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Vorrichtung zum Drehen zylindrischer Werkstücke, insbesondere beim
Schweißen von Umfangsnähten mittels Stützrollen Die Erfindung betrifft Vorrichtungen
zum Drehen zylindrischer Werkstücke; insbesondere beim Schweißen von Umfangsnähten
mittels Stützrollen. Derartige Vorrichtungen weisen Stützrollen auf, auf welchen
sich das zylindrische Werkstück um seine Längsachse drehen kann.
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Solche Vorrichtungen finden beispielsweise beim automatischen Lichtbogenschweißen
von Umfangsnähten an Röhren oder Kesselschüssen Verwendung. Dabei ruht der zu schweißende
zylindrische Körper auf den umlaufenden Stützrollen, so daß eine oder mehrere Umfangsnähte
kontinuierlich an einem oder mehreren feststehenden Schweißköpfen vorbeilaufen.
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Bei derartigen Vorrichtungen erweist es sich als nachteilig, daß das
zylindrische Werkstück sich in Richtung seiner Längsachse zu verschrauben versucht.
Hierdurch treten Verschiebungen der zu schweißenden Umfangsnähte mit Bezug auf die
feststehenden Schweißköpfe auf. Solche Verschraubungen sind vermutlich auf Formungenauigkeiten
der zu schweißenden Rotationskörper oder auf ungenaue Ausrichtung der Stützrollen
oder auf andere, nicht im einzelnen feststellbare Unregelmäßigkeiten zurückzuführen.
Die unerwünschte axiale Verschraubung kann unter Umständen durch Anschläge für die
Stirnseiten der zu schweißenden Werkstücke vermieden werden, wobei jedoch durch
die schweren Werkstücke unter Umständen sehr erhebliche Kräfte auf die Anschläge
ausgeübt werden. Aus diesen Gründen ist die Verwendung stirnseitiger Anschläge nicht
ratsam.
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Es ist bereits bekannt, zur axialen Förderung von zylindrischem Gut
Stützrollen zu verwenden, deren Achse um eine die Stützrollenachse rechtwinklig
schneidende Achse verdrehbar ist, wodurch Richtung und Geschwindigkeit der Förderung
einstellbar sind.
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Die Erfindung versucht, die Verschraubung von Rotationskörpern mittels
dreheinstellbarerStützrollen zu verhindern. Die Erfindung geht von einer Vorrichtung
zum Drehen zylindrischer Werkstücke, insbesondere beim Schweißen von Umfangsnälten
mit mindestens zwei, in einem axialen Abstand voneinander, jeweils symmetrische
zur Längsachse des Werkstückes angeordneter Paare von Stützrollen aus, deren Achsen
im wesentlichen parallel zueinander liegen und bei denen eine der Stützrollen jedes
Paares unverschiebbar angeordnet ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine Stützrolle um eine zu ihrer Achse rechtwinklig verlaufende Stützrollenschwenkachse
schwenkbar ist, welche mit der, durch den Angriffspunkt der betreffenden Stützrolle
an der Außenfläche des Werkstückes bestimmten Tangentialebene einen endlichen Winkel
einschließt, Durch jeweils entsprechende Einstellung der verschwenkbaren Stützrolle
kann der Verschraubung des zylindrischen Werkstückes entgegengewirkt werden, so
daß sich das Werkstück auf den Stützrollen ohne axiale Verschiebung drehen kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schneidet die Stützrollenschwenkachse
die Mitte der zugeordneten Stützrolle. Die Stützrollenschwenkachse kann hierbei
rechtwinklig zu der durch den Angriffspunkt der zugeordneten Stützrolle an der äußeren
Oberfläche des Werkstückes bestimmten Tangentialebene verlaufen. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß sich die Stützrolle verhältnismäßig leicht verschwenken läßt,
auch wenn das daraufliegende zylindrische Werkstück schwer ist.
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Die schwenkbare Stützrolle kann ihrerseits wiederum in einem Lagerkörper
gelagert sein, der um eine, zu der Achse der Stützrollen parallel verlaufende Achse
schwenkbar ist. Durch die Verschwenkung des Lagerkörpers kann die Stützrolle an
das zylindrische Werkstück herangehoben werden.
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Die Erfindung sieht nach einer weiteren Ausführungsform mindestens
einen gegen die Stirnseite des Werkstückes wirkenden, axial verschiebbaren Anschlag
für die Stirnflächen des zylindrischen Werkstückes vor, der über ein Gestänge die
Stützrollenschwenkachse der Schraubbewegung entgegenwirkend verstellt.
Die
Erfindung wird beispielsweise unter Bezug auf die Zeichnungen an Hand einiger Ausführungsformen
beschrieben. Es stellt dar F i g. 1 eine schematische Aufsicht auf ein Rollenbett
mit vier Stützrollen, deren eine gemäß der Erfindung schwenkbar ist, F i g. 2 eine
Seitenansicht auf eine einzelne schwenkbare Stützrolle, F i g. 3 eine Seitenansicht
auf eine einzelne Stützrolle, deren Drehachse anders ausgerichtet ist, F i g. 4
eine schematische Aufsicht auf ein Rollenbett, bei welchem ein Rollenpaar zu einer
Einheit zusammengefaßt ist, F i g. 5 eine schematische Aufsicht auf eine Vorrichtung
nach der Erfindung, bei welcher die erwähnte Gegenschraubbewegung selbsttätig ausgelöst
wird.
