DE1615184C3 - Umlaufende Schweißvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Lichtbogenschweißen von Stumpfstößen an nichtdrehbaren Rohren mit einer teilbaren, die Rohre umgreifenden Spanneinrichtung und mit einem in der Spanneinrichtung konzentrisch zur Rohrachse drehbar gelagerten, teilbaren Antriebsring, der von einem ortsfesten Motor angetrieben wird und einen Schweißkopf trägt.

Aus der US-PS 3 102 187 ist eine Vorrichtung zum Schweißen von unverdrehbaren Rohrstücken bekannt, bei der an einer teilbaren, die Rohrstücke umgreifenden Spannvorrichtung eine ringförmige Zahnstange angebracht ist. Diese Zahnstange benutzt ein an einem die Schweißelektrode tragenden Schlitten angebrachter Motor als Abstützung, wenn er den Schlitten um die Rohrstücke bewegt.
Es sind auch schon Vorrichtungen zur Erfüllung derartiger Schweißaufgaben bekanntgeworden, bei denen der eigentliche Antriebsmechanismus für die Schweißelektrodenhalterung feststeht und letztere mittels einer um das Rohr kreisenden, teilbaren, ringförmigen Zahnstangen- oder Zahnradanordnung, mit der sie verbunden ist, um das Rohr bewegt wird. Solche Vorrichtungen sind z.B. in den US-PS 3 035 147, 2 914 653 und 3 042 787 beschrieben.

Allen den vorgenannten Vorrichtungen ist gemeinsam, daß sie nur zur Verwendung von nichtabschmelzenden Elektroden geeignet sind, wie etwa Wolframelektroden, da an ihnen keine Vorkehrungen dafür getroffen sind, wie die Abschmelzung beim Schweißen und die damit sich ergebende Verlängerung des Lichtbogens ausgeglichen werden könnten.

Eine Vorrichtung zu schaffen, die diese Frage in befriedigender Weise löst, ist die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe. Gelöst wird sie gemäß der Erfindung bei einer Schweißvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß ein zweiter teilbarer, von einem eignenen ortsfesten Motor angetriebener Antriebsring in der Spanneinrichtung konzentrisch zur Rohrachse gelagert ist, der auf das Schweißdraht-Vorschubgetriebe, das von dem ersten Antriebsring getragen wird, wirkt, und dessen relative Drehgeschwindigkeit im Verhältnis zu dem ersten Antriebsring die Draht-Vorschubgeschwindigkeit bestimmt.

Die US-PS 2 930 883 gibt zwar bereits eine Lösung an, bei der für einen Vorschub für den Schweißdraht während des Schweißumlaufs — bei dem übrigens das Rohr gedreht wird — gesorgt ist. Diese Lösung sieht ein Übersetzungsgetriebe zwischen dem Umlaufantrieb und der Vorrichtung für den Schweißdrahtvorschub vor. Da dieses Getriebe jedoch ein festes Übersetzungsverhältnis hat, kann der Schweißdrahtvorschub bei dieser Vorrichtung nicht sich ändernden Schweißbedingungen angepaßt werden, wie sie insbesondere beim Schweißen mit einer ein feststehendes Rohr umlaufenden Schweißvorrichtung auf Grund der Schwerkrafteinflüsse zwangläufig herrschen.

Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung kennt diesen Nachteil nicht, da sie einen eigenen, vom Schweißumlauf unabhängig steuerbaren Antrieb für den Schweißdrahtvorschub vorsieht und damit leicht und stufenlos sich ändernden Schweißbedingungen angepaßt werden kann.

Da der Schweißkopf und die Schweißdraht-Vorschubeinrichtung drehfest mit dem ersten Antriebsring verbunden sind, findet, wenn der die Drahtzufuhr bewirkende zweite Antriebsring sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit dreht wie der erste Antriebsring, kein Drahtvorschub statt. Erst wenn eine Differenz in den Winkelgeschwindigkeiten der beiden Antriebsringe vorhanden ist, was durch entsprechende Steuerung des dem zweiten Antriebsring eigens zugeordneten Motors zu erreichen ist, und sich der zweite Antriebsring schneller dreht als der erste, wird die Vorschubrolle über das Getriebe von dem zweiten Ring angetrieben, so daß diese Rolle jetzt Schweißdraht zu

dem Werkstück hin vorschieben kann. Infolge der Anordnung der Drahtvorschubrolle so nahe bei dem Werkstück erhält man einen viel genaueren Vorschub als es bisher möglich war.

