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Vorrichtung zum Spannen von zu verschweißenden Stahlblechteilen für
Hohlkörper mit verengter Öffnung Bei der Herstellung von Milchkannen und anderen
aus Blech bestehenden Hohlkörpern mit gegenüber den durch Schweißen zu verbindenden
Kanten verengter öffnung bereitet das Anschweißen des Bodens an den fertig gezogenen
Blechmantel bisher erhebliche Schwierigkeiten, da sich das Blech beim Erhitzen leicht
verzieht und verwirft und man keine Möglichkeit hat, es daran zu hindern.
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Es sind zwar bereits Vorrichtungen zum Spannen von Rohren beim Zusammenschweißen
bekannt, die aus einem durch mehrere Segmente gebildeten Ring bestehen, der durch
einen an einem Hebel angeordneten Keil spreizhar ist, jedoch lassen sich diese Vorrichtungen
nicht zum Spannen der durch Schweißen zu verbindenden Teile von Hohlkörpern mit
gegenüber der Verbindungsstelle erheblich verengter öffnung verwenden, da sie nur
in geringen Grenzen spreiz- und zusammendrückbar sind. Dagegen gibt es bisher keine
Spannvorrichtung, die sich durch die eingezogene und daher verhältnismäßig kleine
Deckelöffnung von Milchkannen einführen läßt, dabei aber doch ein schnelles und
sicheres Spannen der zu verbindenden Teile ermöglicht. Um wenigstens einigermaßen
brauchbare Schweißnähte zu erzielen, ist man daher gezwungen, den Boden zunächst
an mehreren Stellen an den Mantel anzuheften und dann die fortlaufende Schweißnaht
herzustellen. Aber auch dann sind die Schweißnähte häufig undicht und sehen fast
immer unsauber aus, da die Kanten der zusammengeschweißten Teile nicht überall stumpf
voreinanderliegen:
Zur Behebung ,.dieses Übelstandes hat man daher Milchkannen bereits in der Weise
hergestellt, daß man den Boden unter Verwendung einer geeigneten Spannvorrichtung
an den noch zylindrischen Mantel anschweißte und erst nach dem Zusammenschweißen
das Einziehen des Kannenhalses vornahm. Dieses Verfahren ist jedoch gleichfalls
mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Zunächst ist es bei dieser Herstellungsweise
sehr schwierig, den genauen Rauminhalt der Kannen zu bestimmen, und ferner muß das
Einziehen des Halses auf kaltem Wege geschehen; was wiederum die Verarbeitung besserer
und damit teuerer Blechsorten voraussetzt. Trotz der Verwendung bester Werkstoffe
entsteht hierbei verhältnismäßig viel Ausschuß und außerdem erfordert diese Bearbeitung
viel Zeit.
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Alle diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt.
Der Erfindungsgedanke besteht im wesentlichen darin, am Ende eines durch die verengte
Öffnung in den Hohlkörper einfuhrbaren Schaftes mehrere an der äußeren Stirnseite
mit Spannschuhen od. dgl. versehene Hebel abwechselnd in entgegengesetzter Richtung
schwenkbar anzuordnen und sie durch Zug- und Schubstangen od. dgl. mit einem auf
dem Schaft axial verschiebbar gelagerten, dem verengten Ende des Hohlkörpers als
Führung und Anschlag dienenden Gleitstück derart zu kuppeln, daß die Hebel in der
einen Endlage des Gleitstückes parallel oder nahezu parallel zum Schaft liegen und
auf möglichst kleinem Raum um den Mittelpunkt zusammengedrängt sind, während beim
axialen Verschieben des Gleitstückes auf dem Schaft sämtliche Hebel so weit geschwenkt
werden, daß sie radial und rechtwinklig zum Schaft liegen und die an ihrer äußeren
Stirnseite vorgesehenen Spannschuhe einen geschlossenen Ring bilden, der mittels
eines zwischen die dem Mittelpunkt zugekehrten Stirnflächen der Hebel eindrückbaren
Kegels spreizbar ist. Die so ausgebildete Spannvorrichtung ermöglicht ein schnelles
und sicheres Aufspannen der durch Schweißen zu verbindenden Teile und verhindert
wirksam ein Ausweichen des Werkstoffes an der Schweißnaht, die jetzt ohne vorheriges
Zusammenheften der Teile hergestellt werden kann und dabei stets sauber und dicht
wird. Nach dem Zusammenschweißen kann der fertige Behälter ohne weiteres von der
Spannvorrichtung abgezogen werden, da sich die Spannhebel beim Abziehen des Behälters
wieder zusammenlegen und durch die verengte Öffnung hindurchführen lassen.
