SE441504B - Maskin for motstandsstumsvetsning - Google Patents

Description

,19ozs1a-s konstruktionen av en svetstransformator och strömtillförande organ.

De kombinerade maskinerna kan användas för svetsning av rör med medelstor diameter under stationära förhållanden.

Anordnandet av mekanismer såväl ilöret som utanför detsamma för- svårar tillträdet till mekanismerna samt till svetsen. Dessa ma- skiner är mycket utrymmeskrävande.

För motståndsst/umsvetsning av rör med stor diameter an- vändes således lämpligast innermaskinerna.

En maskin för motståndsstfumsvetsning av rör är känd, vilken maskin är avsedd att anordnas i de rör, som skall svetsas. i Denna kända maskin innefattar ett hus, som utgöres av en ihålig stång, vars längdaxel sammanfaller med centrumaxeln för de rör, som skall svetsas.

På huset är en med detsamma koaxiell svetstransformator och mekanismer för fastspänning av de rör, som skall svetsas anord- nade, vilka mekanismer är försedda med individuella hydrauliska drivanordningar'för förflyttning av mekanismerna längs husets oentrumlinje. Spännmekanismerna är kopplade till transformatorn och anordnade vid båda sidor om densamma. Huset uppbär dessutom en mekanism för smältning och stukning av rören, vilken mekanism är försedd med sin individuella hydrauliska drivanordning och rörelsemässigt förbunden med den ena mekanismen för fastspänning av de rör, som skall svetsas.

Dessutom är på huset dels en hydraulpump anordnad för inmatning av en arbetsvätska (en drivvätska) i de hydrauliska drivanordningarna för mekanismerna för fastspänning av de rör, som skall svetsas, och för mekanismen för smältning och stukning av rören och dels en mekanism för förflyttning av svetsmaskinen längs centrumlinjen för de rör, som skall svetsas anordnad.

Vid denna kända maskin är spännmekanismerna utformade på följande sätt. I spår i spännmekanismens mantel är likformigt längs husets kantlinje (generatris) spännbackar anordnade, som kan skjutas ut ur mantelns spår vid förflyttning av en kolvstång i en ringformad spänncylinder, vars ände är anordnad att uppbära en konisk ring. Spännbackarna skjuter ut, då den koniska ringen slirar i förhållande till spännbackarnas avfasade insidor.

Den ringformade spänncylindern är inbyggd i manteln och utgör en av mantelns konstruktionsdelar. 3 7903818-8 Den ringformade spänncylindern är inbyggd i manteln och utgör en av mantelns konstruktionsdelar.

Då den kända maskinen användes, fastkilas spännbackar- na mycket ofta till följd av att mantlarnas spalter och spår till- täppes av smälta metallstänk, vilka ofrånkomligt bildas vid mot- ståndsstumsvetsning. Genom att glidfriktion uppträder mellan den koniska ringen och spännbackarnas avfasningar, minskar dessutom avsevärt den kraft, som avses åstadkommas av spänncylindern, vil- ket innebär att denna cylinder måste utformas med opraktiskt stora dimensioner, vilket i sin tur medför att kolven icke kan avtätas säkert i förhållande till cylinderhuset. Genom att cylindern är ringformad, måste man dessutom avtäta ett innerhål i den ringfor- made kolven.

Genom att avsevärd friktion uppkommer, då den ringfor- made kolven och kolvstången rör sig längs en centrumstång, blir den verksamma kraften avsevärt mindre. De ringformade cylindrarna med stora dimensioner med ett stort antal passningsytor är mycket arbetskrävande och dyrbara att framställa.

Spännmekanismen är så utformad, att spännbackarna icke återgår till utgångsläget efter det att de isärförts. De återgår till utgångsläget endast under inverkan av tyngdkrafterna. En spe- ciell mekanism för äterföring av spännbackarna till utgångsläget är emellertid komplicerad att inbygga i en maskin, vars dimensio- ner är begränsade av rörets ytterdimensioner.

Vid den kända maskinen rör sig samtliga mekanismer - vid fastspänningen, smältningen och stukningen - under samtidig glidfriktion mot de ytor, som vid svetsningen oundvikligen träf- fas av smälta metallstänk, vilket leder till att de förslites snabbt och fastkilas ofta under arbetsförloppet.

Med den så utformade spännmekanismen ligger manteln med spåren, i vilka spännbackarna är anordnade, ofrånkomligt i närheten av skarvstället (svetsen), varigenom man icke kan installera svets- transformatorn i en zon för den skarv, som skall svetsas, vilket ökar resistansen hos maskinens sekundärkrets och följaktligen den för svetsningen nödvändiga effekten och elkraftförbrukningen.

Den så utformade kända maskinen är mycket arbetskrävan- de och icke praktisk att framställa genom att den innefattar de konstruktionsdelar med stora dimensioner, som måste framställas med hög noggrannhet. .79ø3a1s-a Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en maskin för motståndsst/umsvetsníng, vars mekanismer för fastspänning av de rör, som skall svetsas, är så utformade respektive så förbundna med mekanismen för smält- ning och stukning av rören, att maskinen får högre funktions- säkerhet och är mycket teknisk att framställa.