Vorzugsweise haben die beiden Antriebsringe im wesentlichen gleiche Außendurchmesser und sind auf der Spanneinrichtung im Axialabstand voneinander angeordnet. Dadurch werden die Herstellung und der Zusammenbau der Vorrichtung erleichtert. Jeder Antriebsring ist vorzugsweise mit Zähnen versehen, die mit einem Antriebszahnrad im Eingriff stehen. Man kann die Antriebsringe jedoch auch reibungsschlüssig oder mittels eines Riemen- oder Kettentriebes antreiben.

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf eine Einrichtung bzw. Anordnung, durch welche die Anwendung der Vorrichtung zum Füllen von verschieden breiten und/oder tiefen Schweißrillen erleichtert wird.

Zur Veränderung der Breite der in einem Schweißgang abgelagerten Raupe kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Schweißkopf auf seinem Ring derart montiert sein, daß er sich in der Längsrichtung der Bohrung der Spanneinrichtung hin- und herbewegen kann. Diese hin- und hergehende Bewegung kann durch eine Kurvensteuerung gesteuert werden, die zwischen dem Schweißkopf und einer Welle angeordnet ist, die von dem zweiten Ring ihren Antrieb erhält, wobei vorzugsweise eine Einrichtung vorgesehen ist, die wahlweise eine Anlage an einer von mehreren, verschieden ausgebildeten Steuerkurven ermöglicht, so daß der Hub des Schweißkopfes verändert wird.

Die Kurvensteuerung zwischen der Welle und dem Schweißkopf kann eine langgestreckte Kulissenführung in einem Teil des Schweißkopfes und eine Anzahl von Zylindernocken aufweisen, die exzentrisch auf der Welle montiert sind und von denen jede in die Kulissenführung eingreifen kann. Die Nocken sind so ausgebildet, daß jede von ihnen dem Schweißkopf einen anderen erforderlichen Hub erteilt, wenn sie in die Kulisse eingreift, d. h., daß die Exzentrizitäten der Nocken verschieden sind. Vorzugsweise sind die Nocken auf der Welle in Axialabständen voneinander angeordnet, und diese ist mit einer Einrichtung versehen, mit der sie in verschiedenen, in Abständen voneinander angeordneten Stellungen gegenüber dem Schweißkopf angeordnet werden kann, so daß der erforderliche Nocken in die Kulissenführung eingreift.

Das Getriebe zwischen der Welle und dem zweiten Antriebsring kann die Form einer Anzahlvon Längsnuten haben, die in der Welle angeordnet sind und mit einem Zahnrad kämmen, das direkt oder über ein weiteres Getriebe von einem Rad angetrieben wird, an dem der zweite Antriebsring angreift. Wenn der zweite Antriebsring gezahnt ist, wird das Rad von einem mit dem zweiten Antriebsring kämmenden Ritzel gebildet.

Zum Füllen von relativ tiefen Schweißrillen bringt man vorzugsweise aufeinanderfolgende Lagen aus Schweißmaterial in die Rille ein, wobei der Schweißkopf nach dem Fertigstellen jeder Lage radial von der Rille wegbewegt und dann eine weitere Lage auf die vorhergehende aufgebracht wird. Erfindungsgemäß kann daher auch eine Einrichtung vorgesehen sein, die dazu dient, den Schweißkopf radial gegenüber der Bohrung zu verschieben, sowie eine Einrichtung, die bewirkt, daß diese Verschiebung mit der Drehung des ersten Ringes koordiniert ist, wobei diese Einrichtung vorzugsweise intermittierend bei jeder Umdrehung des ersten Ringes arbeitet.