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Damit die mit den Spannschuhen versehenen Hebel abwechselnd in entgegengesetzter
Richtung herumschwenken, greifen die mit dem auf dem Schaft verschiebbaren Gleitstück
verbundenen Zug-und Schubstangen erfindungsgemäß abwechselnd innerhalb und außerhalb
de$ Schwenkpunktes an den Hebeln an.
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Damit die zu verbindenden Teile an der Schweißnaht dicht aneinanderliegen
und das Ganze während des Schweißvorganges leicht gedreht werden kann, wird der
Boden in einem Teller gelagert, der in einem aufklappbaren Rahmen od. dgl. drehbar
angeordnet ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch die in der Klemmlage befindliche Vorrichtung
mit aufgespannter Milchkanne, Abb. 2 die Vorrichtung nach Abb. i in der Ruhelage,
Abb. 3 eine Ansicht gegen die äußere Stirnfläche der in der Klemmlage befindlichen
Spannvorrichtung nach Abb. i und 2.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind am Ende des aus einem
Rohr bestehenden Schaftes a zwölf Gabeln b befestigt, in denen je ein Hebel c schwenkbar
gelagert ist. Die Hebel c tragen an ihrem äußeren Ende segmentförmige Spannschuhe
d, die in der Klemmlage zusammen einen geschlossenen Ring bilden, der die Auflage-und
Spannfläche für die zu verbindenden Teile, in diesem Falle also für den Kannenmantel
i und den Boden 2 einer Milchkanne darstellt. Je nach Art des angewandten Schweißverfahrens
(Autogenschweißung, Elektroschweißung od. dgl.) werden diese Spannschuhe d aus einem
geeigneten Metall, wie z. B. Kupfer, Stahl od. dgl., oder aus Isoliermaterial hergestellt.
Um eine Überleitung der Wärme von den Spannschuhen d auf die Hebel c und die übrigen
Teile der Spannvorrichtung möglichst zu verhindern, sind die Schuhe d durch Anordnung
von Zwischenlagen e aus wärmeisolierendem Material von den übrigen Metallteilen
getrennt. Ferner sind die Spannschuhe d an ihrer Außenseite vorteilhaft mit einer
Nut f versehen, die unterhalb der Stoßfuge 3 liegt, an welcher die Schweißnaht erzeugt
wird. Die Hebel c sind durch Zug- und Schubstangen g, welche abwechselnd innerhalb
und außerhalb des Schwenkpunktes an den Hebeln c angreifen, mit einem auf dem Rohrschaft
a axial verschiebbar angeordneten Gleitstück h gekuppelt, das in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel die Form einer Manschette besitzt und dem eingezogenen Kannenhals
4 als Führung und Anschlag dient. Um die Länge der Spannvorrichtung den zu spannenden
Teilen genau anpassen zu können, sind die Zug- und Schubstangen g unterteilt und
die einander zugekehrten Enden durch an sich bekannte Spannschlösser i miteinander
verbunden. Ferner werden die Stangen g in Schlitzen eines auf dem Schaft a angeordneten
Flansches j geführt.
