DE969360C - Maschine zur Ausfuehrung von Langnahtschweissungen an Schlitzrohren und aehnlichen Hohlkoerpern - Google Patents

Description

• Maschine zur Ausführung von Langnahtschweißungen an Schlitzrohren und ähnlichen Hohlkörpern Es ist bekannt, Rohre aus gebogenen Blechen, sogenannte Schlitzrohre, durch Verschweißen der zusammengebogenen Blechränder mittels der gleichfalls bekannten automatischen elektrischen Schmelzschweißung herzustellen. Die Verschweißung geschieht dabei vorteilhaft unter Benutzung von Schweißautomaten, bei denen dann in der Regel die Schweißelektrode senkrecht von oben, und zwar von der Außenseite des Werkstücks her, der Schweißnaht zugeführt wird und diese verschweißt. Um dabei ein Durchfließen des an der Schweißstelle erschmolzenen Schweißmaterials nach der Innenseite des Werkstücks zu verhindern, wird hier meist eine Kupferschiene oder ein ähnliches Hilfsgerät von unten her gegen die Naht angedrückt und diese zugehalten.
• Trotz ihrer Vorzüge hat die vorerwähnte bekannte Schweißmethode aber verschiedene teils erhebliche Nachteile, die einerseits die saubere und hochwertige Ausführung der Schweißarbeit erschweren und andererseits die dabei benötigte Schweißvorrichtung nur in beschränktem Umfang verwenden lassen. Bei zu geringer Stromstärke z. B. erfolgt keine einwandfreie Durchschweißung der unteren Blechränder, während bei zu großer Stromstärke leicht Eisen oder Schlacke zwischen Kupferschiene und Werkstück fließen und so wurzelseitig Bindungsfehler und Schlackeneinschlüsse im Nahtgefüge verursacht werden können; es kann sogar im letzteren Fall ein Festschmoren der Kupferschiene mit dem Werkstück eintreten.
• Da eine genaue Regulierung der erforderlichen Stromstärke im Hinblick auf unvermeidbare Schwankungen in dem benutzten Stromnetz schwierig, wenn nicht überhaupt unmöglich ist, so ist die Erzeugung eines homogenen Nahtgefüges der Schweißnähte bei Benutzung der vorerwähnten Schweißmethode und der dabei üblichen Geräte oft mehr als fraglich und erfordert zudem sehr erfahrene Arbeiter. Um wirklich einwandfreie Schweißnähte herzustellen, ist es erforderlich, die Wurzelseite der Schweißnähte auszukreuzen oder autogen auszubrennen, bis alleFehlstellen beseitigt sind, und dann die erzeugte Nut durch Nachschweißen sauber auszufüllen. Dieses übliche Verfahren ist aber recht zeitraubend, umständlich und kostspielig und vor allem bei Rohren und Hohlkörpern kleiner lichter Weiten und großer Längen überhaupt nicht anwendbar, da die für diese Schweißmethode bisher gebräuchlichen Schweißapparaturen in der Regel nur für Außenschweißungen und nur in ganz seltenen Ausnahmefällen bei Hohlkörpern mit sehr großem Innendurchmesser, der ein Einfahren der gesamten meist fest zusammengebauten Schweißapparatur in das Werkstück gestatten würde, auch für Innenschweißungen verwendbar sind. Es ist bei Verwendung derartiger bekannter Schweißapparaturen auch schon bekannt, Längs- und Gürtelnähte an Hohlkörpern von innen mechanisch zu verschweißen und damit bekannte Mittel für die äußere Schweißung derartiger Nähte zu kombinieren.
• Die Erfindung betrifft eine Schweißmaschine, bei deren Benutzung die vorstehend erwähnten Mängel einfach und sicher ausgeschaltet werden und mit der auch Schlitzrohre mit kleinem Innendurchmesser und von großer Länge mittels automatischer elektrischer Schmelzschweißung von innen verschweißt werden können, wobei die Schweißung zuerst von der einen Seite (innen oder außen) und danach von der anderen Seite erfolgt. Die Schweißmaschine nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Werkstückes ein längs beweglicher Schweißkopf und im Innern des hohlen Werkstückes ein weiterer Schweißkopf angeordnet ist, wobei der letztgenannte Schweißkopf in einem nach unten offenen Schweißhorn, unter dem ein das Werkstück stützender Balken angeordnet ist, längs beweglich ist. Besonders vorteilhaft ist diese Maschine bei Rohren mit zwei Langnähten, da sie es in diesem Falle erlaubt, gleichzeitig an beiden Langnähten mit je einem oder auch mehr Schweißköpfen zu arbeiten und so die zur Fertigstellung derselben benötigte reine Schweißzeit auf die Hälfte der sonst für diese Arbeit erforderlichen Zeit verringert, indem der eine Schweißkopf die eine Langnaht z. B. an der Innenseite und der andere die Naht an der Außenseite verschweißt. In allen Fällen ist es für die Fertigstellung einer Schweißnaht jedoch erforderlich, daß das Werkstück beim Übergang von der Außen- zur Innenbearbeitung der Naht, oder auch umgekehrt, eine Drehung um z8o° erfährt, damit die noch offene Wurzelseite der Naht unter den hierfür geeigneten Schweißkopf gelangt. Die Schweißmaschine ist außerdem in der Weise ausgebildet, daß sie die zu verschweißenden Blechränder des Werkstückes so weit zusammendrückt, wie es zur Herstellung der Schweißnaht erforderlich ist, wobei durch Anordnung von Rollenböcken, die in beliebiger Weise angetrieben sein können, sowohl eine Drehung des Werkstücks um seine Achse als auch seine bequeme Längsverschiebung beim Auf- und Ablegen ermöglicht werden kann.