Beispielsweise kann der Schweißkopf auf einem Schlitten montiert sein, der an dem ersten Antriebsring derart befestigt ist, daß der Schweißkopf gegenüber dem Schlitten im wesentlichen radial zu den zu schweißenden Rohren verschiebbar ist. Diese Radialbewegung des Schweißkopfes kann mittels einer Schraubverbindung zwischen dem Schweißkopf und einem Stirnrad bewirkt werden, das um eine zur Mittelachse

ίο des Antriebsringes radiale Achse drehbar gelagert ist und an einem oder mehreren ortsfesten Vorsprüngen, beispielsweise an der Spanneinrichtung befestigten Sperrzähnen angreifen kann.

Bei einer Drehung des ersten Antriebsringes gegenüber der Spanneinrichtung greift das Stirnrad intermittierend an den Sperrzähnen an und wird dadurch gedreht; diese Drehung wird durch die Schraubverbindung in eine Translationsbewegung des Schweißkopfes umgewandelt. Die Anzahl der Sperrzähne und die Stei-

ao gung der Schraubverbindung sind vorzugsweise so gewählt, daß die Axialbewegung des Schweißkopfes während jeder vollständigen Umdrehung des ersten Antriebsringes der Dicke der während jeder Umdrehung abgelagerten Lage des Schweißmetalls entspricht.

Die Schraubverbindung zwischen dem Schweißkopf und dem Stirnrad besitzt vorzugsweise eine Stange, die an ihrem einen Ende mit dem Stirnrad und an ihrem anderen Ende derart mit dem Schweißkopf verbunden ist, daß dieser quer zu der Stange bewegbar ist und die Kurvensteuerung unabhängig auf den Schweißkopf wirken kann. Die Gewinde der Schraubverbindung können zwischen dem Stirnrad und der Stange oder zwischen der Stange und dem Kopf vorgesehen sein.

Vorzugsweise hat die Stange ein Steilgewinde, das in

eine Steilgewindebohrung des Stirnrades eingreift, und die Stange wird von dem ersten Antriebsring mittels eines Tragorgans getragen. Dieses Tragorgan und die ihm zugekehrte, radial innere Seite des Stirnrades sind mit zusammenwirkenden Kupplungsteilen versehen.

Der Kupplungsteil an dem Stirnrad steht unter einer ■ Federbelastung, die im Sinne seines Eingriffs in den Kupplungsteil an dem Tragorgan wirkt. Das Stirnrad und mit ihm die Stange werden gewöhnlich formschlüssig gegen eine Drehung gehalten, so daß der Schweißkopf in seiner axialen Stellung verriegelt ist. Wenn jedoch das Stirnrad an den Sperrzähnen angreift, gestattet die Federbelastung, daß sich der Kupplungsteil an dem Stirnrad gegenüber dem Schaltkupplungsteil an dem Tragorgan dreht, so daß die Kupplung während der Axialverstellung des Schweißkopfes durchdreht.

In den F i g. 1 bis 7 der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche nachstehend im einzelnen näher beschrieben sind, dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform der.erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 und 3 Einzelheiten der Einrichtungen zum Vorschub des Schweißdrahtes bzw. zur Radialbewegung des Schweißkopfes bei der Vorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 4 eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung nach F i g. 1,

F i g. 5 und 6 Einzelheiten der Vorrichtung gemäß F i g. 4 in zueinander senkrechten Schnitten entlang den Linien V-V und VI-VI,

F i g. 7 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Anschweißen eines U-Formstücks an zwei parallele Rohre.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist die Spanneinrichtung 2 diametral in zwei Teile 2a, 2b geteilt, welche die beiden Hälften einer Bohrung 4 begrenzen. Die Teile sind in einer Stellung gezeigt, in der sie um das Scharnier 6 aufgeschwenkt sind. Im geschlossenen Zustand können die Teile mit der Spannschraube 8 und dem Sperransatz 10 aneinander befestigt werden. Die Spanneinrichtung hat eine mit der Bohrung konzentrische Ringnut 12, in der die beiden Hälften 14a, 14ö eines diametral geteilten, ersten Antriebsringes 14 angeordnet sind. Der Antriebsring 14 hat in seiner Oberseite eine ähnliche, aber kleinere Ringnut 15, in der ein zweiter Antriebsring 16 angeordnet ist, der ebenfalls diametral in zwei Hälften geteilt ist.