Detta uppnås medelst en maskin för motståndsst/umsvets- ning av rör, vilken är avsedd att anordnas i de rör, som skall svetsas, och innefattar dels ett hus, vars längdaxel sammanfal- ler med centrumlinjen för de rör, som skall svetsas, vilket hus är anordnatat uppbära en koaxiellt anordnad svetstransformator, mekanismer för fastspänning av de rör, som skall svetsas, vilka mekanismer är försedda med individuella hydrauliska drivanord- ningar för förflyttning av dessa mekanismer längs husets centrum- linje och elektriskt kopplade till svetstransformatorn, och en me- kanism för smältning och stukning av rören, vilken är försedd med sin hydrauliska drivanordning och rörelsemässigt (kinematiskt) för- bunden med den ena mekanismen för fastspänning av rören, dels en på huset anordnad hydraulpump för inmatning av en arbetsvätska i de hydrauliska drivanordningarna för spännmekanismerna och för mekanismeniör smältning och stukning av rören och dels en på hu- set anordnad mekanism för förflyttning av svetsmaskinen längs centrumlinjen för de rör, som skall svetsas, varvid vid husets motsatta ändar, enligt uppfinningen, är stelt fästade två stöd- skivor och anordnade tre, längs husets längdaxel förflyttbara mantlar (av vilka två utgör en del av mekanismerna för fastspän- ning av de rör, som skall svetsas, medan den tredje manteln ut- gör en del av mekanismen för smältning och stukning av rören), varvid den första spännmekanismens mantel är anordnad mellan stödskivan och manteln hos den andra spännmekanismen ochför- bunden med stödskivan medelst en individuell hydraulisk driv- anordning för förflyttning längs husets centrumlinje samt är yt- terligare rörelsemässigt förbunden med samma stödskiva, under det att manteln hos mekanismen för smältning och stukning av rö- ren är anordnad i närheten av den andra stödskivan och förbun- den med densamma medelst sin individuella hydrauliska drivanord- ning för förflyttning längs husets centrumlinje, varvid manteln hos den andra spännmekanismen är anordnad mellan manteln hos me- kanismen för smältning och stukning av rören och manteln hos den första spännmekanismen och förbunden med manteln hos mekanismeh för 7903818-8 smältning och stukning medelst sin individuella hydrauliska driv- anordning för förflyttning längs husets cnntrumlinje samt är yt- terligare rörelsemässigt förbunden med samma mantel. _ Det är lämpligt, att den första spännmekanismens man- tel, som är anordnad mellan den andra spännmekanismens mantel och stödskivan, är försedd med en rörelseöverförande länk, som innefattar spännhävstänger, vilka är anordnade likformigt och symmetriskt i förhållande till husets centrumlinje och vilkas ena ändar är fästa vid stödskivan medelst ett ledorgan, som gör det möjligt för nämnda ändar att svänga radiellt, medan var och en av spännhävstängernas andra ändar, som är riktade mot manteln hos den andra spännmekanismen, är medelst ett ledorgan förbunden med en ände av var sin isärföringshävstång, varvid den motsatta änden av varje isärföringshävstång är medelst ett ledorgan radiellt svängbart fäst på en vid en ändyta av manteln hos den första spänn- mekanismen stelt fäst stödring, varvid spännhävstängernas mot den andra spännmekanismens mantel vända ändar är anordnade att uppbära strömtillförande spännbackar, vilka är kopplade till transforma- torns ena anslutningsklämma.

Det är vidare lämpligt, att den andra spännmekanismens mantel, som är anordnad mellan manteln hos den första spännmeka- nismen och manteln hos mekanismen för smältning och stfukning, är försedd med en rörelseöverförande länk, som innefattar spännhäv- stänger, vilka är anordnade likformigt och symmetriskt i förhål- lande till husets längdaxel och vilkas ena ändar medelst ett led- organ är radiellt svängbart fästa vid manteln hos mekanismemför smältning och stukning, medan var och en av nämnda spännhäv- stängers andra, mot manteln hos den första spännmekanismen vända ändar medelst ett ledorgan är förbunden med en ände av en till- hörande isärföringshävstång, varvid den motsatta änden av varje isärföringshävstång medelst ett ledorgan radiellt svängbart är fäst på en vid en ändyta av manteln hos den andra spännmekanis- men stelt fästad stödring, varvid hävstängernas mot manteln hos den första spännmekanismen vända ändar är anordnade att uppbära strömtillförande spännbackar, som är kopplade till transformatorns motsatta pol.

Ett av de huvudkrav, som ställes på svetsmaskinen, är centreringsnoggrannheten för de ändytor av rören, som skall svetsas, vilken centreringsnoggrannhet vid maskinen enligt upp- _! finningen säkerställas genom att stödringarna, som är stelt fästa - 790381 8- 8 D på spännmekanismernas mantlar, - genom att de rör sig till- sammans med dessa mantlar medelst de individuella hydrauliska drivanordningarna - samtidigt vrider alla isärföringshävstänger- na en och samma vinkel och rätar upp desamma, samtidigt som spänn- hävstängerna, som är radiellt och likformigt anordnade längs mant- larnas kantlinjer koncentriskt med husets längdaxel, utför samma rörelseslag, nämligen att de rör sig från oentrumet, då röret fastspännes, respektive rör sig mot centrumet (eller mot husets längdaxel), då röret frigöras.

