehen, daß die Strom- und Schutzgasleitung im Falle, wenn das Schweißwerkzeug schwenkbar am Arm befestigt ist, durch die Schwenkachse verlaufen, sind ihier keine zusätzlichen aufwendigen Leitungen erforderlich, durch die das Schwenken des Schweißwerkzeuges behindert würde.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie sehr wenig Platz benötigt. Erfindungsgemäß ist bei einer vorteilhaften Ausfuhrungsform vorgesehen, daß sie weniger als 6 cm vom Rohr absteht.

Es sollte noch bemerkt werden, daß die Vorrichtung für verschiedene Rohrdurchmesser verwendet werden kann, da die Antriebsrolle schwenkbar ist und so die Abstände zwischen den drei Rollen, die das Rohr berühren, innerhalb weiter Grenzen frei wählbar sind.

Sieht man noch vor, daß die Vorrichtung demontierbare Verlängerungsachsen mit daran drehbar gelagerten Zusatzrollen aufweist, so kann sie auch zum Heftschweißen noch nicht miteinander verbundener Rohre benutzt werden, so daß

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eine zusätzliche Vorrichtung zum Heftschweißen nicht erforderlich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

^Fi<3' ¹ eine Stirnansicht der erfindungsgemäßen

Vorrichtung, gesehen in Längsrichtung des Rohres;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung der

Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch den Schweißkopf

und dessen Befestigung entlang der Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 eine Detailansicht eines Anschlages für

den schwenkbaren Arm für den Serweißkopf, gesehen von derselben Seite wie bei Fig. 1; und

Fig· 5 in einer ähnlichen Ansicht wie Fig.

eine Vorrichtung mit aufgesetzten Zusatzrollen.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Rohr 1 dargestellt, das mit einer Schweißnaht 2 versehen werden soll.

Die Vorrichtung weist zwei plattenförmige ElemenL« 3 und auf, die das Rohr 1 teilweise umgreifen. Die beiden Platten 3 und 4 werden durch mehrere stangenförmige

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Elemente 5, 6, 7 und 8 in einem Abstand voneinander gehalten. Auf den stangenförmigen Elementen 7 und 8 sind Rollen angebracht, und zwar jeweils zwei Rollen in der Nähe der plattenförmigen Elemente 3 und 4. Auf dem stangenförmigen Element 7 sind Rollen 9 und 10, auf dem stangenförmigen Element Rollen 11 (nicht gezeigt) und 12 angebracht; diese Rollen sind kugelgelagert. Am stangenförmigen Element 5 ist mit Hilfe eines drehbaren Hebelarms 13 und eines daran angeordneten Lagers 14 eine Antriebsrolle r5 und ein damit verbundener Antriebsmotor 16 schwenkbar gelagert. Die Schwenkstellung kann dabei mit Hilfe eines Schraubenbolzens 17, der am Hebel 13 bei 19 schwenkbar befestigt ist, einer auf dem Schraubenbolzen 17 angeordneten Druckfeder 18 und einer Flügelmutter 20 eingestellt werden, wobei Schraubenbolzen 17, Feder 18 und Flügelmutter 20 mit einem an der Stange 6 befestigten Ansatz 21 zusammenwirken .

Wenn das Rohr 1 eingeführt werden soll, wird zunächst mit Hilfe der eben beschriebenen Schwenkeinrichtung die Antriebsrolle 15 nach unten weggeschwenkt. Nach Einführen des Rohres 1 wird dann die Rolle 15 wieder nach oben geschwenkt, bis die drei Rollen 10, 12 und 15 das Rohr an drei Punkten berühren, so daß dann die Vorrichtung durch Betätigung des Motors 16 um das Rohr herum in Rotation versetzt werden kann.

Die Schweißung wird dabei mit Hilfe des Schweißkopfes 21 ausgeführt, dem über einen Schlauch 22 Schutzgas und Schweißstrom zugeführt werden. Der Schweißkopf 21 ist dabei an einem Schweißarm 23 befestigt, der bei 24 schwenkbar so gelagert ist, daß er in Fig. 2 nach oben geschwenkt werden kann. Die Schwenkachse 24 ist dabei

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wiederum um eine zur Schwenkachse 24 senkrechte Drehachse 25 drehbar, die im plattenförmigen Element 3 gelagert ist, so daß der Schwenkarm in Fig. 2 nicht nur nach oben geklappt werden kann, sondern anschließend auch zum Betrachter hin, das heißt seitlich verschwenkt werden kann.

Durch eine Zugfeder 26, die am plattenförmigen Element und am Schweißarm 23 befestigt ist, wird der Schweißarm und damit das Schweißwerkzeug nach unten gezogen, das heißt in Richtung auf das Rohr zu. In der geöffneten Stellung wird dabei durch geeignete Wahl von Befestigungspunkten der Feder erreicht, daß d«r Schweißarm in der geöffneten Stellung verbleibt.

Wie dies in Fig. 3 im Detail gezeigt ist, besteht der Schwenkarm 23 aus zwei plattenförmigen Elementen 23a und 23b, zwischen denen der Schweißkopf 21 mit Hilfe einer Achse 27 schwenkbar gelagert ist; der Schweißkopf 21 kann dabei in einer gewünschten Schwenkstellung mit Hilfe einer Flügelmutter 28 festgezogen werden.