• In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführung schematisch dargestellt; darin zeigt Abb. r eine Vorderansicht und Abb. 2 eine Seitenansicht der neuen Maschine, zum Teil in Schnittansicht. Wie die Zeichnung erkennen läßt, ruht hier bei der Ausführung einer Langnahtschweißung das rohrförmige Werkstück a auf einem Stützbalken b in einer der auf dem Mantel des letzteren ausgebildeten Preßmulden c. Die letzteren können selbständige Teile des Stützbalkens darstellen und als solche auswechselbar mit ihm verbunden sein, wobei sie untereinander in Anpassung an verschieden große Durchmesser der zu verschweißenden Werkstücke einen verschieden großen Muldenradius aufweisen können. Zu dem gleichen Zweck kann auch der Stützbalken b in seiner Höhenlage ein- und feststellbar ausgebildet sowie an seinen Enden im Maschinengestell drehbar gelagert sein, so daß man jeweils die geeignete Mulde zur Abstützung des Werkstücks heranziehen kann. Das zu verschweißende Schlitzrohr a wird dann mit der Naht nach unten in die Preßmulde c eingelegt und in dieser Lage (s. Abb. 2) beiderseitig von je einem Bügelpaar d umfaßt, deren Bügel am unteren Ende um Bolzen e im Maschinengestell drehbar gemacht sind und sich mit in ihrer Länge veränderlich eingerichteten Druckbolzen f an das Werkstück anlegen. jeweils zwei der auf derselben Seite des Werkstücks in derselben Höhenlage liegende Druckbolzen sind durch eine Leiste g verbunden, die ihrerseits zur besseren Verteilung der am Werkstück wirksam gemachten Spannkräfte der Bügel beitragen. Diese Spannkräfte können z. B. durch hydraulische Kolben k oder durch andere bekannte Mittel, die an den Bügeln d zum Angriff kommen, erzeugt werden und haben die Wirkung, daß die Blechränder an der Langnaht in der Preßmulde c zusammengepreßt werden, wobei dieses Zusammenpressen noch durch die im unteren Teil eines in das Werkstück eingeführten Schweißhornes i liegenden und einen Teil seiner Wandung bildenden Durckleisten j unterstützt werden kann. Das Schweißhorn i ist einseitig durch ein Gegengewicht belastet und am anderen Ende durch ein auslösbares Gelenk mit eingefügter Stellschraube an der Fundamentplatte des Maschinengestells gehalten und in einem Lager h drehbar, wobei der Drehzapfen zweckmäßig exzentrisch gelagert ist, um zwecks Anpassung an unterschiedliche Wanddicken der Werkstücke die Druckleisten j des Schweißhornes i jeweils in paralleler Lage zur Wandfläche des Werkstücks an dieses zum Anliegen bringen zu können. Zwischen den Spannbügeln g sind, in geeigneter Stellung zum Werkstück und zum Auflagern desselben bestimmt, im Maschinengestell Lauf- oder Stützrollen L angeordnet, die in bekannter Weise teils radial zur Werkstückachse verstellbar gelagert sind und die Drehung des Werkstücks beim Schweißvorgang und teils in versenkbarer Anordnung auch seine Längsverschiebung beim Auf- und Abspannen erleichtern sollen.
• Um den Schweißvorgang durchführen zu können, sind zwei Schweißköpfe vorgesehen, von denen der Schweißkopf m unmittelbar über dem Werkstück und der andere Schweißkopf m' innerhalb des letzteren im Schweißhorn i zwischen den Flanken der Druckleisten j desselben verfahrbar angeordnet ist. Bei dem im Schweißhorn i untergebrachten Schweißkopf m' ist es ein wesentliches bauliches Merkmal, wodurch er sich von bekannten Ausführungen vorteilhaft unterscheidet, daß er über die Gesamtlänge des Werkstücks, selbst bei größtmöglicher Länge desselben, von dem Schweißdrahthaspel n und dem gegebenenfalls erforderlichen Schweißpulverbehälter o räumlich getrennt ist. Schweißdraht und Schweißpulver werden ihm in der jeweils erforderlichen regelbaren Menge in röhrenförmigen Führungen zugeleitet. Die Schweißkabel sind parallel zu den Führungen angeordnet.