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Schiebt man den Mantel einer Kanne mit dem eingezogenen Hals 4 voran
über die in der Ruhelage (Abb. 2) befindliche Vorrichtung bis auf die Manschette
h bzw. gegen deren als Anschlag dienende Außenkante und bewegt dann das Ganze noch
weiter in derselben Richtung, so wird die Manschette h auf dem Schaft
a verschoben und damit die Schwenkung der Hebel c aus der Ruhelage in die
Klemmlage (Abb. i) bewirkt. Nun kann der Boden 2 auf die einen Ring bildenden Spannschuhe
d gesetzt und durch einen in dem aufklappbaren
Bügel k eines Rahmens
m drehbar gelagerten Teller n in dieser Lage festgehalten werden. Die Spannschuhe
d liegen dabei mit ihrer Nut f unterhalb der Stoßfuge 3, ohne jedoch
die durch Schweißen zu verbindenden Teile i und a festzuspannen. Diese Spannung
wird erst bewirkt durch einen Spreizkegel o, der am Ende einer in dem Rohrschaft
a gelagerten Stange p sitzt und durch einen an dem Rahmen m angeordneten Klemmhebel
q zwischen die dem Mittelpunkt zugekehrten und zweckmäßig der Form des Kegels o
entsprechend abgeschrägten Enden der Hebel c gedrückt wird. Bei dieser axialen Verschiebung
der Stange p wird gleichzeitig die Manschette h fest gegen das umgebördelte Ende
des Kannenhalses 4 gedrückt, da die Stange p durch einen Bolzen r starr mit
einem auf dem Rohrschaft a gelagerten Ring s verbunden ist, der gegen eine in der
Manschette gelagerte, aus federndem Flachmaterial bestehende Schraubenfeder t stößt.
Diese Schraubenfeder t hat den Zweck, bei geringen Unterschieden in der Länge des
Kannenmantels stets ein sicheres und festes Spannen zu gewährleisten.
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Zur Begrenzung der Verschiebbarkeit der Manschette h kann auf dem
Schaft a noch ein Anschlag u vorgesehen werden. Ferner ist es vorteilhaft,
auf den Stangen g, und zwar zwischen den Spannmuttern i und dem Flansch
j Schraubenfedern w anzuordnen, die bewirken, daß die Spannvorrichtung beim
Abziehen der Kanne selbsttätig in die Ruhelage zurückbewegt wird.
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Die den Spreizkegel o tragende Stangep ist ebenso wie der Rohrschaft
a drehbar im Rahmen roh gelagert, so daß sich die aufgespannte Kanne beim
Schweißvorgang leicht im Rahmen m drehen läßt, was für die Güte und Gleichmäßigkeit
der Schweißnaht von Bedeutung ist. Der Klemmhebel q wird durch einen Kniehebel x
od. dgl. in der Klemmlage festgestellt, während der den Teller n tragende Bügel
k durch einen Überwurf y gesichert ist.
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Damit die Hebel c beim Eindrücken des Spreizkegels o sich radial nach
außen bewegen können, werden die Gabeln b zweckmäßig so lang ausgebildet, daß sie
eine gewisse Federwirkung haben. Es ist jedoch auch möglich, in den Hebeln c Schlitze
für die Lagerzapfen z vorzusehen, so daß sich die Hebel c auf den Zapfen z in gewissen
Grenzen verschieben lassen.
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Das Anwendungsgebiet des Erfindungsgegenstandes ist naturgemäß nicht
auf Milchkannen beschränkt. Die neue Spannvorrichtung kann vielmehr überall dort
mit Vorteil Verwendung finden. wo Teile von Hohlkörpern mit gegenüber der Verbindungsstelle
verengter öffnung durch Schweißen verbunden werden sollen. Auch ist es ohne weitere
möglich, die Vorrichtung so auszubilden, daß Hohlkörper mit ovalem oder mehreckigem
Querschnitt gespannt werden können.