DE944915C

DE944915C - Vorrichtung zum Herstellen tulpenfoermiger Schweissnaehte fuer Rohrloecher in gewoelbten Blechen

Info

Publication number: DE944915C
Application number: DEM22271A
Authority: DE
Inventors: Rudi Nass; Gotthilf Wuerschum
Original assignee: Maschinenfabrik Esslingen AG
Current assignee: Maschinenfabrik Esslingen AG
Priority date: 1954-03-11
Filing date: 1954-03-11
Publication date: 1956-06-28

Description

Vorrichtung zum Herstellen tulpenförmiger Schweißnähte für Rohrlöcher in gewölbten Blechen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit deren Hilfe aus gewölbten Flächen, also beispielsweise runden Sammlern, Kesselschüssen u. dgl., Löcher zum Ansetzen von Rohren, z. B. Abzweigrohren, Damgfdomem od. dgl., ausgestochen und unmittelbar daran anschließend in einem Arbeitsgang mit einer sogenannten Tulpennaht zum Einschweißen versehen werden können.
Das Einschweißen von Rohren in runde Körper geschieht entweder in Form einer Tulpennaht oder in Form einer V-Naht. Letzterer gegenüber hat die Tulpennaht den Vorteil, daß sie in der Wurzellage besser durchgeschweißt werden kann, da bei der V-Naht die Elektrode nur schwierig in den spitzen Winkel gebracht werden kann. Ferner ist der Üffnungswinkel bei der Tulpennaht kleiner als bei der V-Naht; es muß daher in der Naht nicht so viel Schweißgut eingebracht werden wie bei letzterer, was eine Ersparnis an Zeit und an Elektroden zur Folge hat. Die Decklage, die in der Regel als Kehlnaht ausgebildet wird,. gestaltet sich bei der Tulpennaht schmäler als bei der V-Naht, wodurch der Einfluß der Wärme geringer wird und die Spannungen kleiner bleiben. . Das Herstellen von Tulpennähten in. Körpern mit ebenen Flächen, z. B. an Vierkantrohren, ebenen Rohrwänden @u. dgl., ist einfach und erfolgt meistens maschinell mit Hilfe von Spezialfräsern auf den üblichen Drehbänken oder Bohrmaschinen. Bei gewölbten Flächen, z. B--Sammlern u. dgl., stößt dagegen die Herstellung einer Tulpennaht zum Einschweißen von Rohren auf Schwierigkeiten, weil in diesem Fall erhebliche Nacharbeiten durch Schleifen .oder Meißeln notwendig sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß infolge der Krümmung der zu verarbeitenden Rohrbleche die Wurzel der Tulpennaht bei den bisher gebräuchlichen Arbeitsverfahren ungleich dick wurde und deshalb das Durchschweißen nicht gleichmäßig erfolgenkonnte, was wiederum eine ungleichförmige Wärme- und Spannungsverteilung zur Folge hatte.
Demgegenüber läßt sich bei der neuen Vorrichtung in einem Arbeitsgang auch in gewölbten Flächen eine Tulpennaht herstellen, die in der Wurzel über den ganzen Umfang gleichmäßig dick ist und die gleichen Bedingungen erfüllt wie eine Tulpennaht in ebenen Flächen. Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus einem Fräser, dessen Welle mittels einer Kurvenführung in Anpassung an die Wölbung der zu bearbeitenden Fläche, also beispielsweise einer Zylinderkesselwand od. dgl., derart bewegt wird, daß die Eindringtiefe in das gewölbte Blech an jeder Stelle des Lochrandes gleich groß ist. Zur Führung dient erfindungsgemäß eine in mehreren Ebenen gewölbte, unverdrehbar und unverschieblich mit der Frässpindel verbundene Kurvenscheibe, die vorzugsweise auswechselbar auf der Welle angeordnet ist und durch Abrollen an ortsfest angeordneten Rollen axial hin- und herbewegt wird. Zweckmäßig werden diese Rollen in Gestalt zweier diametral gegenüberliegender Rollenpaare in einer zur Achse der Frässpindel senkrechten Ebene verschiebbar angeordnet, so daß die Kurvenscheibe außer Wirkung gebracht und dädurch.der Fräser auch für normale Fräs- und Bohrarbeiten verwendbar gemacht werden kann.
Durch Auswechslung von Fräisern mit gleichem Morsekegel, aber verschieden großen D'ürdhmessern kann die Vorrichtung für die Hezstellung von Tulpennähten für verischiedene Wölbungen und Anwenidung zwecke verwendet werden.
Die Herst:ollung von beliebig geformten Körpern im Nachforrnverfahren tmttdls Parallelverschiebung ist an sich. bekannt Bekannt Ist ferner die Verwendung von Kurvenscheiben und Führungsrollen zum Zwecke der Erzielung einer bestimmten Bewegung von Werkstücken oder Werkzeugen. Die Herstellung von Tu'lpennahüen an gewölbten Flächen Ist aber an keiner der bisher bekannten Maschinen: und Vorrichtungen. dieser Art -möglich gewiesen, weil damiit in keinem Felle die Aufrecht erhaltung einer gleichmäßigen Weedstä,rke in der Wurzel der Naht erzielt werden konnte.
Einige weitere Merkmale einer Tulpennahtfräsvorrichtung nach der Erfindung sind :nachstehend an Harald -der Zeichnung noch näher erläutert, in welcher in rein schematischer D@arstol'lung Fig. i eine Stirnansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zeigt, mit Teilschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig.2 eine Seitenansicht mit Todschnitt nach der Linie III-III in Fig. 3,-Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. i, Fig. ¢ in größerem Maßstäbe einen Teilschnitt wie in Fig. i.
