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Publication number: DEM0022271MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 10. März 1954 Bekanntgemacht am 29. Dezember 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

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, Dampfdomen 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 Öffnungswinkel 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.

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Das Herstellen von Tulpennähten in Körpern mit ebenen Flächen, z. B. an Vierkantrohren, ebenen Rohrwänden ¹U.. dgl., ist einfach utid erfolgt meistens maschinell mit Hilfe von Spezialfräsern

, 5 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

ίο 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 erfolgen konnte, was wiederum eine,- ungleichförmige Wärme- und Spannungsverteilung zur Folge hatte.

Demgegenüber läßt sich bei der neuen Vorrichtung in einem Arbeitsgang auch in gewölbten -20 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

40. Kurvenscheibe außer Wirkung gebracht und dadurch der Fräser auch für normale Fräs- und Bohrarbeiten verwendbar gemacht werden kann.

Durch AuswechiSilunig von Fräisern mit gleichem Morsekegel, aber verschieden großen Durühmessern kann die Vorrichtung für die Herstellung von Tulpennähten für verschiedene Wölbungen und Anwendungszweeke verwendet wenden.

Die Herstellung von beliebig geformten Körpern im Nachfoirmverfahren mittels Parällelversdbiebung ist an sich, bekannt. Bekannt iis.t ferner die Verwendung von Kurvemscheifoen und Führumgsrollen zum Zwecke' der Erzielung einer bestimmten Bewegung von Werkstücken oder Werkzeugen. ^f Die Herstellung von Tulpennähtien an gewölbten Flächen ist aber an kainer der bisher bekannten Maschinen und. Vorrichtungen dieser Art möglich gewesen, weil damit?an keinem FaJlIe die Aufreehterhaltuing einer gleichmäßigen Wandstärke in. der

'"■■="■■ Wurzel der Naht erzielt wenden konnte.

Einige weitere Merkmale einer Tulpennahtfräsvorrichtung nach der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung noch näher erläutert, in welcher in rein schematischer Darstellung

Fig. ι eine Stirnansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zeigt, mit Teilschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Seitenansicht mit Tei!schnitt nach der Linie III-III in Fig. 3,

Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 1,

Fig. 4 in größerem Maßstäbe einen Teilschnitt wie in Fig. 1.' ■■ ■ '·■':■■■

Die Vorrichtung besteht aus einem geschweißten Unterkasten a, den man beispielsweise auf einen Bohrmaschinen- oder Bohrwerkstisch aufspannen kann, und einem geschweißten Oberkasten b, der zur Aufnahme der beweglichen Teile dient. Auf einer Keilwelletibüchse c sitzt ein Morsekonus d, der in. die Spindel der Antriebsmaschine geisteckt werden, kann. In der Keilwellenbüchse c ruht eine verzahnte Keilwelle e, die eine auswechselbare Kurvenscheibe / mit zwei zur Sicherung gegen Verschieben der Scheibe in Längs- und Drehrichtung dienenden Spann- und Eiinlegekeilen g, % aufnimmt. In die Keilwelle e ist der Holzfräser i mit Fräskopf und kegeligem Dorn, zum Ausstechen der Rohrlöcher und zum Fräsen der Tulpennaiht gesteckt, wobei der Fräskopf mit einem Gewinde in den kegeligein. Dorn eingeschraubt und für den jeweils gewünschten Rohrlochdurchmasser gearbeitet ist.

Die Kurvenscheibe / muß so berechnet und hergestellt sein, daß sie dem Innendurchmesser des gewölbten Bleches und dem zu bohrenden Rohrlochdurchimesser entspricht, worauf sich eine Raumkurve ergibt. Die Berechnung der Kurvenscheibe erfolgt nach der hierfür bekannten Formel:

Y=r ι-Xx-

Hierin bedeuten r Rohrradius am Tulpengrund, α Lochradius, y Höhe der Kurve von der Bezugslinie aus gemessen, α Winkel bei den betreffenden 3/-Werten.

Die Kurvenscheibe läuft zwischen zwei linken und zwei rechten, feststehenden Rollen k mit Halterung / ab. Da sowohl die Kurvenscheibe / als auch der Hohlfräser i mit der Keilwelle e fest verbunden sind, wird beim Fräsen 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 Keilwellenverzahnung kann die Hin- und Herbewegung, die beim Abrollen der Kurvenscheibe entsteht, aufgenommen werden.

Wie bereits eingangs erwähnt, dient der Fräsapparat auch zum Ausstechen der Rohrlöcher. Dabei ist es nicht notwendig, daß der Fräser nach der Kurvenscheibe läuft. Die feststehenden Rollen k und die Halterung / sind deshalb beweglich auf einer Welle m mit Handrad η gelagert. Wind das Handrad η gedreht, so bewegen sich die feststehenden Rollen k aus dem Bereich der Kurvenscheibe f, die dann außer Betrieb gesetzt wind, so daß der Fräser im normalen, Rundlauf nur das Rohrloeh aussticht. Der Fräser wird dann mit dem Vorschub der Antriebsmaschine transportiert.

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Durch Drehen der beweglichen Teile urn 90⁰ kann der Tuilpennahtfräsapparat sowohl an. Horizontal- als auch an Vertikal-Bohrwerken bzw. Bohrmaschinen angeschlossen, werden.

Claims

Patentansprüche-, .

1. Vorrichtung z.uim Herstellen tulpanförmiger Schweißnähte für Rohrlöcher in gewölbten Flächen, gekennzeichnet diurch einen Fräser (i), dessen Welle mittels einer Kurvenführung (/) . in Anpassung an die Wölbung 'das zu bearbeitenden Rohres nach Art einer an sich bekannten Parallelführung betätigt wird, wobei die Krümmung der in mehreren Ebenen gewölbten und mit 'der Frässpindel starr verbundenen Raumkurvenscheibe (/) dem Innenidurchmeiseer des gewölbten Bleches und dem ziu bohrenden Rohrlochdurchmesser entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (/) auswechselbar auf der Fräswelle sitzt und durch Abrollen zwischen zwei diametral gegenüberliegenden, an sich bekannten Rollenpaaren (k) zugleich mit der mit Keilvorsprüngen in einer auf der Antriebswelle aufgekeilten, genuteten Hülse (c) befestigten Fräswelle axial verschoben! wird.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (k) der Kurvenscheibe if) in einer zur Spindelachse senkrechten Ebene verschiebbar sind derart, daß die Kurvenscheibe dadurch außer Wirkung gebracht werden kann.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fräser mit Klemmkomus, aber verschieden großen Durchmessern vorgesehen sind, die nach Bedarf in die konische Aussparung der Fräswelle eingesetzt werden können;

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen. 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auf einem Unterkasten (a) befestigt ist, der auf einem Bohrmaschinen- oder Bohrwerkstiseh aufgespannt werden kann.

Angezogene D ruckschrif ten:
Dr.-Ing. W. H. Gros, »Die geometrischen Verhältnisse bei der Herstellung unregelmäßiger Flächen«, Springer Verlag, 1953, S. 30 u. 31; deutsche Patentschriften Nr. 715 780, 724 787, 399, 853 542.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen