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Verfahren zum Herstellen von zusammengesetzten Stahlbauteilen, insbesondere von Schiebergehäusen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von geschweissten kastenförmigen, aus Walzprofilen und/oder Blechen zusammengesetzten Stahlbauteilen, insbesondere von Schiebergehäusen.
Bisher wurden insbesondere Schieber unter Verwendung von Stahlformteilen hergestellt, die miteinander verschweisst oder verbolzt wurden. Ein typisches Schiebergehäuse dieser Art kann im Querschnitt rechteckig sein, wobei die Stirn- und die Seitenwände aus Walzstahlplatten bestehen, die an den Eckkanten des Rechtecks zusammengeschweisst sind. Die Herstellung dieser Art von Schiebergehäusen erfordert sowohl innere als auch äussere Schweissungen, und, da die Wände mittels Brennschneiden von Stahlplatten geschnitten sind, ist nach dem Schweissen beträchtliches Schleifen erforderlich, um gute und saubere Eckkanten zu erhalten. Ausserdem ist es bei derartigen Herstellungsverfahren schwierig, die Seitenwände und die Stirnwände im rechten Winkel zueinander zu halten.
Ein anderes anwendbares Verfahren besteht darin, zwei gewalzte Kanalprofilteile gleicher Grösse zu verwenden, wobei die Flansche die Seitenwände bilden und wobei Längsnähte zwischen den Kanten der Flansche durch innere und äussere Schweissungen gebildet werden. Während durch dieses Verfahren das Ausmass bzw. der Umfang der erforderlichen Schweissungen vermindert wird und aus gewalztem Material bestehende Eckkanten geschaffen sind, besteht der Nachteil, dass für Schieber einer gegebenen Grösse mit den Flanschabmessungen standardisierter Kanalprofilteile kein Schiebergehäuse mit den gewünschten Abmessungen erhalten werden kann. Weiterhin sind auch bei diesem Verfahren sowohl innere als auch äussere Schweissungen erforderlich. Es ist auch bekannt, Schiebergehäuse aus vorgeformten Teilstücken lediglich durch Aussenschweissung herzustellen.
Demgegenüber ist ein Verfahren der einleitend genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein aus Walzprofilen und/oder Blechen gebildeter kanalförmiger Teil an den stirnseitigen Enden geschlossen wird, dass sodann das Innere eines solchen kanalförmigen Teiles mit körnigem, glasartigem Schweissflussmittel gefüllt wird, während der kanalförmige Teil mit nach oben gerichteter Oberseite in einer waagrechten Stellung abgestützt wird, worauf auf das Flussmittel eine den Kastenquerschnitt schliessende Platte aufgelegt wird, deren Längskanten dann mit benachbarten Abschnitten des kanalförmigen Teiles leicht verschweisst werden, dass hierauf das Flussmittel zusammengedrückt wird und dann entlang der Verbindungen zwischen den Längskanten der Platte und den benachbarten Abschnitten des kanalförmigen Teiles äussere Schweissungen ausgeführt werden,
wobei durch das Zusammendrücken des Flussmittels eine wirksame Gegenhalterung für die Schweissvorgänge erhalten wird.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung dient das körnige, glasartige Flussmittel verschiedenen Zwecken. Die Partikeln des Flussmittels sind verhältnismässig hart und eine Masse solcher Partikel kann bequem zusammengepackt werden, um eine wirksame Gegenhalterung für den Schweissvorgang und eine
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feste Abstützung für die Platte zu bilden, die auf die offene Seite des kanalförmigen Teiles aufgelegt wird. Die durch das zusammengedrückte Flussmittel gebildete Unterstützung ermöglicht auf einfache
Weise eine in einem einzigen Arbeitsgang durchzuführende Schweissung mit guter Durchdringung und ohne die Gefahr des Durchbrennens.