• Diese Ausbildung ermöglicht vollkommen selbsttätige und saubere Ausführung von Langnaht- sowie Rundnahtschweißungen im Inneren von Rohren auch kleinen Durchmessers von roo mm und weniger.
• Falls die zu Schlitzrohren gebogenen Bleche nicht so genau gebogen sind, daß die zu verschweißenden Blechkanten parallel einander gegenüberstehen, werden die Kanten nach unten gedreht und in der Preßmulde c mit Hilfe der Spannbügel d und der Druckleisten j des Schweißhornes i zusammengedrückt und zunächst von innen her verschweißt.
• Durch einfache Drehung des Stützbalkens b ist man in der Lage, die Maschine für das Schweißen von Rohren anderen Durchmessers auf die schnellste Weise umzubauen.
• Um ein schnelles Ausrichten der Naht, wie sie durch die Blechkanten des Schlitzrohres gebildet wird, in der Schweißmaschine zu ermöglichen, können in den Preßmulden c Schlitzlöcher für schlanke Keile p angeordnet sein, welch letztere nach oben hin scharf zulaufen und in den Schlitzlöchern auf und ab bewegbar sind, derart, daß sie mit ihrer Spitze in die Naht eintreten und so deren genaue Lage gewährleisten. Nach demZurückziehen dieser Richtkeile p kann dann der Schweißvorgang in der gewünschten Weise eingeleitet werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: t. Maschine zur Ausführung von Langnahtschweißungen durch automatische elektrische Schmelzschweißung an Schlitzrohren und ähnlichen Hohlkörpern, die zunächst von der einen Seite (innen oder außen) und dann von der anderen Seite verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Werkstücks ein längs beweglicher Schweißkopf (m) und im Innern des hohlen Werkstücks ein weiterer Schweißkopf (m) angeordnet ist und daß der letztgenannte Schweißkopf (m) in einem nach unten offenen Schweißhorn (i) längs beweglich ist und unter dem Schweißhorn ein das Werkstück stützender Balken (b) angeordnet ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß außen auf jeder Seite der Schweißstelle Spannbügelpaare (d) mit radial auf das Werkstück gerichteten Druckbolzen (f) vorgesehen sind, die durch Leisten (g) miteinander verbunden sind.
3. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbügelpaare (d) am unteren Ende um einen Gelenkbolzen (e) unter Einwirkung eines Kraftbolzens (h) drehbar und ihre Druckbolzen (f) in ihrem Abstand vom Werkstück längenveränderlich sind. q..
4. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch. gekennzeichnet, daß der Stützbalken (b) an seinen Enden drehbar und gegebenenfalls in seiner Höhenlage einstellbar ist und daß an seinem Mantel Preßmulden (c) mit untereinander verschieden großem Muldenradius ausgebildet und gegebenenfalls als selbständige Teile auswechselbar mit dem Stützbalken verbunden sind, wobei die Mulden (c) Schlitzlöcher zur Aufnahme von versenkbaren Richtkeilen (p) besitzen können, die mit ihrer oberen Spitze führend und richtend in die Schweißnaht eintreten.
5. 5. Maschine nach einem der Ansprüche :2 bis q., dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißhorn (i) um einen nach Art eines Exzenters ausgebildeten Drehzapfen (k) schwenkbar gelagert ist und sich hierdurch bei unterschiedlichen Wanddicken der Werkstücke mit seinen Druckleisten (j) parallel zur Werkstückwand einstellen läßt.
6. 6. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Maschinengestell in an sich bekannter Weise zur Abstützung und Führung des Werkstücks Laufrollen (L) angeordnet und diese in ihrer Lage zur Werkstückwand in solcher Weise verstellbar gelagert sind, daß sie in ihrer Laufrichtung teils für eine Längsverschiebung und teils für eine Drehung des Werkstücks Anwendung finden können.
7. 7. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem im Schweißhorn (i) untergebrachten Schweißkopf (m) der Schweißdrahthaspel (n) und bei Verwendung von Schweißpulver auch der zu dessen Aufnahme dienende Behälter (o) in räumlicher Trennung vom Schweißhorn vor dem Werkstück angeordnet sind, wobei der Schweißdraht und gegebenenfalls das Schweißpulver in röhrenförmigen Führungen, denen die Schweißkabel parallel zugeordnet sind, dem Schweißkopf in regelbarer Menge zugeführt werden. B. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von zwei unterschiedlich gebauten Schweißköpfen (m, m ) nur ein einziger Schweißkopf (W), der gleichzeitig auch für die Ausführung der inneren Langschweißnaht geeignet ist, im Maschinengestell so verstellbar angebracht ist, daß er nach seinem Herausfahren aus dem Schweißhorn in die Arbeitslage oberhalb des Werkstücks gebracht werden kann, in die das Werkstück zur gänzlichen Fertigstellung der Schweißnaht durch eine halbe Drehung gebracht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 4.5o 6r z, 6oo 688, 392 900; britische Patentschrift Nr. 381527; USA.-Patentschriften Nr. 2:259976, ?-013517-