DE2505666A1 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen anschweissen von aufsteckflanschen - Google Patents

Description

13.1.1975 at/ne

7505666

Kennwort: . M& 922

Erfinder: Bauer

Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Anschweißen von Aufsteckflanschen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Anschweißen von Aufsteckflanschen an Rohre, wobei Rohr und Flansche unter Drehung miteinander verschweißt werden.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Aufsteckflansche mit einem Rohr zu verbinden, wobei der Flansch auf -das Rohrende aufgeschoben wird und anschließend der Flansch bei seit ig mit der Rohrmantelflache durch Haridschweißung verbunden wird. Diese Art der Flanschherstellung ist aufgrund des hohen Zeitaufwandes sehr unwirtschaftlich und darüberhinaus besteht auch die Gefahr, daß bei der Handschweißung Schweißfehler auftreten. Dadurch ergibt sieh eine oft zeitraubende Nachbearbeitung, so daß die Herstellung derartiger Flansch-Rohrverbindungen mit erheblichen Kosten verbunden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist-, die Flansche automatisch auf dem Rohr anzuschweißen, wobei sichergestellt ist, daß eine optimale Schweißverbindung zwischen den miteinander zu verbindenden Teilen erhalten wird. >

Zur Lösung der genannten Aufgabe, wird gemäß der Erfindung vorge-

Je
sehlagen, daß die Flansche auf ein Spannfutter aufgesteckt werden, daß dann die beiden Spannfutter gegeneinander so verfahren werden,

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ORIGINAL INSPECTED

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daß sie an den Stirnenden des dazwischen angeordneten Rohres druckfest zur Anlage kommen und dabei die Flansche auf das Rohr aufgeschoben werden, daß in dieser Stellung die Plansche an das Rohr.angeheftet werden, daß anschließend die Spannfutter in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren werden, daß dann das Rohr mit den Flanschen aus seiner Heftposition in die Schweißlage überführt wird, in welcher der Schweißvorgang durchgeführt wird.

Zur ordnungsgemäßen Ausrichtung des Aufsteckflansches in Bezug auf das Rohr, ist es gemäß der Erfindung von Vorteil, wenn der Flansch auf einem Vorsprung des Spannfutters aufgeschoben und mittels eines Zentrierzapfens ausgerichtet wird.

Um ein gleichmäßiges Aufschieben der beiden Flansche auf die Rohrenden zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn die Spannfutter nacheinander verfahren werden.

Von besonderem Vorteil Ist es schließlich noch, wenn beim Anheften der Flansche an das Rohr, dieses zwischen den Spannfutter frei gedreht wird.

Durch diese freie Drehung des Rohres, dessen Enden ja von den Spannfutter gehalten sind, ist sichergestellt, daß nicht nur die Aufsteckflansche ordnungsgemäß auf das Rohr aufgesteckt sind, sondern daß auch der sich aufgrund der Toleranzen von Flanschinnendurchmesser und Rohraußendurchmesser ergebende Schweißspalt rundum stets das gleiche Maß aufweist. Dabei ist es- und dies ist hierbei von wesentlicher Bedeutung - unerheblich, wenn nun das Rohr über seine Länge hinweg mehr oder weniger gekrümmt ist. Bedingt durch diese "Freidrehung" ist sichergestellt, daß die eingespannten Rohrenden mit den daraufsitzenden Flanschen eine gemeinsame Drehachse aufweisen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, eignet sich in vorteilhafter Welse eine Vorrichtung, bestehend aus zwei in einer Flucht einander gegenüberliegend angeordnete, verstellbare Spannfutter, aus wenigstens zwei zwischen den Spannfutter vorge-

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sehene Rollenböcke zur Aufnahme des Rohres, aus im Bereich der Spannfutter angeordnete, horizontal und vertikal verstellbare Brenneraggregate, sowie aus einem ersten Antrieb zum Drehen des Rohres während des Heftens und aus einem zwei ten Antrieb zum Drehen der Rohre während des Schweißens der umlaufenden Naht.

Um den Aufsteckflansch auch sicher auf dem Spannfutter positionieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn am inneren Ende eines jeden Spannbackens (des Spannfutters) jeweils ein erhabenes Segment angeordnet ist.