Wenn kein solches körniges, glasartiges Flussmittel verwendet wird, ist es nicht möglich, genügend elektrische Energie zur Durchführung einer in einem einzigen Arbeitsgang erfolgenden Schweissung, welche die Wandstärke der aufgelegten Platte vollständig durchdringt, zuzuführen. Ausserdem stützt das
Flussmittel die aufgelegte Platte während des Schweissvorganges ab, trotzdem die leichten Schweissungen zwischen den Längskanten der Platte und den benachbarten Abschnitten des kanalförmigen Teiles während der Hauptschweissung schmelzen.
Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft des verwendeten Flussmittels besteht darin, dass es bei
Erhitzung keine grossen Gasmengen freisetzt, so dass keine Vorkehrung getroffen zu werden braucht, grössere Gasmengen während des Schweissvorganges aus dem zusammengedrückten Flussmittel abzuführen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der kanalförmige Teil aus zwei Winkelprofilen zusammengesetzt wird, die mit den parallelen Längskanten einer Platte leicht verschweisst werden, wodurch ein Flansch jedes Winkelprofils sich im rechten Winkel zur Platte erstreckt, und der andere Flansch im Abstand von und parallel zu der Platte liegt, dass die den Kastenquerschnitt schliessende Platte zwischen den Kanten der andern Flansche angeordnet wird, dass hierauf die äusseren Schweissungen zwischen den Längskanten der letztgenannten Platte und den Flanschen der Winkelprofile ausgeführt werden, und sodann nach Wenden des Kastenprofils die Schweissnähte zwischen den Längskanten der erstgenannten Platte und den Flanschen der Winkelprofile hergestellt werden.
Bei Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist es sehr erwünscht, das Flussmittel auf der gesamten Länge des herzustellenden Bauteiles gleichmässig zusammenzudrücken, insbesondere um während des Schweissvorganges an allen Stellen eine gleichmässige Abstützung zu erhalten. Wenn dies nicht der Fall ist, können sich während des Schweissvorganges Verschiebungen der aufgelegten Platte gegenüber dem kanalförmigen Teil ergeben, wodurch dann in dem fertiggestellten Bauteil unerwünschte Spannungen vorhanden wären. Demgemäss werden bei einer andern bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vor dem Einbringen des Flussmittels in dem kanalförmigen Teil sich über seine Länge erstreckende aufblasbare Teile angeordnet, die aufgeblasen werden, um das Flussmittel vor dem Ausführen der äusseren Schweissungen zusammenzudrücken.
Durch ein solches Verfahren kann das Flussmittel in dem gewünschten Ausmass gleichmässig zusammengedrückt werden, wobei das Ausmass, in welchem die aufblasbaren Teile aufgeblasen werden, entsprechend gewählt werden kann.
Gemäss einer andern bevorzugten Ausführungsform wird das kastenförmige Gebilde nach Durchführung eines Schweissvorganges auf seiner oberen Seite und während der Abkühlung in einem nach oben gekrümmten Bogen gehalten. Hiedurch wird insbesondere bei Gehäusen grösserer Abmessungen verhindert, dass das Gebilde nach Durchführung eines Schweissvorganges eine bleibende gebogene Form annimmt. Eine solche gebogene Form könnte ein grösseres Gebilde sonst annehmen, weil sich bei Durchführung einer Schweissung in der Mitte der Längsabmessung zufolge der auftretenden Wärme eine Ausbiegung nach oben und danach, wenn die Schweissung sich abkühlt, ein Biegen in der entgegengesetzten Richtung ergibt.
Die Erfindung wird nachstehend in den Zeichnungen an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Fig. l ist eine auseinandergezogene schaubildliche Ansicht der getrennten Aufbauteile, die beispielsweise bei dem erfmdungsgemässen Herstellungsverfahren verwendet werden können. Fig. 2 ist eine der Fig. l ähnliche Ansicht, in welcher zwei leicht zusammengeschweisste Winkelprofilteile wiedergegeben sind, die einen Kanal bilden. Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, in welcher jedoch in dem Kanal angeordnete aufblasbare Teile dargestellt sind. Fig. 4 ist eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, wobei jedoch in dem Kanal angeordnetes körniges glasartiges Flussmittel dargestellt ist. Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, in welcher die aufblasbaren Teile in aufgeblasenem Zustand wiedergegeben sind, um das Flussmittel zusammenzudrücken bzw. zu verdichten.