Genom att spännhävstängerna utför en rotationsrörelse i stället för en framgående rörelse, som utföres vid de kända svetsmaskinerna av nämnt slag, bortfaller behovet av styrningar för spännhävstängerna (spalterna mellanrämnda styrningar kan igen- sättas eller blockeras av smälta metallstänk). De använda ledade styrningarna är helt skyddade mot nämnda stänk. Genom att:pänn- hävstängerna dessutom är fritt åtkomliga från alla sidor, blir de lättare att underhålla. Genom att dessa hävstänger är fästade led- bart, kan de lätt bytas ut vid en reparation.

Det är lämpligt, att maskinen är försedd med rullstödor- gan, med vars hjälp mantlarna kan röra sig längs husets oentrum- linje.

Det är ur teknisk synpunkt lämpligt, att spår är upp- tagna vid varje mantels ändarlïkformigt och koncentriskt i för- hållande till husets axel, i vilka spär rullstödorganen kan anord- nas radiellt förflyttbart.

Det är vidare lämpligt, att rullstödorganen är anord- nade i spåren medelst excenteraxeltappar, vilka var och en vid sin ena ände har en kuggfläns, vars kuggar står i ingrepp med kuggar på en kuggstång, som är fäst på respektive mantel och av- sedd att förhindra att den tillhörande excenteraxeltappen vrider sig.

Genom att rullstödorganen är inställbara, kan huset framställas med förhållandevis låg noggrannhet, Genom att de är förflyttbara, är maskinen enligt uppfinningen avsevärt enklare att framställa, samtidigt som man kan kompensera rullstödorganens förslitning under maskinens drift.

Det är lämpligt, attden individuella hydrauliska driv- anordningen för den första spännmekansimens mantel är uppbyggd av en grupp av cylindrar, vars centrumlinjer är parallella med husets längdaxel, vilka cylindrar är anordnade symmetriskt kring 79Û3818-8t huset, mellan den andra spännmekanismens mantel och stödskivan, varvid cylinderhuset är stelt fästa på den ena av nämnda kon- struktionsdelar, medan cylindrarnas kolvstänger är stelt fästa på den andra konstruktionsdelen.

Det är vidare lämpligt, att den individuella hydrau- liska drivanordningen för manteln hos mekanismen för smältning och stukning är uppbyggd i form av en grupp av cylindrar, vars centrumlinjer är parallella med husets längdaxel, vilka cylind- rar är anordnade symmetriskt kring huset mellan nämnda mantel och stödskivan, varvid cylinderhusen är stelt fästade på den ena av nämda delar, medan cylindrarnas kolvstänger är fästa på den and- ra delen.

Den individuella hydrauliska drivanordningen för den andra spännmekanismens mantel, som är anordnad mellan den andra spännmekanismens mantel och manteln hos mekanismen för smältning och stukning, kan även utgöras av en grupp av cylindrar, vars centrumlinjer är parallella med husets centrumlinje, vilka cylind- rar är anordnade symmetriskt kring huset mellan den andra spänn- mekanismens mantel och manteln hos mekanismen för smältning och stukning, varvid cylinderhuset är stelt fästa på den ena av nämnda delar, medan cylindrarnas kolvstänger är fästa på den andra delen.

Det är lämpligt, att huset och kolvstången hos den indi- viduella drivanordníngens cylinder är försedda med spår och ut- språng, med vars hjälp cylindrarna kan stelt anordnas i motsvarande utsprång och spår, som är utformade respektive upptagna i mantlarna och stödskivorna.

Genom att cylindrarna är fästa på de till desamma an- passade delarna, blir de avsevärt lättare att montera, varvid man lätt kan byta ut en godtycklig cylinder, då denna blir funk- tionsoduglig.

Det är vidare lämpligt, att husets utsida är beklädd med värmebehandlade insatsstyoken, som är avsedda att fungera som styrningar för mantlarnas rullstödorgan.

Detta gör det möjligt att i hög grad minska förslit- ningen av rullstödorganen, då dessa förflyttas.

Det är lämpligt, att svetstransformatorn är så anord- nad, att dess sekundärlindnings anslutningsklämmor ligger mitt för den skarv, som skall svetsas.

Genom att svetstransformatorn är anordnad omedelbart i närheten av skarven (den blivande svetsen), behöver maskinens 79ßsß18-8 8 ena hälft (eller ena spännmekanism) icke elektriskt isoleras från den andra hälften, eftersom spännmekanismernas spännhäv- stänger, mantlarna och maskinhuset i detta fall är anordnade parallellt med maskinens sekundärkrets och liknar densamma till sin form. Genom att transformatorn är anordnad i närheten av skarven, minskas längden av elektriska kretsar för tillförsel av elektrisk ström till röret, samtidigt som storleken hos luft- spalter mellande strömtillförande organen med olika polarítet göres mindre, vilket i hög grad minskar resistansen och induk- tansen hos maskinens sekundärkrets. Detta ger en avsevärd bespa- ring i den effekt och elkraftförbrukning, som erfordras för svets- ning av rören.

Uppfinningen beskrivas närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, där fig l visar en utifrån sedd planvy av maskinen enligt uppfinningen för motståndsstumsvetsning, fig 2 visar ett längdsnitt genom maskinen, fig 3 visar ett snitt längs linjen III-III i fig 2, fig H visar ett snitt längs linjen IV-IV i fig 2 och fig 5 visar ett snitt längs linjen V-V i fig 2.