Der zweite Antriebsring ist mit einem radial auswärts vorstehenden Flansch 18 versehen, der einen erhabenen äußeren Rand 20 des ersten oder unteren Ringes überlappt und radial über diesen Rand hinaus vorsteht. Die Oberfläche des Flansches 18 und die obere Fläche eines erhabenen, inneren Randes 21 des unteren Ringes liegen im wesentlichen in einer Ebene. Beide Ringe sind mit je einem Zahnantrieb versehen. Die Zähne des ersten Antriebsringes sind um den Umfang eines Flansches 22 herum angeordnet, der von der Außenumfangsfläche des äußeren Randes 20 radial vorsteht. Die Zähne des zweiten Antriebes sind um den Umfang des vorstehenden Flansches 18 dieses Ringes herum angeordnet. Die Ringnuten der Spanneinrichtung und des unteren Antriebsringes sowie die in diesen Nuten sitzenden Teile des unteren und des oberen Antriebsringes sind mit radial angeordneten Rippen 24 und Nuten 26 ausgebildet, die eine Axialverschiebung zwischen diesen Teilen verhindern.

Mit der oberen Fläche des radial inneren Flansches 32 des unteren Antriebsringes ist ein bogenförmiges Tragorgan 27 verschraubt, das einen Schweißkopf 28 und eine Drahtvorschubeinrichtung 30 trägt. Das Tragorgan 27 steht über den oberen Antriebsring radial auswärts und über dessen obere Fläche aufwärts vor. Infolge dieser Anordnung der Teile erhält man keine Baumaße.

Die Drahtvorschubeinrichtung 30 besitzt zwei Führungsrohre 34, 36, die mit je einem düsenförmigen Teil versehen sind, der sich zum Austrittsende des Führungsrohres hin verjüngt. Das Führungsrohr 34 ist vor und das Führungsrohr 36 ist nach zwei einander entgegengesetzten Drahtvorschubrollen 38, 40 angeordnet, von denen die Rolle 40 über ein Getriebe von dem zweiten Antriebsring angetrieben wird. Der düsenförmige Teil des Führungsrohres 36 zeigt zu dem Raum zwischen der Spitze der Drahtelektrode und einem rohrförmigen Werkstück hin, die von der Spanneinrichtungfestgehalten wird.

Das Getriebe zwischen der angetriebenen Vorschubrolle und dem zweiten Antriebsring 16 besitzt eine Spindel 42, an deren oberem Ende die Rolle und an deren unterem Ende ein Ritzel 44 befestigt ist. Das Ritzel 44 greift in einen Zahnring 46 ein, der an seiner radial äußeren Fläche mit Zähnen versehen und an der oberen Fläche des zweiten Antriebsringes derart befestigt ist, daß die obere Fläche des Zahnringes mit der oberen Fläche des auswärts vorstehenden Flansches 18 des zweiten Antriebsringes im wesentlichen in einer Ebene liegt. Das Ritzel 44 ist in einem Ringraum 48 zwischen den Zähnen des Zahnringes und dem radial inneren Rand des Flansches angeordnet.

Der vor den Drahtvorschubrollen in das Führungsrohr 34 eintretende Draht wird von einer Haspel 50 abgezogen, die von der Vorrichtung getrennt sein kann. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Haspel durch einen Arm 52 mit dem ersten Antriebsring 14 drehfest verbunden. Bei dieser Anordnung der Haspel an der Vorrichtung muß die Haspel gewöhnlich derartige Abmessungen haben, daß sie vollständig innerhalb der zur Achse der Spanneinrichtung parallel projizierten, radialen Begrenzungen des Schweißkopfes und der Drahtvorschubvorrichtung liegt, so daß keine Gefahr eines Angriffs der Haspel an einem zu schweißenden Rohr besteht, wenn der Schweißkopf um dieses Rohr herum bewegt wird.