Auf diesen Vorsprung, dessen Stirnseite gemäß einem weiteren Erfindungsvorschlag eine Spitzverzahnung aufweist, werden die Aufsteckflansche aufgeschoben, welche dann mit dem Rohr in einer Flucht liegen, das mit seinen beiden Stirnseiten von der Verzahnung des Vorsprunges eines jeden Spannfutters gehalten ist.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß das Spannfutter an einem in seiner Höhe verstellbaren Reitstock vorgesehen ist, dem seinerseits ein Horizontalverstellantrieb zugeordnet ist.

Durch die Höhenverstellung des Reitstockes und damit des Spannfutter ist gewährleistet, daß während des Anheftvorganges der Flansche an das Rohr, letzteres frei getragen ist. Da lediglich ein Antrieb der Spannfutter eingeschaltet ist, wird die Drehbewegung dieses Spannfutters über das Rohr, welches in diesem Falle als eine "Königswelle" wirkt, auf das gegenüberliegende Spannfutter übertragen.

Durch diese erzwungene Mitnahme des nicht angetriebenen Spannfutters mit dem darin gespannten Flansch ist ein exaktes Fluchten der Bolzenlöcher der einander gegenüberliegenden Flansche gewährleistet.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die beiden Reitstöcke von einem Maschinenbett der Vorrichtung getragen sind, und daß an diesem Maschinenbett zur Unterstützung des Rohres Rollenböcke vorgesehen sind, von denen wenigstens einer verschiebbar angeordnet ist.

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Diese Rollenböcke treten nach dem Heftvorgang dann wirksam in Aktion, wenn Rohr und Ansteckflansch miteinander verschweißt werden.

Da die Rohre nach dem erfolgten Heften in den Rollenböcken mit umlaufenden Rundnähten fertig geschweißt werden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, wenigstens einen der Rollenböcke mit einem Rollenantrieb auszustatten.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung, mit welcher das erfindungsgemäße Schweißverfahren durchführbar ist, in Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung.

in der Zeichnung sind dargestellt, in

eine Gesamtansicht der Vorrichtung (Seitenansicht);

eine Draufsicht der Vorrichtung;

eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;

eine weitere Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 1;

eine Vorderansicht eines Spannfutters;

eine Seitenansicht gemäß Fig. 5 und

Fig. 7 die gegenseitige Anordnung von Flansch und Rohr zusammen mit dem Spannfutter.

In den Fig. 1 und 2 ist eine vollautomatisch arbeitende Schweißmaschine 10 (Vorrichtung) dargestellt. Die Schweißmaschine 10 ist im wesentlichen zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem ortsfesten Teil 12 und einem beweglichen Teil 14, welche beide auf einem Maschinenbett 16 angeordnet sind.

Am linken Ende (Figl 1) des Maschinenbettes 16 ist ein Rahmen angeordnet, dessen Oberseite eine Führung 20 für einen horizontal verschiebbaren Reitstock 22 aufweist.

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Zur Hin - und Herbewegung dient ein in der Ratimenmitte befestigtes Kolben-Zylinderaggregat 24. Das freie Ende der Kolbenstange 26 ist bei 28 am Reitstock 22 angelenkt. In Fig. 1 ist die Ruhestellung des Reitstockes 22, d.h. die Kolbenstange 26 ist zurückgezogen, dargestellt.

Auf einer oberen Plattform 30 des Reitstockes 22 ist ein Lagergehäuse 32 zur Aufnahme der Spindel für ein Spannfutter 34 vorgesehen. Die Verbindung zwischen Plattform 30 und Lagergehäuse 32verfolgt über Vertikal führungen 36, zwischen denen ein Hubzylinder 38 angeordnet ist. Der Kubzylinder ist mit einer (nicht dargestellten) Druckquelle verbunden und dient für einen noch zu.beschreibenden Zweck zur Vertikalverstellung des im Lagergehäuse vorhandenen Spindelstockes und damit des Spannfutters 34.

Oberhalb des Lagergehäuses 32 und von diesem getragen, ist ein Stellmotor 40 vorgesehen. Dieser Stellmotor steht mit dem Spannfutter 34 in Eingriff und dient nicht nur zur Einstellung der Spannbacken 42^ sondern gleichzeitig auch aisiantriebfür das Spannfutter 34 während des Heftvorganges.