Auf der Schwenkachse 26 sitzt in Fig. 3 links neben dem Schweißkopf 21 noch ein die Schwenkachse 27 umschließendes Element 29, das links die Schwenkachse 27 dichtend umschließt, rechts davon aber einen Hohlraum aufweist, der um die Schwenkachse 27 herum verläuft und nach rechts hin mit geeigneten Mitteln gegen den Schweißkopf 21 abgedichtet ist. In den Hohlraum 30 des Elementes 29 wird über eine Rohrleitung 31 und eine entsprechende Bohrung 32 nun das Schutzgas in den Raum 30 eingeführt, von wo es durch eine Bohrung 33 in einen Kanal 34 in

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der Schwenkachse 27 in die Mittelbohrung 35 des Schweißkopfes gelangt, von wo es aus dem Schweißkopf an der Schweißstelle heraustreten kann. Die elektrische Verbindung des Schweißkopfes 21 mit der Stromquelle findet auf demselben Wege statt, indem die sich berührenden Elemente elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann der Schweißkopf in verschiedene Schwenkstellungen eingestellt warden, ohne daß dabei Schläuche oder elektrische Leitungen die Verschwenkbarkeit behindern.

Wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, braucht der untere Anschlag in der Arbeitsstellung des Schweißarmes nicht die Platte 4 zu sein; vielmehr kann für diesen Zweck eine Rändelschraube, Rändelmutter 35 oder dergleichen vorgesehen sein, so daß die Höhe des Schweißkopfes über dem zu schweißenden Rohr eingestellt werden kann.

Die Vorrichtung der Fig. 5 zeichnet sich gegenüber der bisher beschriebenen Ausführungsform dadurch aus, daß auf die stangenförmigen Elemente 7 und 8 noch Zusatzachsen zur Verlängerung dieser stangenförmigen Elemente aufgesteckt werden können. Von diesen Zusatzachsen ist die Zusatzachse 36 für das stangenförmige Element 7 in Fig. 5 gezeigt. Am Ende jeder dieser Zusatzachsen befindet sich eine zusätzliche Rolle, die ebenfalls kugelgelagert ist und von denen eine bei 37 gezeigt ist. Die Mantelfläche dieser Zusatzrollen fällt dabei mit der Verlängerung der Mantelflächen der Rollen an den entsprechenden stangenförmigen Elementen 7 bzw. 8 zusammen. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist die folgende.

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Wenn an einem bereits fertiggestellten Teil einer Rohranlage (durch das rechte Rohrstück 38 in der Figur dargestellt) ein weiteres Rohr 39 angesetzt werden soll, so muß zunächst eine Heftschweißung durchgeführt werden. Zu diesem Zweck wird die erfindungsgemäße Vorrichtung so am Ende des bereits fertiggestellten Teiles 38 der Rohrleitung befestigt, daß der Schweißkopf 21 sich im Bereich des Rohrendes 40 befindet, an dem das neue Rohr 39 anstoßen soll. Dabei wird die Anordnung so getroffen, daß die feststehenden Rollen sich unten befinden. In dieser Stellung wird dann durch Verschwenken und Anziehen der Rolle 15 die Vorrichtung am Rohrende befestigt. Dann werden die beiden Zusatzachsen für die stangenförmigen Elemente 7 und 8 aufgesetzt, so daß die beiden zusätzlichen Rollen, von denen in der Figur eine bei 37 gezeigt ist, eine solche Auflagefläche für das neue Rohr 39 bilden, daß die Rohre 38 und 39 ohne Absatz an der Trennstelle 40 ineinander übergehen. Hier kann dann unten eine Heftschweißung durchgeführt werden. Anschließend wird die Vorrichtung um 180° gedreht, so daß oben eine Heftschweißung durchgeführt werden kann. Bei der anschließenden Herstellung der geschlossenen Schweißnaht können dann die Zusatzachsen 36 wieder abgenommen werden, was auch notwendig ist, wenn in der Nähe von Rohrkrümmungen und dergleichen geschweißt werden soll.

Claims

1. Vorrichtung zum Anbringen einer Umfangsschweißnaht an einem zylindrischen Rohr, die auf das Rohr aufsetzbar ist und mit einem Drehantrieb für eine Rotationsbewegung des Schweißwerkzeugs um die Rohrachse versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei an der Vorrichtung befestigte, in Umfangsrichtung in einem Abstand fest angeordnete drehbare Rollen (10, 12) und eine dritte schwenkbare, mit dem Antrieb (16) verbundene Antriebsrolle (15) aufweist, wobei in Querschnittsrichtung des Rohrs (1) der Raum zwischen den Rollen (10, 12, 15) und bei wenigstens teilweise weggeschwenkter Antriebsrolle (15) eine seitliche Einführöffnung größere Abmessungen als das Rohr (1) aufweisen.

BANK: DRESDNER BANK. HAMBURG. 4jO3(M48 (BL2 200 80000) · fOSTqCHECK: HAMBURG 1476 07- 200 (BLZ 200 100 20) ■ TELEGRAMM: SPECHTZIES

··· · · · · · t Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 11430/85 - Seite 2

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fest angeordneten Rollen (10, 12) als Rollen-

_t paare (9, 10; 11, 12) ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (9 bis 12, 15) kugelgelagert sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißwerkzeug (21) an einem schwenkbaren Arm (23^x befestigt ist. if.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, \ daß der schwenkbare Arm (23) federbelastet (26) ist.

\

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn-

; zeichnet, daß der schwenkbare Arm (23) um seine

Längsachse (bei 25) drehbar ist.

·;

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekernzeichnet, daß sie einen verstellbaren Anschlag (35) für den Arm (23) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißwerkzeug

(21) am Arm (23) schwenkbar befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Strom- und Schutzgasleitung (31, 30, 33, 34, 35) durch die Schwenkachse (27) verlaufen.

,

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger als 6 cm vom Rohr (1) absteht.

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie demontierbare Verlängerungsachsen (36) mit daran drehbar gelagerten Zusatzrollen (37) aufweist.