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Bei der in F i g. 1 der Zeichnungen schematisch dargestellten Vorrichtung
ruht ein zylindrisches Werkstück l auf vier, an ihren Umfängen mit Gummibelägen
versehenen Stützrollen 2. Eine derartige Vorrichtung kann zum Herstellen von Umfangsnähten
oder zur Durchführung anderer Arbeitsgänge verwendet werden. Die Stützrollen sind
in Rahmenteilen 3 derart gelagert, daß ihre Drehachsen parallel zueinander und parallel
zur Drehachse des Rotationskörpers 1 verlaufen. Die Drehachsen der beiden Rollenpaare
liegen in derselben Ebene, und ihr gegenseitiger Abstand ist zweckmäßig verstellbar,
um zylindrische Rotationskörper verschiedenen Durchmessers aufnehmen zu können.
Eine oder mehrere der Rollen können angetrieben sein, während die übrigen Rollen
leer laufen.
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Eine dieser Stützrollen ist auf einem Hilfsrahmen 4 derart angeordnet,
daß ihre Drehachse mit Bezug auf die Drehachsen der anderen Rollen geschwenkt werden
kann. Dadurch wird dem gedrehten Körper 1 eine Gegenschraubbewegung mitgeteilt,
welche einer unerwünschten Axialbewegung dieses Rotationskörpers entgegenwirkt.
Diese Rollenachse wird jeweils so eingestellt, daß die unerwünschte Axialbewegung
des gedrehten Körpers längs des Rollenbettes entweder ganz vermieden oder in einem
erträglichen Maß gehalten wird.
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Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform weist eine Stützrolle
6 auf, die auf einem Hilfsrahmen 7 mittels eines Zapfenlagers gehalten wird, in
welches ein an einem Hauptrahmen 9 befestigter Drehzapfen 8 eingreift. Der Hilfsrahmen
7 ist um den Drehzapfen 8 innerhalb einer Ebene zu verschwenken, welche durch die
Achsen sämtlicher Stützrollen hindurch- ; geht. Eine Verschwenkung der Rollenachse
um 5° ist durchaus ausreichend, um einem auf dieser Stützrolle aufliegenden zylindrischen
Rotationskörper eine Gegenschraubbewegung mitzuteilen, welche eine unerwünschte
Axialbewegung des Rotationskörpers verhindert. Der genaue Neigungswinkel wird jeweils
so gewählt, daß die Gegenschraubbewegung genau die jeweils auftretende unerwünschte
Axialbewegung des Rotationskörpers ausgleicht oder diese Axialbewegung zumindestens
innerhalb zulässiger Grenzen hält. c Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform
ist die Stützrolle 13 in einem Lagerkörper gelagert, welcher um einen Schwenkzapfen
14 verschwenkbar ist, der seinerseits in ein Zapfenlager eines Hilfsrahmens 15 hineinragt,
der wiederum fest am Haupt- E rahmen 17 angeordnet ist. Das Zapfenlager ist mit
Bezug auf die Vertikale derart geneigt, daß die Achse der Stützrolle 13 innerhalb
einer Ebene einstellbar ist, die im wesentlichen parallel zu der Tangentialebene
des Zylinders 1 am Berührungspunkt mit der Stützrolle 13 verläuft. Am Schwenkzapfen
14 ist ein Vorsprung 18 angeordnet, der mittels Einstellschrauben in Stellung gehalten
wird, welche ihrerseits in Böcke des Hauptrahmens 17 eingeschraubt sind.
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F i g. 4 der Zeichnungen zeigt eine Ausführungsform, bei welcher ein
Stützrollenpaar 25 als gemeinsam verschwenkbare Einheit angeordnet ist, wodurch
einem, auf diesem Rollenpaar und einem weiteren Stützrollenpaar 27 aufliegenden
zylindrischen Werkstück die erwähnte Gegenschraubbewegung mitgeteilt werden kann.
Die Rollen 25 werden von einem Hilfsrahmen 28 gehalten, der seinerseits um einen
Schwenkzapfen 29 mit Bezug auf den Hauptrahmen 30 verschwenkbar ist.
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Eine weitere Ausführungsform ist schematisch in F i g. 5 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform wird die erwähnte Gegenschraubbewegung dadurch bewirkt,
daß eine Stützrolle 50 jeweils dann mit Bezug auf die Achse eines zylindrischen,
auf ihr aufliegenden Werkstückes 1 geneigt wird, wenn eine unerwünschte Axialverschiebung
des Werkstückes eintritt. Anschläge 52, beispielsweise in Form von Rollen, liegen
an beiden Stirnseiten des zylindrischen Werkstückes an und sind an einem Gestänge
53 und an der Lagerung der Stützrolle 50 derart angelenkt, daß die Rolle 50 verschwenkt
wird, sobald das Gestänge 53 in Längsrichtung verschoben wird. Die an das Gestänge
53 angelenkten Anschläge 52 sind außerdem bei 55 an dem die Stützrollen haltenden
Hauptrahmen 51 schwenkbar angelenkt.
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Dreht sich das zylindrische Werkstück auf den Stützrollen in einem
Drehsinn und führt es eine unerwünschte Axialverschiebung in einer Richtung aus,
so wird der selbsttätige Ausgleich dieser unerwünschten Axialverschiebung dadurch
erzielt, daß der betreffende Anschlag 52 das Gestänge 53 in entgegengesetzter Axialrichtung
verschiebt, wodurch die schwenkbare Stützrolle 50 um ihre Schwenkachse 54 verschwenkt
wird. Wird der selbsttätige Ausgleich für die entgegengesetzte Drehrichtung des
zylindrischen Werkstückes gewünscht, so ist es notwendig, dieRolle 50 in
entgegengesetztem Sinn zu verschwenken, und die Rolle 50 muß infolgedessen dann
bei 56 und nicht bei 54 mit Bezug auf den Hauptrahmen schwenkbar angeordnet sein.