Den í fig l visade maskinen l enligt uppfinningen för motståndsstumsvetsning är avsedd att anordnas i de rör 2, som skall svetsas, och innefattar ett hus 3, vars längdaxel samman- faller med rörens 2 centrumlinje. På huset 3 är koaxiellt med detsamma en svetstransformator Ä anordnad. Pâ huset 3 är dess- utom koaxiellt med detta anordnade två spännmekanismer 5 och 6 för fastspänning av de rör, som skall svetsas, vilka mekanis- mer är försedda med individuella hydrauliska drivanordningar 7 för förflyttning av mekanismerna längs husets 3 centrumlinje.

Spännmekanismerna 5 och 6 är medelst böjliga ström- tillförande organ 8 kopplade till transformatorn H och anord- nade vid båda sidor om densamma, sett i längdriktningen.

På huset 3 är koaxiellt med detsamma anordnad en me- kanism 9 för smältning och stukning, som är försedd med sin in- dividuella hydrauliska drivanordning 7 och rörelsemässigt för- bunden med spännmekanismen 6. Huset 3 uppbär dessutom en hydraulpump 10 för inmatning av en arbetsvätska i drivanord- ningarna 7 för spännmekanismerna 5 och 6 och mekanismen 9 för smältning och stukning av de rör, som skall svetsas. På exakt samma sätt är på huset 3 anordnad en mekanism ll för förflytt- ning av svetsmaskinen längs centrumlinjen för de rör, som skall 7903818-8 svetsas.

Vid husets 3 motsatta ändar är, enligt uppfinningen, två stödskivor 12 och 13 fästa samt tre mantlar 15-17 anordnade längs husets 3 längdaxel medelstrullstödorgan lfl, varvid två mantlar 15 och 16 utgör en del av spännmekanismerna 5 resp 6, medan den tredje manteln 17 utgör en del av mekanismen 9 för smältning och stukning av rören. Spännmekanismerna 5 och 6 be- nämnes i fortsättningen den första spännmekanismen 5 repektive den andra spännmekanismen 6. Den första spännmekanismens 5 mantel 15 är anordnad mellan transformatorn H och stödskivan 12 och för- bunden med skivan l2 medelst den individuella hydrauliska driv- anordningen 7 för förflyttning längs husets 3 längdaxel. Denna mantel 15 är dessutom ytterligare rörelsemässigt förbunden med samma stödskiva 12. Mekanismens 9 mantel 17 är anordnad i när- heten av den andra stödskivan 13 och förbunden med densamma me- delst sin individuella hydrauliska drivanordning 7 för förflytt- ning längs husets 3 längdaxel. Den andra spännmekanismens 6 man- tel 16 är anordnad mellan manteln 17 och transformatorn 4 och för- bunden med manteln 17 medelst sin individuella hydrauliska driv- anordning 7íör förflyttning av densamma längs huset 3. Manteln 16 är dessutom ytterligare rörelsemässigt förbunden med manteln 17.

Den rörelseöverförande länken hos spännmekanismens 5 mantel 15 innefattar spännhävstänger 18 (fig 3), vilka är anord- nade likformigt och symmetriskt i förhållande till husets 3 längdaxel. Hävstängernas 18 ena ändar 19 (fig 2) är fästa vid stödskivan 12 medelst ett cylindriskt ledorgan 20, som gör det möjligt för nämnda ändar att svänga radiellt, medan var och en av spännhävstängernas 18 andra, mot transformatorn 4 vända ändar 21 är medelst ett cylindriskt ledorgan 22 (fia 3) förbunden med en ände av en respektive isärföringshävstång 23 (fig 2).

Isärföringshävstängernas 23 motsatta ändar är medelst cylíndriska ledorgan 2ü radiellt svängbart fästa vid en stödring 26 (fis 3), som är stelt fäst vid mantelns 15 närmasttransforma- torn H liggande ändyta 25 (fig 2). Vid spännhävstängernas 18 än- dar 21 är anordnade strömtillförande spännbaokar 27, vilka me- delst de böjliga strömtillförande organen 8 är kopplade till transformatorns 4 ena anslutningsklämma.

Den andra spännmekanísmen 6 är utformad på samma sätt med undantag av att dess spännhävstänger 28 medelst sina ena ändar 29 (fig 2) är medelst de cylindriska ledorganen 20 för-4 79038¶8-8 10 bunda med manteln 17, medan hävstängernas 28 motsatta ändar 30 är kopplade till de anslutningsklämmor hos transformatorn H, som har motsatt polaritet jämfört med de anslutningsklämmor, till vilka hävstängerna 18 är anslutna.

Rullstödorganen lü är likformigt anordnade i två rader längs husets 3 kantlinje i spår 31 (fig H), vilka är upptagna i mantlarnas 15-17 motsatta ändytor, och vridbara kring excenter- axeltappar 32, vilka var ochen är införda i en urborrning i spå- ren 31. Tapparnas 32 ena ände är försedd med en kuggfläns 33, vars kuggar är anordnade att samverka med kuggar på en kuggstång 3M, som är fäst vid mantlarna 15-17 och avsedd att förhindra att tappen 32 vrider sig. Z ' Mantlarnas 15-17 individuella drivanordningar 7 inne- fattar grupper av cylindrar 35 (fig 5), varvid varje grupp vid denna utföringsform av maskinen innefattar nio cylindrar. Cylind- rarnas 35 centrumlinjer är parallella med husets 3 längdaxel, var- vid cylindrarna 35 är anordnade symmetriskt kring huset 3. Cylind- rarnas 35 hus 36 (fig 2) är stelt fästa vid mantlarna 15 och 16, medan deras kolvstänger 37 (fig 5) vid spännmekanismen 5 är fästa vid stödskivan 12 och vid spännmekanismen 6 är de fästa vid man- teln l7 till mekanismen 9 för smältning och stukning av rören.