Fig. 6 ist eine Draufsicht, in welcher die Ausführung gemäss Fig. 5 wiedergegeben ist, wobei die zu den aufblasbaren Teilen führenden Verbindungen dargestellt sind. Fig. 7 ist eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht, in welcher das Gebilde in Vorbereitung für weitere Schweissvorgänge umgekehrt und mit Schutzstreifen versehen dargestellt ist. Fig. 8 ist eine Ansicht eines fertigen Gehäuseabschnitts, wobei in den Stirnwänden Öffnungen für einzusetzende Nabenteile gebildet sind. Fig. 9 ist eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht einer abgewandelten
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Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein gewalzter Kanalprofilteil verwendet wird.
Fig. 10 ist eine seitliche Schnittansicht eines fertigen Schiebers, bei welchem der in Fig. 8 wiedergegebene Gehäuseabbchnitt verwendet ist. Fig. ll ist eine Seitenansicht einer Ausrüstung, die während des Anbringens der starken Längsschweissung verwendet werden kann. Fig. 12 ist eine der Fig. 11 ähnliche Ansicht, in welcher Klemmittel wiedergegeben sind, welche den Schweissaufbau während des Abkühlens des Schweissmetalls in gebogenem Zustand halten.
In Fig. 1 sind Aufbauteile dargestellt, die gewalzte Platten-10 und 11-- und Winkelprofilteile - aufweisen. Die Platten-10 und 11-können mittels Brennschneiden von grösseren
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Abmessungen ausgewählt.
Wie in Fig. 2 dargestellt, wird zunächst die platte --10-- mit den Winkelprofilteilen-12- zusammengesetzt, wofür ein zweckentsprechender Tisch--16-oder eine andere Trag- oder Abstützfläche verwendet wird. Die Flansche --12a-- erstrecken sich im rechten Winkel zu der Ebene der Platte--10--, und die Flansche--12b-liegen oberhalb und parallel zu der Platte--10--.
Um diese Teile während der nachfolgenden Arbeitsvorgänge zusammenzuhalten, wird eine leichte Schweissung--17--maschinell oder von Hand ausgeführt.
Der nächste, in Fig. 3 dargestellte Schritt besteht darin, aufblasbare Teile-18 und 19-- aufzulegen. Diese Teile-18, 19- können gewöhnliche nachgiebige Feuerwehrschläuche sein. Die Teile --19-- sind etwas grösser als die Teile-18--, um in den Bereichen, in welchen sie angeordnet sind, eine etwas grössere Verdrängung zu erhalten.
Der nächste, in Fig. 4 dargestellte Schritt besteht darin, ein verhältnismässig inertes glasartiges körniges Material --21-- in das Gebilde gemäss Fig. 3 einzubringen. Dieses Material kann eines der vielen körnigen Flussmittel sein, die beim Schweissen mit eingetauchtem Lichtbogen verwendet werden. Dieses Material kann weiterhin ein als "Union-Schmelz-Flussmittel" bekanntes Material sein, welches ein geschmolzenes Silikat ist, oder ein beliebiges anderes geschmolzenes Flussmittel sein, wie es üblicherweise beim Schweissen mit eingetauchtem Lichtbogen verwendet wird. Zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Flussmittel eingebracht wird, werden die Enden des Kanalgebildes durch zweckentsprechende Mittel, beispielsweise durch in Fig. 6 dargestellte Endplatten-22-, verschlossen.
Diese Endplatten --22-- können mit Öffnungen (nicht dargestellt) versehen sein, durch welche sich die Enden der Teile-18 und 19--hindurch erstrecken, und sie können durch Heftschweissen oder durch zweckentsprechende Klemmittel (nicht dargestellt) an Ort und Stelle gehalten werden. Die obere Fläche des aus Flussmittel bestehenden Körpers kann in einer zweckentsprechenden Höhe geglättet werden.