Die Antriebseinrichtung für die beiden Antriebsringe 14, 16 besitzen je eine Schnecke 60, 62, die mit dem verzahnten Flansch 22, 18 kämmt. Die beiden Schnekken sind auf entgegengesetzten Seiten der Spanneinrichtung angeordnet. Die Schnecken können durch Getriebe mit einem geeigneten, gemeinsamen Motor oder mit zwei getrennten Motoren verbunden sein. Bei der Antriebseinrichtung für den ersten Antriebsring, d. h. für den Schweißkopf, umfaßt das Getriebe eine nur schematisch angedeutete Steuereinrichtung 64 zur Steuerung der Drehzahl, so daß die Geschwindigkeit der um das Rohr herumgehenden Bewegung des Schweißkopfes geändert werden kann. Das zweite Getriebe umfaßt ebenfalls eine schematisch angedeutete Steuereinrichtung 66 zur vorzugsweise stufenlosen Steuerung der Drehzahl, so daß der zweite Antriebsring, der zum Antrieb der Drahtvorschubrolle dient, entweder mit derselben Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden kann wie der erste Antriebsring, so daß kein Drahtvorschub erhalten wird, oder mit einer gewählten, anderen Winkelgeschwindigkeit, so daß ein Drahtvorschub mit jeder gewünschten Geschwindigkeit erfolgen kann. Eines der beiden Getriebe kann ferner ein Gesperre haben, das verhindert, daß der erste Antriebsring mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit gedreht wird als der zweite. In diesem Fall würde nämlich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Drahtvorschubrolle in einer solchen Richtung gedreht werden, daß der Draht von der Elektrode wegbewegt und aus den Führungsrohren herausgezogen wird.

Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung besitzt ferner eine Einrichtung zum radialen Verschieben des Schweißkopfes nach jedem um den Umfang herumgehenden Schweißgang, so daß beim Auftragen der nächsten Schweißlage die Schweißelektrode sich in demselben Abstand von der Werkstückoberfläche befindet.

Wie F i g. 3 zeigt, besitzt diese Einrichtung eine Gleitführung 70, die an dem Tragorgan 27 befestigt und auf welcher der Schweißkopf 28 gegenüber der Bohrung der Spanneinrichtung radialbeweglich angeordnet ist. Eine an dem Schweißkopf befestigte Stange 72 greift mit einer Schlitz- und Zapfen-Verbindung 74 in eine Bohrung in einem Endtragstück 76 ein, das mit der Gleitführung 70 einstückig ist. Auf diese Weise wird eine Drehung der Stange verhindert.

Im Bereich ihres äußeren Ende trägt die Stange ein Stirnrad 78, mit dem die Stange durch eine Steilgewinde-Verschraubung 80 verbunden ist. An den Endtragstücken 76 und dem Stirnrad 78 sind die beiden Hälften einer Rutschkupplung 81 in Form von ineinandergreifenden Zahnscheiben angeordnet. Zwischen dem Schweißkopf und dem Tragstück ist eine Feder 82 angeordnet, die den Schweißkopf radial einwärts zu bewegen und die Kupplungsteile im Eingriff miteinander zu halten trachtet, so daß sich das Stirnrad 78 nicht frei drehen kann.

In der Bahn des mit dem ersten Antriebsring 14 umlaufenden Stirnrades 78 ist eine Gruppe von Sperrzähnen 84 (Fig. 1) angeordnet, die an der Spanneinrichtung 2 befestigt sind. Wenn das Stirnrad gegen die Sperrzähne anläuft, wird auf das Stirnrad ein Drehnioment ausgeübt, das genügt, um die Kraft der Feder 82 zu überwinden, so daß die Kupplung durchrutscht und das Stirnrad sich dreht. Infolge der Gleitverbindung 74 kann sich dagegen die Stange 72 nicht drehen.

Die Steilgewinde-Verschraubung 80 zwischen der Stange und dem Stirnrad bewirkt daher eine Axialverschiebung der Stange, so daß der Schweißkopf radial auswärtsgezogen wird. Diese Verschiebung findet nach jeder vollständigen Umdrehung des ersten Antriebsringes 14 statt.