Die Vorrichtung besteht aus einem geischweiB-ten Unbemkasten a, den man:- beiispielsnveiise auf einen Bohrmuaschinon- oder Bohrwerkskiseh aufspannen kann, und einem geschweißten Oberkasten b, der zur Aufhahme der beweglichen Teeile dient. Auf einer .Keidwedlenbüchse c sitzt ein Morsekonus d, der in. die @pi.ndel der Antriebsmaschine gesteckt werden kann. In der Keilwellenbüchse c ruht eine verzahnte Keilwelle e, die eine auswechseIbare Kurvenscheibe f xnit zwei. zur Sicherung gegen Verschieben der Scheibe in Längts- und Drehrichtung dienenden Spann- und Einlegekeilen g; -h aufnimmt. In date Keilwelle e ist der Hohlfräser i mit Fräskopf und kegeligem Dorn, zum Ausstechen der Rohrlöcher und zum Fräsen der Tulpennaht gesteckt, wobei der Fräskopf mit einem Gewinde in den kege Ligen Dorheingesch raubt und für den jeweils gewünschten Rohrlochduzchrnesser gearbeitet ist.
Die Kurvenscheibe f maß so berechnet und hergestellt sein, daß sie denn Innendurchmesser des gewölbten Blecheis und dem zu bohrenden Rohxlochdurchnnesser entspricht, woraus sich eine Raumkurve ergibt. Die Berechnung der Kurvenscheibe erfolgt nach. der hierfür bekannten Formel: Hierin bedeuten r Rohrradius am Tulpengrund, a Lochraidius, y Höhe der Kurve von der Bezugslinise aus gemessen, a Winkel bei den betreffenden y-Werten.
Die Kurvenscheibe läuft' zwischen zwei linken und zwei rechten feststehenden. Rollen: k mit Hatterüng Z ab. Da sowohl die Kurvenscheibe f als auch der Hohlfräser i mit oder Keilwelle e fest verbunden sind, wird beine Fräsetn die kurvenförmige Bewegung der Kurvenscheibe f auf den Hohlfräser i übertragen., der dann, am vorgebohrten Loch im runden Blech eine gleichmäßig tiefe Tulpe fräst. Mittels. der Keiilwellenverzahnung kann die Hin- und Herbewegung, die beim Abrollen der Kurvenscheibe entsteht, -aufgenommen werden.
'Wie bereits eingangs. erwähnt, dient der Fräsapp.arat auch zum Ausstechen der Rohrlöcher. Dabei Ist es nicht notwendig, daß der Främer nh der Kurvenscheibe läuft. Die feststehenden: Robtenk und die Halterung l sind deshalb bewoglIch auf einer Welle m mit Handrad n gelagert. Wird das Handrad n gedreht; so bewegen sich die faststehenden Rollen k aus dem Bereich der Kurvenscheibe f, die dann außer Betrieb gegeizt wird, so daß dier Fräser im normalen. Runddaurf nur dass Rohrloch aussticht- Der Fräser wird dann mit denn Vorschub -der Antriebsmaschine transportiert. Durch Drehen der beweglichen Teile um 9o° kann der Tulpennahtfräsapparat sowohl an Horizontas- als auch an Vertikal-Bohrwerken bzw. Bohrmaschinen angeschlossen. werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Herstellen tulpenförmiger Schweißnähte für Rohrlöcher in gewölbten Flächen, gekennzeichnet durch einen Fräser (i), dessen Welle mittels einer Kurvenführung (f) in Anpassung an die Wölbung ides zu bearbeitenden Rohres nach Art einer an sich bekannten Parallelführung bestätigt wird, wobei die Krümmung der in mehreren Ebenen gewölbten und mit der Frässpindel starr verbundenen Raumkurvenacheibe (f) dem Innendurchmesser des gewölbten Blieches und dien zu bohrenden Rohrlochdurchmesser entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (f) auswechselbar auf der Fräswelle sitzt uni, durch Abrollen zwischen zwei diametral gegenüberliegenden, an sieh bekannten Roilenp,aaren (k) zugleich. mit der mit Keilvorsprüngen in. einer auf der Antrielxswel.le aufgekeilten, genuteten Hülse (e) befestigten Fräswelle axial verschoben wird.
3. Vorrichtung nach dem Ansprüchen i und 2, ,dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (k) der Kurvenscheibe (f) in einer zur Spindel.achse senkrechten Ebene verschiebbar sind derart, daß die Kurvenscheibe dadurch außer Wirkung gebracht werden kann:-
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bi's 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fräser mit Klemmkonus, aber verschieden großen Durchmesisern vorgesehen sind., die nach 'Be:-darf in die konische Aussparung der Fräswelde eingesetzt werden können.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen z bis 4, ,dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auf einem Unterkasten (a) befestigt ist, der auf eineue Bohrmaschinen- oder Bohrwverkstisch aufgespannt werden kann. Angezogene Druckschriften.: Dr.-Ing. W. H. Gros, »Die geometrischen Verhältnisse bei der Hersteliliung unregelmäßiger Flächen«, Springer Verlag, 1953, S.30 u. 31; deutsche Paten:ts,chriften Nr. 7 15 780, 724 787, 826 399, 853 542.