Wie insbesondere aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, besitzt das Futter 34 drei Spannbacken 42, welche in an sich bekannter Weise durch den Stellmotor 40 in ihren Führungsbahnen 44 zum Zwecke des Spannens bzw. des Lcsensjhln- und herverfahrbar ausgebildet sind* Im Zentrum des Spannfutters (vgl. hierzu Fig. f>) sind die Spannbacken 42 winkelig ausgebildet und tragen in diesem Bereich erhabene Segmente 46, die in der inneren Endstellung der Spannbacken 42, d.h.wenn die Spannbacken aneinander stoßen, einen kreisringförmigen Vorsprung 48 bilden. . ;

Die Stirnseite des Vor Sprunges 48 weist eine*Tverzahnung49 auf, welche in noch zu beschreibender Weise mit einen zu verschweißenden Rohr 62 in Wirkverbindung gelangt.

Wie weiterhin Fig. 5 zeigt, ist in einer Führung 50-""ein Schlitten 52 angeordnet, der über einen Spindeltrieb 54 manuell verstellbar ist. Am Schlitten 52 ist ein Zeiger 56 angebracht, der mit eingr»

auf der Führung 50 befestigten Skala 58 zusammenwirkt. Dei Schlitten 52 dient zur Aufnahme eines Zentrierbolzens 60, in welchen atnh anzuschweißende Aufsteckflansch 64 eingehängt wird.

Zur Betätigung der Spannbacken 42 greift in das Spannfutter die Antriebswelle 66 des Stallmotors 40 ein, durch deren jeweilige Drehbewegung die Spannbacken in an sich bekannter Weise geöffnet bzw. geschlossen werden.

Wie Fig. 1 zeigt, ist dem festen Teil 12 ein Rahmen 68 zugeordnet, an dem vertikale Führungen 70 befestigt sind. An dem (in Fig. l) linken Führungspaar ist mittels eines Halterahmens 72 ein Brenneraggregat 74 zur Innennaht schweißung über einen Höhenver stellantrieb 75 auf und ab beweglich vorgesehen. Am unteren Ende des Halterahmens 72 ist ein Horizontal/""?^ ώ-t dem eigentlichen Brenner 78 angeordnet. Die Verbindung des Brenners 78 mit dem Schlitten 76 erfolgt über eine Verstelleinrichtung 80, mit deren Hilfe der Brenner auf den richtigen Schweißabstand einreguliert werden kann.

An dem unteren,dem Maschinenbett l6 zugekehrten Ende des Horizontal-Schlittens 76 sind eine horizontale Führungsrolle 82 sowie eine vertikale Führungsrolle 84 befestigt. Diese Rollen dienen zur Positionierung des Innennaht-Brenners 78 für den Schweißvorganges.

Wie Fig. 1 zeigö, stützt sich die Rolle 82 während des Schweißens am Aufsteckflansch 64 ab und positioniert dadurch den Brenner 78 in horizontaler Ebene, wogegen die Rolle 84 und damit der Brennerkopf 76 von einer Halterung 86 in der Vertikalbewegung nach unten gehindert ist.

Den gleichen Aufbau wie das Brenneraggregat 74 weist das daneben angeordnete zweite Brenneraggregat 88 für. die Außennahtschweißung auf, das ebenfalls in entsprechender Weise an Führungen 70 auf und ab bewegbar ist. Im Gegensatz zum Aggregat 74 jedoch, ruht das Brenneraggregat 88 über seine vertikale Führungsrolle 84 auf dem Rohr 62 auf * während die Führungsrolle 82 an der Innenseite des Aufsteckflansches 64 anliegt und damit den Brenner 78 für die Außennaht in horizontaler Richtung auf den Aufsteckflanseh 64 ausrichtet.

An dem vorderen Ende (in Fig. 1 rechts) des Rahmens 68 ist ein Kolben-Zylinder-Aggregat 90 angeordnet, an dessen nach unten weisender Kolbenstange eine Führungsstange 92 vorgesehen ist. Das dem Rohr 62 zugekehrte Ende der Führungsstange 92 trägt eine Anpressrolle 94, welche während des Schweißvorganges fest an der Rohrumfangsflache anliegt. Die Anpressrolle 9²I ist drehbar mit einem Impulsgeber 96 verbunden, durchweichen äie Steuerung des Schweißvorganges erfolgt. Anstelle dieser Anordnung ist es auch möglich, den impulsgeber 96 der Führungsrolle 84 zuzuordnen, wobei diese dann ebenfalls als Anpressrolle wirkt.

Exakt den gleichen konstruktiven Aufbau -wenn auch spiegelbildlichweist der bewegliche Teil 16 der Schweißmaschine 10 auf, was euch durch die gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet ist.