In der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform sind die Hälften der Spanneinrichtung und die Antriebsringe ähnlich wie in F i g. 1 angeordnet, ebenso der Antrieb für die Drahtvorschubeinrichtung. Es ist daher nur jene Hälfte der Vorrichtung gezeigt, in welcher der wesent- so liehe Konstruktionsunterschied gegenüber der zuerst beschriebenen Ausführungsform vorhanden ist. Dieser Unterschied betrifft die Anordnung des Schweißkopfes 28.

Der Schweißkopf wird wie in der vorhergehenden Ausführungsform von dem Tragorgan 27 getragen, doch es ist zwischen diesen Teilen ein sie verbindender Schlitten 86 vorgesehen, der eine radiale und axiale Bewegung des Schweißkopfes gegenüber der Bohrung der Spanneinrichtung gestattet.

Der Schlitten für den Schweißkopf besitzt einen oben offenen, rechteckigen Kasten 88, der von einer Tragplatte 89 vorsteht. In dem Kasten 88 sitzt passend ein unten offenes U-Profil 90, das in seinem Steg einen zentralen, rechteckigen Schlitz 92 besitzt. Der Schweißkopf 28 ist an der oberen Fläche eines Blockes 94 befestigt, der eine durch den Schlitz 92 vorstehende Zunge 104 besitzt. Flügel 96 verhindern eine Verschiebung der Zunge nach oben aus dem Schlitz, so daß sich die Zunge nur in der Längsrichtung des Schlitzes bewegen kann.

Die Flansche des U-Profils 90 sitzen in einander gegenüberliegenden Vertiefungen 91 in den Seitenwänden des Kastens 88, so daß dieses U-Profil und der Schweißkopf sich gemeinsam vertikal bewegen können. Diese Bewegung wird durch eine Kurvensteuerung gesteuert.

Im unteren Bereich der Zunge ist eine horizontale Kulisse 106 ausgebildet, die sich parallel zur Achse des Schweißkopfes 28, d. h. radial zu den Antriebsringen 14, 16 erstreckt. An der Tragplatte 89 ist ferner ein Lagerkörper 108 für eine Welle 110 befestigt, die sich quer zu der Längsrichtung der Kulisse 106 erstreckt und durch einen Raum 107 in der Seitenwand des Kastens 88 in die Kulisse vorsteht. An ihrem Ende trägt die so festgelegte Welle drei zu ihr exzentrische Zylindernocken 112, die einen solchen Durchmesser haben, daß sie satt passend in die Kulisse eingreifen können. Die Exzentrizitäten einander benachbarter Nocken differieren um 3,2 mm.

Im Bereich des Lagerkörpers 108 besitzt die Welle 110 drei in Abständen voneinander angeordnete Nuten 114. Der Lagerkörper ist mit einer Klemmschraube 98 versehen, die dazu dient, eine Feststelleinrichtung in Form eines halben Seegerrings 100 in einer Nut festzulegen, die in der Außenfläche des Lagerkörpers vorgesehen ist. An ihrem äußersten Ende trägt die Welle 110 einen Handgriff 102, mit dessen Hilfe sie in ihrem Lagerkörper äxialverschiebbar; ist- so daß ' die' gewünschte Nut in den Bereich der Feststelleinrichtung bewegt werden kann. Dadurch werden die Nocken 112 quer zu der Kulisse 106 bewegt, so daß beim Eingriff der Feststelleinrichtung 100 in jede Nut 114 zum axialen Festlegen der Welle 110 eine andere Nocke in.die Kulisse eingreift. .' , ' ;■

Einwärts von den Nuten 114 trägtdie Welle ein Schraubenrad 116, das mit einem Schraubenrad 118 kämmt, das von dem oberen Ende einer weiteren Welle 120 getragen wird, die das Tragorgan 27 parallel zu der Achse der Antriebsringe durchsetzt. Diese weitere Achse trägt ein nicht gezeigtes, weiteres Stirnrad, das direkt unter dem Schraubenrad 118 angeordnet ist und mit einem nicht gezeigten Stirnrad kämmt, das am oberen Ende einer Parallelwelle 126 angeordnet ist, die ebenfalls die Tragplatte 27 durchsetzt. Die Welle 126 trägt an ihrem unteren Ende ein Ritzel 128, das in den Zahnring 46 eingreift, der an der oberen Fläche des zweiten Antriebsringes 16 befestigt ist. Wie in der zuerst beschriebenen Ausführungsform ist das mit den Zähnen des Zahnringes 46 kämmende Ritzel 128 ebenfalls in dem Ringraum zwischen dem Zahnring 46 und dem Flansch 18 angeordnet.

Wie bereits vorstehend an Hand des Antriebes für die Drahtvorschubeinrichtung angegeben wurde, bewirkt eine Verdrehung der beiden Ringe 14 und 16 mit verschiedenen Winkelgeschwindigkeiten ein Drehen des Ritzels 128, so daß über das mit ihm verbundene Getriebe eine Drehung auf die Welle 110 übertragen wird, welche den Nocken 112 trägt. Infolgedessen erteilt der in die Kulisse 106 eingreifende Nocken dem Schweißkopf eine hin- und hergehende Bewegung parallel zu der Achse der Antriebsringe.

Durch die Auswahl des in die Kulisse eingreifenden Nockens wird der Hub des Schweißkopfes so festgelegt, daß sich der Schweißkopf über die ganze Breite der vorbereiteten Schweißrille hin- und herbewegt, so daß die Rille vollständig mit dem Schweißmetall gefüllt wird.

Durch den Eingriff der Zunge 104 in den Schlitz 92 wird eine Bewegung des Schweißkopfes relativ zu dem Schlitten in einer zur Achse der Antriebsringe radialen Richtung ermöglicht. Die diese Bewegung erzeugende Einrichtung ähnelt jener, die vorstehend an Hand der F i g. 2 und 3 beschrieben wurde. An ihrem von der Achse der Antriebsringe am weitesten entfernten Ende trägt die Zunge 104 ein gekröpftes Glied 130, das durch eine Öffnung 132 in der Außenwand des Kastens 88 vorsteht. Der freie Arm 134 des gekröpften Gliedes 130 besitzt einen Schlitz 136, dessen Längsrichtung zu der Achse der Antriebsringe parallel ist. Das eine Ende der Stange 72 durchsetzt diesen Schlitz, so daß der Schweißkopf radialbewegbar ist. Das gekröpfte Glied und die Stange sind so miteinander verbunden, daß sie in der Axialrichtung der Stange gemeinsam beweglich sind. Der Schlitz gestattet jedoch eine freie Bewegung des gekröpften Gliedes und mit ihm des Schweißkopfes quer zu der Stange, so daß die vorstehend beschriebene hin- und hergehende Bewegung des Kopfes möglich ist, während die bei jedem Umlauf des Schweißkopfes erfolgende, radial auswärtsgerichtete, intermittierende Bewegung durch den Anschlag begrenzt ist.

Die Umwandlung der Drehbewegung des Stirnrades 78 in eine Radialbewegung des Schweißkopfes 28 kann auch auf andere als die vorstehend beschriebene Weise erfolgen. Insbesondere kann die Stange 72 an jeder Stelle, an der sie den Schlitz 132 des an dem Block

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ίο

befestigten, gekröpften Gliedes .130 durchsetzt, mit einem Gewinde versehen sein, in das die Seiten des Schlitzes eingreifen, so daß das gekröpfte Glied durch die Drehung der Stange axialverschiebbar und der Schlitz in seiner Längsrichtung quer zu der Stange bewegbar ist. In diesem Fall durchsetzt die Stange frei das Endtragstück 76 und ist das Stirnrad an der Stange befestigt. Eine der soeben beschriebenen ähnliche Wirkung erhält man, wenn das Stirnrad in die Sperrzähne 84 eingreift, mit dem Unterschied, daß sich dann die Stange 72 dreht und die Axialbewegung an der Stelle des Eingriffs der Stange in den Schlitz und dicht an der Stelle des Eingriffs der Stange in das Stirnrad erzeugt wird.