Der nächste, in Fig. 5 dargestellte Schritt besteht darin, die platte --11-- auf die Oberseite des Flussmittelbettes aufzulegen. Nachdem die Platte--11--mit Bezug auf die Flansche--12b-- richtig angeordnet ist, kann sie mittels Heftschweissen festgelegt werden, um sie an Ort und Stelle zu halten. Es kann ausserdem erwünscht sein, die Platte durch zweckentsprechende Klemmittel (nicht dargestellt) an Ort und Stelle zu halten. Nach dem Auflegen der platte --11-- werden die Teile-18 und 19-durch Zuführen von Druckluft oder eines zweckentsprechenden, unter Druck (beispielsweise von etwa 1, 4 bis 2, 1 kg/cm2) stehenden Gases aufgeblasen.
Das Aufblasen der Teile - 18 und 19-dient dem Zusammendrücken des Flussmittels, wodurch der Flussmittelkörper während der nachfolgend auszuführenden starken Schweissungen als Gegenhaltemittel dient. Das Ausmass des Zusammendrückens wird durch den angelegten Druck bestimmt.
Das Gebilde hat nunmehr im wesentlichen das Aussehen, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Die Enden der Teile-18 und 19--sind mit den Luftzufuhrleitungen--23-verbunden. Ausserdem sind die Endteile der Schläuche--18 und 19--dort, wo sie sich durch die Platten--22--hindurch erstrecken, starr gemacht, um die Löcher in den Platten--22--zu verschliessen, wenn die Teile - 18 und 19--nicht aufgeblasen sind. In Fig. 6 sind weiterhin Seitenklemmen--24-dargestellt,
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Schweissungen zu verbinden.
Diese Schweissungen können mittels üblicher Schweissung mit eingetauchtem Lichtbogen gebildet werden, wobei ein genügend starker Strom verwendet wird, um eine gute Durchdringung zu erhalten, wodurch eine eine vollständige Verbindung bildende Schweissung in einem einzigen Arbeitsgang erhalten werden kann, ohne dass es erforderlich ist, eine innere Schweissung
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5- aufliegen. Zwischen die Balken-53, 54 und 55-und das Gebilde --51-- werden Unterlagsteile--58--, Klötzchen od. dgl. gelegt. Unmittelbar nachdem die Schweissungen an der Oberseite gebildet sind, biegt sich das Gebilde--51--in der in Fig. 12 wiedergegebenen Weise nach oben.
Nunmehr wird in der Mitte des Gebildes --51-- ein zusätzliches Klötzchen-59-od. dgl. eingeschoben, und an Enden werden Klemmen --61-- angebracht, um das Gebilde --51-- im gebogenen Zustand zu halten. Nachdem sich die Schweissung abgekühlt hat, werden die Klemmen --61-- abgenommen und das Gebilde --51-- federt in die geradlinige Form zurück.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von geschweissten kastenförmigen, aus Walzprofile und/oder Blechen zusammengesetzten Stahlbauteilen, insbesondere von Schiebergehäusen, dadurch ge- kennzeichnet, dass zunächst ein aus Walzprofile (12, 28) und/oder Blechen (10) gebildeter kanalförmiger Teil an den stirnseitigen Enden geschlossen wird, dass sodann das Innere eines solchen kanalförmigen Teiles mit körnigem, glasartigem Schweissflussmittel (21, 31) gefüllt wird, während der kanalförmige Teil mit nach oben gerichteter Oberseite in einer waagrechten Stellung abgestützt wird, worauf auf das Flussmittel eine den Kastenquerschnitt schliessende Platte (11, 29) aufgelegt wird, deren Längskanten dann mit benachbarten Abschnitten des kanalförmigen Teiles leicht verschweisst werden,
dass hierauf das Flussmittel zusammengedrückt wird und dann entlang der Verbindungen zwischen den Längskanten der Platte (11, 29) und den benachbarten Abschnitten des kanalförmigen Teiles äussere Schweissungen (25, 34) ausgeführt werden, wobei durch das Zusammendrücken des Flussmittels eine wirksame Gegenhalterung für die Schweissvorgänge erhalten wird.
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