Zum Unterschied gegenüber Teil 16 jedoch, ist der rechte Maschinenteil 14 insgesamt verfahrbar auf dem Maschinenbett 16 angeordnet und zwar mittels eines Fahrrahmens 98. Dieser Fahrrahmen ist auf zylindrischen Führungsschienen 100 angeordnet (vgl. hierzu Fig. 4) und zwar mittels einer leicihtgängigen Kugelrollenführung. Zur Hin- und Herbewegung des Fahrrahmens 98 dient ein seitlich angeflanschter Getriebemotor 102.

Zur Versorgung des fahrbaren Maschinenteiles 14 mit den Arbeitsmedien, wie Glas, Kühlwasser, öl (als Druckmedium) etc., ist eine sogenannte Schleppkette 104 vorgesehen, in welcher die einzelnen, flexiblen Leitungen für das jeweilige Medium angeordnet sind, (vgl. hierzu auch Fig. 1 rechts)

Durch die Verfahrbarkeit des Maschinenteiles 14 ist es möglich, auf Rohre unterschiedlicher Länge Aufsteckflansche zu schweißen. Zur Unterstützung der zu schweißenden Rohre 62 sind -im Ausführungsbeispiel drei- Rollenböcke I06, I08 vorgesehen. Während der eine, linke Rollenbock I06 ortsfest am Maschinenbett 16 befestigt ist, sind die beiden anderen Rollenböcke in ihrer Lage veränderbar vorgesehen und zwar ist der rechte Rollenbock I06 auf dem Fahrrahmen* 98 angeordnet und verfährt somit beim Verfahren des Maschinenteiles 14, wahrend der mittlere Rollenbock I08 verschiebbar auf den.Führungsschienen 100 vorgesehen ist (Fig. 1). .

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Jeder der beiden Rollenböcke 106 besitzt den gleichen konstruktiven Aufbau, vgl. hierzu auch Fig. 3. Auf einem trapezförmigen Grundrahmen IiO ist beidseitig eine Tragplatte 112, 114 angeordnet. An der unteren Stirnseite der Tragplatte 112 ist ein Getriebekasten 116 befestigt, an dem ein Verstellmotor II8 angeflanscht ist. Je nach Drehsinn des Motors II8 wird über das nicht dargestellte Getriebe die Tragplatte 112, an deren oberen Ende eine Stützrolle gelagert ist, in ihrer Führung 122 in Richtung des Rohres 62 bzw. von ihm weg bewegt.

Auf der Tragplatte 114 (in Fig. 3 links) ist dem Motor II8 gleichfalls ein Getriebe 124 zugeordnet. Neben der Verstellfunktion der Tragplatte Il4 und der daran befestigten Stützrolle 120a, ist weiterhin am Motor ein Rollenantrieb 12o vorgesehen, durch den die Stützrollen 120a in Drehung gesetzt werden kann und diese Drehbewegung dann auf das Rohr 62 übertragen wird.

Der in Fig. 1 mittlere Rollenbock 108 ist auf den beiden Führungsschienen 100 verschiebbar angeordnet und ist nur dann erforderlich, wenn sehr lange Rohre 62 in der Schweißmaschine^earbeitet werden und diese somit durch den Rollenbock an einem Durchbiegen gehindert sind. Die Rollen 120 des Rollenbockes 108 sind gleichfalls auf einer Tragplatte 112 angeordnet, die Verstellung der Stützrollen 120 erfolgt jedoch manuell, und zwar mit Hilfe eines Kurbelrades II8, an dem eine in Fig. 2 nur angedeutete Verstell spindel IjJO angeordnet ist.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist seitlich der Schweißmaschine 10 eine Zuführeinrichtung 1^2 angeordnet, mit welcher die zu verschweissenden Rohre 62 aus einer (nicht dargestellten) Vorratsstation in die Maschine eingebracht werden.

Die Zuführeinrichtung Ij52 weist mehrere Diabolorolleri 1^4 auf, welche zum Transport des Rohres bis zur Schweißmaschine 10 dienen. An den beiden Rollenböcken 106 ist eine Führungsplatte Ijj6 vorgesehen, an der die Kolbenstangen zweier Hubzylinder 158 angreifen, die ihrerseits im Maschinenbett zwischen den beiden Führungsschienen 100 sich

nach unten erstrecken. Die Führungsplatte 136 dient zur Aufnahme eines horizontal verschieblichen Elevators l4o. In Fig. 4 ist mit durchgehenden Linien die Aufnahmestellung (für das Rohr),, während die Aufgabestellung.. für das mit Aufsteckflanschen aus-

gestrichelt

gestatteten RohresYclargestellt ist. Durch Verschiebung des Elevators in Fig. 4 nach rechts und dem sich daran anschließenden An-; heben der Führungsplatte I36 durch die Hubzylinder I38 wird der Elevator in die gestrichelt gezeichnete Position überführt.

Zur Übergabe des Rohres von den Diabolorollen 134 auf den als eine schiefe Ebene ausgebildeten Elevator l40, dient ein Auswerfer 142J dessen Arm 144 über eine Gelenkverbindung l46 mit einem Arbeitszylinder 148 verbunden ist.

Bei kurzen Rohren ist es ausreichend, wenn sin Auswerfer vorgesehen ist, welcher in der Mitte zwischen den beiden Elevatoren angeordnet ist. Bei längeren Rohren hingegen ist es zweckmäßig zwei oder'mehr Auswerfer entsprechend anzuordnen. =

Auf dem Rollenbock ΙΟβ und zwar in der Nähe des Elevators l4ö ist ein Hydraulik -Stoßdämpfer 148 befestigt, der zur Abbrsmsung/ insbesondere großer Rohre dient. ;

Beidseitig des Elevators l40 ist, wie die FIg. 1 und 4 zeigen, Jeweils eine Platte 150 angeordnet, deren Oberkanten 152 geneigt Ist. Elevator und Platte 150 sind so einander zugeordnet, daß der Schnittpunkt 154 von Oberkante 152 der geneigten Elevatoroberseite stets In Ma-^: schinenmitte (Vertikalachse 156) ist. Der Schnittpunkt 154 bildet den tiefsten Punkt zwischen Elevator und Platte 150, in welchem das der Schweißmaschine zugeführte Rohr zu liegen kommt und damit gleichzeitig auch in Bezug auf die beiden Spannfutter 34 ausgerichtet ist.

Mit einer solchen vorstehend beschriebenen Schweißmaschine können auf Rohre unterschiedlicher Länge Aufsteckflansche aufgeschweißt werden. Ein solcher erfindungsgemäSer Schweißvorgang ist naeh-stehend beschrieben :

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Zunächst werden die Rollen des Rollenbockes 10ό auf den gewünschten Durchmesser des Rohres 62 mittels des Ver st el Im ο tors Il8 verfahren. In das Spannfutter Jk werden dann Spannbacken 42 eingesetzt, deren Vorsprung 48 dem erforderlichen Rückstand "R" des Rohres 62 bezüglich des Aufsteckflansches 64 entspricht. In den Schlitten 50 wird dann der Zentrierbolzen 60 eingesetzt, dessen Durchmesser der Größe der Schraubenloch-Bohrung im Aufsteckflansch 64 gleich ist. Über den Spindeltrieb 54 wird der Schlitten zusammen mit den Zentrierbolzen soweit verfahren, bis der Zeiger 56 auf der Skala 58 die gewünschte Größe des Lochkreis-Durchmessers anzeigt. Der Zentrierbolzen ist dann in einem Abstand von der Drehachse des Spannfutters j54 angeordnet, der dem halben Lochkreis-Durchmesser entspricht.

Nach der Ausrichtung der beiden Rollenböcke 106 (und ggf. auch

j ji-*.·, τ-, -■-, t_ 1 ,rtO^und der Einstellung de*¹ Spannfutter, des mittleren Rollenbockes 10öy*wira der aus einer vorrarsstation, z.B. automatisch zugeführte Aufsteckflansch auf den Zentrierbolzen 60 gehängt. Durch Betätigung des Stellmotors 40 verfahren die Spannbacken 42 in ihre den Flansch an das Spannfutter festklemmende Position.

Als nächstes werden die Schweißparameter (Strom, Spannung, Drahtvorschubgeschwindigkeit etc.) für alle vier Brenner 78 (MIG/MAG-Brenner) eingestellt. Diese Einstellung erfolgt nach Erfahrungswerten und/oder nach Tabellen. Darüberhinaus ist es noch erforderlich, am Impulsgeber, die entsprechend dem Rohr-Außendurchmesser benötigte Impulszahl einzustellen (ebenfalls nach Tabelle).

Nach diesen Vorbereitungen an der Maschine selbst, kann der eigentlich Schweißvorgang beginnen.

Das zwischenzeitlich durch die Diabolorollen 1^4 zugeführte Rohr, liegt mit seinem vorderen Ende an einem Anschlag, so daß das Rohr in Bezug auf den festen Maschinenteil 12 stets ausgerichtet und somit gewährleistet ist, daß das (in Fig. 1 linke) Rohrende dann in die Schweißposition immer den gleichen Abstand zum Brennerkopf 76 aufweist. Da Rohre unterscheidlicher Länge mit dieser Maschine bearbei-

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tet werden können, muß der rechte, bewegliche Maschinenteil 14 soweit verfahren werden, bis das andere Rohrende (in Fig. 1 rechts) erreicht ist und somit auch der rechte Brennerkopf im gewünschten Abstand zum Rohrende stehr.

Durch Betätigung des Arbeitszylinder 147 wird der Arm (Arme) des Auswerfers 142 verschwenkt und dabei das Rohr von den Rollen 134 auf die Elevatoren 140 gedrückt. Auf diesen rollt das Rohr entlang der schiefen Ebene bis zu den Stoßdämpfern 148 (insbesondere bei großen Rohren) und wird dort zunächst abgestoppt.

Die Führungsplatte I36, auf welcher Elevator und die seitlich angeordneten Platten I50 angeordnet sind, wird durch die Hubzylinder 138 angehoben, so daß das Rohr nun oberhalb der Stützrollen 120 zu liegen kommt. Stoßdämpfer 148 und die Schräge 149 verbleiben in ihrer Stellung, so daß das Rohr beim Anheben über diese entlang rollt bis es im Verbindungsbereich zwischen Elevator und der Oberkante I52 der Platte 150 nach dem Auspendeln zum Liegen kommt. in dieser Position (Punkt 154) ist das Rohr exakt oberhalb der RollenbScke 106,(I08) angeordnet. Durch das Absenken der Elevatoren gelangt das Rohr auf die Stützrollen der Rolleiiböcke und ist dadurch gleichzeitig auch mit seiner Längsachse in Bezug auf die Drehachse der beiden Spannfutter 34 fluchtend ausgerichtet.

Unmittelbar nach der Ausrichtung des Rohres auf den Stützrollen werden die beiden Reitstöcke 22 durch Kolbenzylinderaggregate 24 in .Richtung der beiden Rohrenden verfahren. Dabei werden die von den Spannbacken 42 gehaltenen Aufsteckflansche 64 auf das Rohr aufgeschoben und zwar soweit, bis die Verzahnung 49 auf den Vorsprüngen 48 fest mit der Rohrstirnseite in Verbindung gelangt, vgl. hierzu auch Fig. 7. Im Ausführungsbeispiel verfährt in vorteilhafter Weise zuerst der in Fig. 1 linke Reitstock 22 stets bis zu seinem Endanschlag (maximaler Hub der Kolbenstange 26), in welcher somit aas ^ eindeutig in einem Fixpunkt (Festanschlag) ausgerichtet ist. Erst danach fährt der andere Reitstock soweit nach links bis aush dessen Spannfutter mit dem Rohr in Verbindung steht. Durch die von den Reitstocken auf das Rohr ausgeübte Druckkraft (z.B. 400 kp) entsteht eine feste, spielfreie Drehverbindung zwischen den beiden Spannfutter durch das als Königswelle wirkende Rohr 62.

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Die beiden Außennaht-Brenneraggregate 73, 75 fahren entlang ihrer Vertikalführungen 70 in ihre obere Endstellung auf das Rohr, wobei sich die Führungsrolle 84 auf der Rohraußenfläche abstützt und zentrieren sich in Bezug auf die Kehle zwischen Aufsteckflansch und Rohr. Hierbei wird, da ja die Vertikalposition des Brenners durch die Führungsrolle 84 vorgegeben ist das Brenneraggregat noch solange in Flanschrichtung bewegt, bis die horizontalen Führungsrollen 82 der Verstelleinrichtung 80 in Kontakt dem Flansch gelangen und somit auch der erforderliche Horizontalabstand des Außennaht-Brenners 78 hergestellt ist. In dieser Position nun werden die Brenner kurz gezündet und bringen in der Kehle (zwischen Flansch und Rohr) den ersten Heftpunkt an. Durch Betätigung des Hubzylinders 38 wird der im Innern des Lagergehäuses 32 angeordnete, das Spannfutter tragende Spindelstöcke um ein geringes Maß (ca. 5 mm) angehoben, so daß das Rohr von den Stützrollen 120 frei kommt. Jetzt erfährt das vorteilhaft frei zwischen den beiden Flanschfutter angeordnete Rohr eine Drehung um l8o°, so daß dann der zweite Heftpunkt angebracht werden kann.

Nach der Anbringung der beiden Heftpunkte senken sich die Spindelstöcke mit dem Flanschfutter wieder ab und das Rohr liegt wieder auf den Rollenbc'cken auf. Nach Entfernung der Zentrierbolzen 60 fahren die Spannbacken 42 aus ihrer Spannstellung mit dem Flansch in die Ausgangsstellung zurück. Gleichzeitig werden auch die Reitstöcke wieder in ihre, in Fig. 1 dargestellte Ausgangsposition zurückgezogen. Das Rohr liegt nun mit den beiden angehefteten Aufsteckflanschen frei auf den Stützrollen.

Wie zuvor erwähnt, wird das Rohr während des Heftvorganges von den beiden Spannfuttern gehalten, das sich (über die Spindelstöcke) anschließend absenkt, so daß das Rohr mit den angehefteten Flanschen nunmehr frei auf den Stützrollen für für den sich anschließenden Schweißvorgang zu liegen kommt. Es ist selbstverständlich und liegt in vorteilhafter V/eise im Rahmen der Erfindung, daß anstelle des Hebens und Senkens der Spannfutter, diese Höhenverstellung des Rohres in seine Heftlage bzw. in die Schweißposition

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auch durch eine entsprechende Vertikalbewegung der RöllenbÖcke IO6 vorgenommen werden kann.

Da die beiden Außennaht-Brenner 73 bereits positioniert sind, müssen für den Schweißvorgang noch die beiden Innennaht-Brenner in Bezug auf die innere Kehlnaht ausgerichtet werden*

Zu diesem Zweck fährt zunächst ein am Rollenbock 1O6 angeordneter, hydraulischer Abtastschlitten 160 nach oben (Pig. 1), bis die am Schlittenende angeordnete Tastrolle 162 am Rohr anzuliegen kommt.

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Am Schlitten ΙβΟ ist die Halterung 86 angeordnet, welche somit um ein gewisses Maß ebenfalls nach oben bewegt wird.

Das Brenneraggregat 7^ für die Innennaht senkt sich nun herab und zwar soweit, bis seine Führungsrolle 84 (Vertikalverstellung) auf der Halterung 86 aufliegt.

Der konstruktive Abstand zwischen Halterung 86 und Tastrolle 152 bzw. zwischen Innennaht-Brenner 78 und Führungsrolle 84 ist jeweils so ausgebildet, daß stets gewährleistet ist, daß beim Aufsitzen der Rolle 84 auf der Halterung QS_S der Innennaht-Brenner 78 in seiner Vertikalposition bezüglich der Innen-Kehlnaht immer exakt ausgerichtet ist. Durch Verstellung des Brenneraggregates 74 in Flanschrichtung und zwar soweit, bis die Führungsrolle 82 am Flansch anstößt,wird der Brenner auch horizontal ausgerichtet.

Nun zünden sämtliche Brenner, der Antrieb (126) des Rollenbockes wird eingeschaltet und das Rohr 62 wird mit vorgegebener Schweißge-· schwindigkeit gedreht* Damit kein Durchrutschen der Antriebsrollen erfolgen kann, drücken die Anpressrollen 9^ mit einer vorbestimmten Kraft auf das Rohr. Beim Zünden der Innennaht brenner wird der Impulsgeber 96 auf ein Zählwerk geschaltet, so daß nach Ablauf der vcrgeviählten Irnpulszahl - entsprechend dem Umfang des Rohres und der gewünschten Nahtüberlappung - die Brenner wieder ausgeschaltet werden.

Die vier Brenneraggregate fahren wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Die beiden Elevatoren 136 werden erneut nach oben bewegt und heben dabei das Rohr mit den angeschweißten Aufsteekflanschen von den Bollenböcken ab. Bei der sich nun anschließenden Horizontalbewegung der Elevatoren (Fig. 4 gestrichelte Elevatorendarstellung) rollt das Rohr aus der Schweißmaschine auf einen Ablauftisch zur Weiterverarbeitung. Im letzten Arbeitsschritt kehren die Elevatoren in ihre Ausgangsstellung zurück; der Schweißvorgang ist beendet.

Mit einer Schweißmaschine der vorstehend beschriebenen Art ist es in vorteilhafter Weise möglich, bei einem Minimum an Platzbedarf und Bedienungspersonal, Rohre mit einem Durchmesser von 25 - 3500 mm

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und die in Länge von 1000- 6000 mm und mehr durch Heftschweißen mit exakt positionierten Flanschen zu versehen und diese anschließend mit den gleichen Schweißbrennern durch Je eine umlaufende Innen- und Außenkehlnaht fest und druckdicht mit dem Rohr zu verschweißen. Durch den automatischen Ablauf des Schweißvorganges,beginnend mit der übergabe des Rohres an den Diabolorollen auf die Elevatoren und endend in der übergabe des Rohres mit Flansch von den Elevatoren auf einen Aufnahmetisch, ist in der Regel nur eine Bedienungsperson erforderlich.

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Claims (1)

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Patentansprüche

1. Verfahren zum automatischen Anschweißen von Aufsteckflanschen an Rohre, wobei Rohr und Plansch unter Drehung miteinander verschweißt werden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche auf je ein Spannfutter aufgesteckt werden, daß dann die beiden Spannfutter gegeneinander so verfahren werden, daß sie an den Stirnenden des dazwischen angeordneten Rohres druckfest zur Anlage kommen, und dabei die Plansche auf das Rohr aufgeschoben werden, daß in dieser Stellung die Flansche an das Rohr angeheftet werden, daß anschließend die Spannfutter in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren werden, daß dann das Rohr mit den Planschen aus seiner Heftposition in die Schweißlage überführt wird, in welcher der Schweißvorgang durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Plansch auf einen Vorsprung des Spannfutters aufgeschoben und mittels eines Zentrierzapfens ausgerichtet v/ird. . .

3. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfutter nacheinander verfahren werden.

U. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Plansche mit dem Rohr zunächst mittels einander gegenüberliegender Heftpunkte verbunden werden.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anheften der Flansche

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an das Rohr, dieses zwischen den Spannfutter frei gedreht wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche 1-5»

gekennzeichnet durch zwei in einer Flucht einander gegenüberliegend angeordnete, verstellbare Spannfutter (3²O durch wenigstens zwei zwischen den Spannfutter (34) vorgesehene Rollenböcke (106) zur Aufnahme des Rohres (62), durch im Bereich der Spannfutter (34) angeordnete horizontal und vertikal verstellbare Brenneraggregate (73, 74), sowie durch einen ersten Antrieb (40) zum Drehen des Rohres' (62), während des Heftens und durch einen zweiten Antrieb (126) zum Drehen der Rohre (62) während des Schweißens der umlaufenden Naht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß an einem am Spannfutter (34) verschiebbar gelagerten Schlitten (52) ein Zentrierzapfen (6o) für den Aufsteckflansch (64) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am inneren Ende eines Jeden Spannbackens (42) jeweils ein erhabenes Segment (46) angeordnet ist.

9· Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die periphere Außenfläche des Vorsprunges (48) als Aufnahme für den Aufsteckflansch (64) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite des.Vorsprunges (48) eine Spitzverzahnung (49) vorgesehen ist.

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11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannfutter (34) an einem in seiner Höhe verstellbare Reitstock (22) vorgesehen ist, dem seinerseits ein Horizontalverstellantrieb (24) zugeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Reitstöcke (22) von einem Maschinenbett (16) der Vorrichtung getragen sind, und daß an diesen Maschinenbett zur Unterstützung des Rohres (62) Rollenböcke (106, lo8) vorgesehen sind, von denen wenigstens einer verschiebbar angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Rollenböcke (136) mit einem Rollenantrieb (126) ausgestattet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den einen Reitstock (22) aufnehmende Teil (12) der Vorrichtung ortsfest und der den zweiten Reitstock (22) aufnehmende andere Teil (14) verschiebbar auf dem Maschinenbett (16) angeordnet ist.

15· Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Teilen (12,14) Höhenverstelleinrichtungsn (79,8o) für die Innen- und Außennahtbrenner (78) angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, .dadurch gekennzeichnet, daß jedem Brenner (78) Horizontal- und Vertikalführungsrollen (82 bzw. 84) zugeordnet sind.

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