In den beschriebenen Anordnungen kann der Schweißkopf gleichzeitig parallel zu der Achse der Antriebsringe hin- und herbewegt und radial zu den Antriebsringen bewegt werden, so daß eine tiefe und breite Schweißrille in einem einzigen Arbeitsgang einfach dadurch gefüllt werden kann, daß die beiden Antriebsringe mit verschiedenen Winkelgeschwindigkeiten kontinuierlich gedreht werden.

An Hand der bisher beschriebenen Ausführungsformen ist deren Anwendung zur Erzeugung einer einzelnen Schweißnaht erläutert.

Zum gleichzeitigen Schweißen von zwei Nähten kann man auch eine Vorrichtung gemäß F i g. 7 verwenden, insbesondere zum Verbinden eines U-Formstücks mit zwei parallelen Rohren. Die Spanneinrichtung 140 besitzt eine Bohrung 142, deren oberer Teil halbtoroidförmig ist und zum Festlegen eines anzuschweißenden U-Formstücks dient. Die beiden Enden des U-Formstücks werden gleichzeitig mit Hilfe der beiden Schweißköpfe 28 angeschweißt, die durch je eine Antriebsringanordnung parallel betrieben werden.

ίο Auf der einen Hälfte der Spannvorrichtung ist eine mit den ersten Antriebsringen 14 drehfeste, gemeinsame Antriebswelle 144 montiert, die mit Schnecken 146 versehen ist. Auf der anderen Hälfte der Spanneinrichtung ist eine mit Schnecken 150 versehene, gemeinsame Welle 148 zum Drehen der beiden zweiten Antriebsringe 16 vorgesehen.

Dieses letzte Ausführungsbeispiel erläutert die Möglichkeit der Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Mehrfachschweißen. Die in F i g. 7

so gezeigte Vorrichtung kann so abgeändert werden, daß sie gleichzeitig auf weitere U-Formstücke einwirkt oder zum gleichzeitigen Schweißen von mehreren parallelen Paaren von stumpf gestoßenen, geraden Rohren oder für jede Kombination dieser Möglichkeiten verwendet werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für das Lichtbogenschweißen von Stumpfstößen an nichtdrehbaren Rohren mit einer teilbaren, die Rohre umgreifende Spanneinrichtung und mit einem in der Spanneinrichtung konzentrisch zur Rohrachse drehbar gelagerten, teilbaren Antriebsring, der von einem ortsfesten Motor angetrieben wird und einen Schweißkopf trägt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter teilbarer, von einem eigenen ortsfesten Motor (66) angetriebener Antriebsring (16<1, I6b) in der Spanneinrichtung (2a, 2b) konzentrisch zur Rohrachse gelagert ist, der auf das Schweißdraht-Vorschubgetriebe (30, 40), das von dem ersten Antriebsring (14£>) getragen wird, wirkt, und dessen relative Drehgeschwindigkeit im Verhältnis zu dem ersten Antriebsring die Draht-Vorschubgeschwindigkeit bestimmt.

2. Schweißvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der beiden Ringe (14, 16) bzw. deren Antriebsmechanismus eine Steuereinrichtung (64, 66) zur siufenlosen Drehzahländerung zugeordnet ist.

3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine die Winkelgeschwindigkeit des zweiten Rings (16) wenigstens gleich oder größer als die des ersten Rings (14) haltende Sperrvorrichtung.

4. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antriebsring (16) in einer Ringnut (15) des ersten Antriebsrings (14) drehbar gelagert ist.

5. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebsringe (14, 16) gleiche Außendurchmesser aufweisen und mit Außenverzahnungen (22, 18) zum Eingriff von Antriebsschnecken (60, 62) versehen sind.

6. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antriebsring (16) eine innenliegende Verzahnung (46) aufweist, welche mit einem an dem ersten Antriebsring (14) drehbar gelagerten Ritzel (44) in Eingriff steht, das mit einer oder mehreren Vorschubrollen (40) der Schweißdraht-Vorschubeinrichtung verbunden ist.

7. Schweißvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Vorschubrolien (40) Führungen (34, 36) für den Schweißdraht vor- und bzw. oder nachgeordnet sind.

8. Schweißvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Anwendung bei einer Außenschweißvorrichtung.