Cylinderhusen 36 hos mekanismens 9 drivanordning är stelt fästade vid stödskivan 13, medan kolvstängerna 37 är fästade vid mekanismens 9 mantel 17. Cylinderhusen 36 är medelst sina utsprång fästa i spår, vilka är upptagna i mantlarna 15 ooh 16 och skivan 13, medan de tillhörande kolvstängerna 37 är medelst sina ring- formade spår 38 (fig 2) fästade i respemve urtag i stödskivan 12 samt i manteln 17.

Husets 3 utsida är beklädd med värmebehandlade insats- stycken 39 (fig 5), längs vilka mantlarnas 15-17 rullstödorgan 14 är förflyttbara. Dessa insatsstyoken 39 fungerar som styrningar för nämnda stödorgan lä.

Svetstransformatorn 4 av ringtyp är anordnad så, att dess sekundärlindningars anslutningsklämmor ligger mitt för en skarv H0, som skall svetsas, varvid dess längdaxel sammanfaller med hu- sets 3 längdaxel. Transformatorn H är anordnad koncentriskt med huset 3. Genom att transformatorn ä omedelbart är anordnad nedan- för skarven #0, måste maskínens ena hälft icke elektriskt isole- ras frân den andra hälften, eftersom maskindelarnas form liknar formen hos transformatorns 4 sekundärlindningsvarv. Transformaß 7903818~8 ll torns nämnda läge bidrar dessutom till att minska längden av maskinens sekundärkrets, samtidigt som storleken hos luftspalter mellan de strömledande skenorna med olika polaritet göres mindre, vilket i sin tur minskar sekundärkretsens resistans och induktans, varigenom man avsevärt kan sänka den effekt och elkraftförbrukning, som erfordras för svetsningen. Vid monteringen tryckes transfor- matorns sekundärlindningsvarv tätt mot det massiva huset 3 med stor yta, varförzëtta varv tjänstgör som en ideal radíator för kylning av transformatorn och eliminerar behovet av att använda speciella kylsystem för kylning av trnnsformatorn.

Maskinen enligt uppfinningen fungerar på följande sätt.

Svetsmaskinen rör sig längs den svetsade rörledningen medelst för- flyttningsmekanismen ll så, att maskinens främre del lämnar rörled- ningen, samtidigt som rörledningens ände kommer att ligga i mitten mellan spännmekanismerna 5 och 6 för fastspänning av rören vid det ställe, där denblivande svetsade skarven 40 skall befinna sig.

Man bortkopplar från maskinen kablarna ledande till mat- ningsnätet och styrdrivanordningen, varefter man anbringar det rör 2, som skall svetsas, på maskinens främre del tills röret 2 kommit till anliggning mot den redan svetsade rörledningens änd- yta, varefter matnings- och styrkablarna på nytt anslutas till maskinen. Efter en order startar man sedan den elektriska driv- anordningen för hydraulpumpen 10, som börjar inmata den under tryck stående drivvätskan i maskinens l hydraulsystem. Drivvätskan inmatas först i rummen a i cylindrarna 35 nos spännmekanismens 5 individuella hydrauliska drivanordning 7. Den i rummet a under tryck stående drivvätskan trycker på cylinderhusens gg bottendel och stängernas 37 kolvar. Genom att kolvstängerna 37/stelt fästa vid stödskivan 12, som i sin tur är fäst vid huset 3, kan de icke röra sig, varför oylinderhusen 36 börjar röra sig och därigenom förflyttar spännmekanismens 5 mantel 15, som är anordnad så, att den kan röra sig i längdriktningen längs huset 3 medelst rullstöd- organen lä, vilka rullar på insatsstyckena 39, med vilka huset 3 är beklätt.

Tillsammans med manteln l5 rör sig den vid mantelns l5 stelt fästa stödringen 26. Isärföringshävstängernas 23 övre ändar kan icke röra sig framgående tillsammans med manteln 15 och stödringen 25 utan de kan endast vridasig kring det i ringen 26 fästa ledorganet 2h. Samtidigt som de vrider sig, ändras dess lutningsvinkel mot husets 3 längdaxel, varigenom spännhävstängerna 7amsafis~e 12 18 isärföres radiellt. Hävstängerna 18 bringas därigenom när- mare rörets 2 väggar, tryckas medelst de vid desamma stelt fäs- ta strömtillförande spännbackarna 27 mot rörets 2 innervägg och fastspänner röret 2 vid fortsatt förflyttning av manteln 15 till- sammans med ringen 26 genom att röret 2 inifrån pâverkas av isär- föringskrafterna. De utjämnar ytojâmnheter på rörvâggarna och sträcker ut röret 2 tills dess diameter blir lika med diametern hos en cirkelbana, som beskrivas kring spännhävstängernas 18 backar 27. Spännhävstängerna 18 är utformade som en balk med lika motstånd så, att då de strömtillförande spännbackarna 27 kommer till anliggning mot rörets yta, kan hävstängerna 18 deformeras inom gränserna för materidets elastieitet, samtidigt som centre- ringsnoggrannheten och den%id fastspänningen och stukningen er- forderliga hållfastheten bibehålles. d Genom att manteln 15 och stödringen 26 är koaxiella med huset 3 och hävstängerna 18 har lika längd, vrider sig isärförings- hävstängerna 23 samma vinkel, varför de förflyttar spännhävstänger- na 18 lika sträcka i radiell riktning. Spännmekanismen 5 fungerar således som en självcentrerande mekanism, som inställer svetsmaski- nen koaxiellt med röret (maskinens centrumlinje sammanfaller med rörets). Då isärföringshävstängerna 23 utjämnas så, att de blir vinkelräta mot rörets centrumlinje, ökar den kraft, med vilken backarna 27 tryckes mot röret 2, sinusformat, varvid denna tryck- kraft strävar till ändlöshet (detta innebär att drivanordningen 7, skivan 12, manteln 15, ringen 26, isärföringshävstängerna 23 och spännhävstängerna 18 åstadkommer en kraft, som bidrar till att öka den begränsade kraft, som skall alstras av den hydrauliska drivanord- ningen, teoretiskt till ändlöshet). Detta gör det möjligt att ut- jämna rördiametern med olika toleransvärden till den önskade förut- bestämda.

Man har således fastspänt det ena röret 2 och anpassat maskinens centrumlinje till rörets centrumlinje.

Drivvätskan inmatas sedan under tryck i rumen "a" i cy- líndrarna 35 hos de hydrauliska drivanordningarna 7 för förflytt- ning av:ännmekanismen 6. Det andra röret 2 fastspännes på exakt samma sätt som det första röret med undantag av att cylindrarnas 35 kolvstänger 37 bringas till anliggning mot mekanismens 9 man- tel 17, som i sin tur kommer till anliggning mot den på huset 3 fästa stödskivan 13. J 7903818-8 13 Man har således fastspånt det andra röret och anpassat dess centrumlinje till maskinens oentrumlinje, som tidigare centrerats koaxiellt med det första rörets centrumlinje. g Sedan centrumlinjerna anpassats till varandra och föliakt- ligen rörvåggarna anpassats till varandra, kan svetsningen påbör- jas.

Elektrisk ström tillföras svetstransformatorn 4, som transformerar elkraften och överför denna från anslutningskläm- mnrna med olika polarítet via de böjliga strömtillförande orga- nen 8 till respektive strömtillförande spännbackar 27 och följakt- ligen till rören 2. Det under tryck stående drivmediet införes sam- tidigt i små portioner i rummen b i eylindrarna 35, vars hus 36 är stelt fästa vid stödringen lä. Samtidigt som drivmediet påverkar stängernas 37 kolvar, rör sig de längs husets 3 centrumlinje. Kolv- stängerna 37 är fästa vid mekanismens 9 mantel 17 och genom att de kommer till anliggning mot manteln l7, stöter de manteln 17 och den med denna förbundna spännmekanismen 6. Tillsammans med spänn- mekanismen 6 rör sig det av densamma fastspända röret 2 så, att rörets 2 ändyta gradvis bringas närmare det första rörets ändyta.

Genom att resistansen hos spalten mellan rören är så hög som möj- ligt, utvecklas värme intensivt vid rörens åndytor, varigenom rör- ändarna smälter och uppvärmes till den temperatur, som erfordras för svetsningen.

Sedan denna temperatur uppnåtts, inmatas en stor portion av drivmediet i rummen b i cylindrarna 55 hos drivanordningarna 7 för mekanismen 9 för småltning och stukning, vilket resulterar i att rörens ändytor snabbt bringas närmare varandra, samtidigt som glödspån och smält metall kastas ut ur spalten mellan ändytorna, varefter strömtillförseln upphör. Hören har således svetsats. Driv- mediet avledes ur samtliga cylindrars 55 rum a och b och inmatas i de motsatta rummen, varvid alla mekanismerna återgår till ut- gångslåget.

Maskinen är redo för det nya svetsningsförloppet. De ställbara rullstödorganen 14 är avsedda att jämnt förflytta mant- larna 15-l7 längs de vårmebehandlade insatsstyckena 39 samt att kompensera eventuella tillverkningsfel hos huset 3, insatsstycke- na 39 och mantlarna 15-17. Nämnda stödorgan lä gör det dessutom möjligt att genom inställning anordna mantlarna strängt koaxiellt med huset 3. Genom en sådan inställning kan man dessutom lätt kom- .J vattaisea H pensera organens lä förslitning under arbetsförloppet samt in- satsstyckenas 39 förslitning.

För regleringen användes följande anordning (fig U).

Rullstödorganen lä är anordnade så, att de kan vrida sig kring excenteraxeltappens 32 i förhållande till ändarna sym- metriska centrumdel. Tappens 32 ändar är lagrade i cylindriska hål i utskjutande partier av mantelns 17 spår. Excentertappens 32 ena ände har en kuggfläns 33, som är avsedd att medelst en kuggstång 3H förhindra att tappen 32 vrider sig, vilken kugg- stångs kuggar samverkar med luckorna mellan flänsens 33 kuggar.

Kuggstången 34 är fäst vid manteln 17. Genom att bortföra kugg- stångens 3H kuggar ur kuggflänsens 33 luckor vrider man tappen 32 medelst flänsen 33, samtidigt som rullstödorganen 14 bringas närmare eller rör sig bort från insatsstyckenas 39 yta. Sedan man genom regleringen eliminerat spalterna mellan rullstödorganet lä och insatsstycket 39 och anpassat mantelns l7 centrumlinje till husets 3 centrumlinje, blockeras tappen 32 på nytt medelst kugg- stângen 3ü.

Oavsett att det finns ett antal olika maskiner för mot- stândsstumsvetsning av rör, vilka maskiner är avsedda att anord- nas i röret, finns det emellertid hitintills praktiskt taget icke någon framställd och arbetande svetsmaskin utom den som föreslås enligt uppfinningen. Detta resulterar i att man för närvarande i de flesta fall svetsar huvudrörledningar genom manuell svetsning, då en enda svetsare svetsar 0,5 - l skarv per skift, varvid man i detta fall måste ha 2-3 hjälparbetare per en enda svetsare. An- vändningen av svetsmaskinen enligt uppfinningen gör det'möjligt att öka arbetseffektiviteten 8-l0 gånger. De under fältförhållan- den genomförda försöken har visat, att maskinens kapacitet utgör 5-7 svetsade skarvar per timme, varvid hela anläggningen med svetsmaskinen endast behöver bet jänas av ll människor. Använd- ningen av maskinen enligt uppfinningen bidrar dessutom till bätt- re arbetsförhållanden, mekanisering av hela svetsningsförloppet och gör det möjligt att erhålla svetsar av hög kvalitet med sam- ma hållfasthet som grundmateriilot har, varigenom rörledningens funktionssäkerhet blir avsevärt högre.

Den andra viktiga fördelen med maskinen enligt upp- finningen är att maskinen rör sig i röret samtidigt som röret tjänstgör som en transportväg, vilket eliminerar behovet av att konstruera en speciell väg för förflyttning av maakinen. J 7903818-8 l5 .-:'.É ä. 11,2, e Genom att svetsningen är helautømatiserad, elimineras eventuella kassationer vid svetsning av skarvar, vilka kassatio- ner härrör från att arbetaren gör misstag, är trött eller icke är så skicklig.

Maskinen enligt uppfinningen är, jämfört med de kända svetsmaskinerna av detta slag, enklare att framställa, kräver en lägre tillverkningsnoggrannhet och ger en avsevärd metallbespa- ring genom att maskinen har små ytterdimensioner. Genom att se- kundärkretsens resistans är låg, kan man erhålla en avsevärd be- sparing i den elkraft, som erfordras för svetsningen, jämfört med de kända maskinerna av nämnt slag. Detta innebär att en läg- re effektförbrukning ger en besparing i icke järnmetaller och transformatorstål genom att den ringførmade transformatorn krä- ver en till häften lägre mängd transformatorstål än exempelvis en identisk transfcrmator av pansartyp.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 79Ü38l ïdmö /6 Pâ EQIIÉÄKEäV

1. Maskin för motståndsstumsvetsning av rör, vilken maskin är avsedd att placeras i de rör (2), som skall svetsas. och inne- fattar dels ett hus (3). vars längdaxel sammanfaller med cen- trumlinjen för de rör (2), som skall svetsas, på vilket hus en svetstransformator (4) är koaxiellt anordnad samt spännmeka- nismer (5,6) för fastspänníng av de rör, som skall svetsas, vilka mekanismer är försedda med individuella hydrauliska drívanordningar (7) för förflyttning längs husets centrumlínje och kopplade till tranformatorn (4), samt en mekanism (9) för smältning och stukning av rören, vilken är försedd med sin hydrauliska drívanordning (7) för förflyttning av densamma längs husets centrumlinje och rörelsenässigt förbunden med den ena spännmekanismen (5 eller 6), dels en på huset (3) anordnad hydraulpump (10) för inmatning av en drivvätska i de hydrau- liska drivanordningarna (7) för spännmekanismerna (5,6) och mekanísmen (9) för smältning och stukníng av rören och dels en på huset (3) anordnad mekanism (ll) för förflyttning av maski- nen längs centrumlinjen för de rör (2) som skall svetsas, k ä n n e t e c k n a d av att vid husets (3) motsatta ändar är stelt fästa två stödskivor (l2,l3) repektíve längs husets (3) centrumlinje anordnade förflyttbara mantlar (15-17), av vilka två mantlar (l5,l6) utgör en del av spännmekanismerna (5 resp. 6) medan den tredje manteln (17) utgör en del av meka- nismen (9) för smältning och stukning av rören. varvid spänn- mekanismens (5) ena mantel (15) är anordnad mellan stödskivan (12) och den andra spännmekanismens mantel (16) och kopplad med stödskivan (12) medelst den individuella hydrauliska driv~ anordníngen (7) för förflyttning längs husets (3) längdaxel, varvid manteln (15) dessutom ytterligare är rörelsemässígt förbunden med samma stödskiva (12), medan mekanismens (9) mantel (17) är anordnad i närhet av den andra stödskivan (13) och förbunden med densamma medelst sin individuella hydrau- liska drivanordning (7) för förflyttning längs husets (3) 10 15 20 25 30 35 7903818-8 f? längdaxel, varvid den andra spännmekanismens (6) mantel (16) är anordnad mellan mekanismens (9) mantel (17) och den första spännmekanismens (5) mantel (15) och förbunden med manteln (17) medelst sin individuella hydrauliska drivanordning (7) för förflyttning längs husets (3) centrumlinje. vilken mantel (16) dessutom ytterligare är rörelsemässígt förbunden med manteln (17).

2. Maskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att spännmekanismens (5) mantel (15) är rörelsemässigt förbunden med stödskivan (12) medelst spännhävstänger (18), vilka är anordnade líkformigt och symmetriskt i förhållande till husets (3) längdaxel. varvid spännhävstänqernas (18) ena ändar (19) är fästa vid stödskivan (12) medelst ett ledorgan (20). som gör det möjligt för nämnda ändar att svänga radiellt, medan var och en av hävstängernas (18) andra. mot den andra spänn- mekanismens (6) mantel (16) vända ändar (21) är medelst ett ledorgan (22) förbunden med en ände av en tillhörande isär- föringshävstâng (23). vars motsatta ände medelst ett ledorgan (24) radiellt svängbart är fäst vid en stödring (26), som är stelt fäst vid mantelns (15) närmast manteln (16) liggande ändyta (25). varvid spännhävstängernas (18) mot manteln (16) vända ändar (21) är anordnade att uppbära strömtíllförande spännbackar (27). vilka är kopplade till transformatorns (4) ena anslutningsklämma. I

3. Maskin enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att spännmekanismens (6) mantel (16) är rörelsemässigt förbunden med manteln (17) hos mekanismen (9) för smältning och stukning medelst spännhävstänqer (28), vilka är anordnade likformigt och symmetriskt i förhållande till husets (3) längdaxel och vilkas ena ändar (29) medelst ett ledorgan (20) radiellt svängbart är fästa vid mekanismens (9) mantel (17). medan var och en av deras andra mot manteln (15) vända ändar (30) medelst ett ledorqan (22) är förbunden med en ände av en till- hörande isärföringshävstâng (23). vars motsatta ände medelst ledorganet (24) radiellt svängbart är fäst vid stödringen (26). som är stelt fäst vid mantelns (16) närmast manteln (15) 10 15 20 25 30 35 79a3s1a~ß /8 liggande ändyta (25). varvid hävstängernas (28) ändar (30) är anordnade att uppbära strömtillförande spännbackar (27). vilka är kopplade till transformatorns (4) andra anslutníngsklämma.

4. Maskin enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a t av att den är försedd med rullstödorgan (14), vilka gör det möjligt för mantlarna (15-17) att röra sig längs husets centrumlinje.

5. Maskin enligt krav 4. k ä n n e t e c k n a d av att vid varje mantels (15-17) ändar likformigt längs och koncentriskt i förhållande till husets (3) axel spär (31) är upptagna, i vilka rullstödorganen (14) är radiellt förflyttbart anordnade.

6. Maskin enligt krav 5. k ä n n e t e c k n a d av att rullstödorganen (14) är anordnade i spåren (31) medelst _ excenteraxeltappar (32), vilka var och en vid sin ena ände är utformade med en kuggfläns (33), vars kuggar är anordnade att samverka med kuggar på respektive kuggstång (34). som är fäst vid respektive mantel (15-17) och avsedd att förhindra att resp. excenteraxeltapp (32) vrider sig. av att den individuella hydrauliska drivanordningen (7) för spännmeka- nismens (5) mantel (15) utgöres av en grupp av cylindrar (35), vars centrumlínjer är parallella med husets längdaxel, vilka

7. Maskin enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d cylindrar är anordnade symmetriskt kring huset (3) mellan manteln (15) och stödskivan (12). varvid cylindrarnas (35) hus (36) är stelt fästa vid manteln (15). medan kolvstängerna (37) är fästa vid stödskívan (12).

8. Maskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den individuella hydrauliska drivanordningen (7) för manteln (17) hos mekanismen (9) för smältning och stukning utgöres av en grupp av cylindrar (35), vars centrumlinjer är parallella med husets (3) längdaxel. vilka cylindrar är anordnade symmetriskt kring huset (3) mellan manteln (17) och stödskivan (13), var- vid cylindrarnas (35) hus (36) är stelt fästa vid stödskivan (13) medan deras kolvstänger (37) är fästa vid manteln (17) i mekanismen (9). 10 15 20 25 7903818-8 /9

9. Maskin enligt krav 1, K ä n n e t e c k n a d av att den individuella hydrauliska drivanordníngen (7) för spännmeka- nismens (6) mantel (16) utgöres av en grupp av cylindrar (35). vars centrumlinjer är parallella med husets (3) längdaxel, vilka cylindrar är anordnade symmetriskt kring huset (3) mellan spännmekanismens (6) mantel (16) och mekanismens (9) mantel (17). varvid cylindrarnas (35) hus (36) är stelt fästa vid manteln (16) medan deras kolvstänger (37) är fästa vid mekanismens (9) mantel (17).

10. Maskin enligt något av patentkraven 7~9, k ä n n e - t e c k n a d av att huset (36) øch kolvstången (37) hos den individuella hydrauliska drivanordningens (7) cylinder (35) är försedda med spår och utsprâng (38), med vars hjälp cylindrar- na (35) är stelt fästa i motsvarande utspräng och spår. vilka är utformade i mantlarna (15-17) repektive i stödskivorna (l2,l3).

11. Maskin enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att husets (3) utsida är beklädd med värmebenandlade insatsstycken (39). vilka tjänstgör som styrníngar för mantlarnas (15-17) rullstödorgan (14).

12. Maskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att svetstransformatorn (1) är anordnad så, att dess sekundärlind- nings anslutningsklämmor ligger mitt för den skarv (40), som skall svetsas.