Vorrichtung zum automatischen Lichtbogenschweissen von kreisförmigen Innenkehlnähten beim Einschweissen von Rohren in Rohrböden Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum auto matischen Lichtbogenschweissen von kreisförmigen Innenkehlnähten beim Einschweissen von Rohren in Rohrböden mit einem um eine zur Oberfläche des zu bearbeitenden Rohrbodens senkrecht stehende Achse drehbaren Support, auf dem unter anderem ein Licht- bogenschweissbrenner und eine in einen Zentrierdorn auslaufende Zentriereinrichtung befestigt sind.
Es sind bereits Schweissmaschinen bekannt, mit denen kreisförmige Innenkehlnähte zwischen einem Rohrboden und Rohren, die in Bohrungen des Rohr bodens etwas zurückstehen, automatisch ausgeführt werden können. Beispielsweise besteht eine bekannte Ausführungsform einer solchen Schweissmaschine im wesentlichen aus einem Zentrierbolzen und einer Ab stützeinheit. Der Zentrierbolzen setzt sich aus einem in dem einzuschweissenden Rohr festzuklemmenden Zen trierfutter und einer in diesem drehbar gelagerten Füh rungsspindel zusammen. Der Schweissbrenner ist bei dieser Vorrichtung in einer schräg durch die Führungs spindel führenden Muffe befestigt.
Diese besonders für das Einschweissen von Rohren mit verhältnismässig grossem Durchmesser geeignete Schweissmaschine hat den Nachteil, dass die Zentriereinrichtung, die dem Durchmesser der Rohre angepasst werden muss, nach Durchführung der Schweissung oft nur sehr schwer oder, ohne zusätzlichen Aufwand, gar nicht aus dem eingeschweissten Rohr entfernt werden kann, da die Schweissraupen der Innenkehlnähte häufig zum über hängen neigen und auf diese Weise den Innendurch messer der Rohre an ihren Enden verkleinern.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bei einer anderen bekannten Ausführungsform einer Rohrein- schweissmaschine die Zentriereinrichtung so ausgebil det, dass sich der Zentrierbolzen nur während des Zen triervorganges im einzuschweissenden Rohr befindet, während der Schweissung jedoch aus diesem zurückge zogen ist.
Mit dieser Maschine lassen sich zwar auch Rohre mit sehr kleinen Durchmessern einwandfrei ein- schweissen, doch ist der apparative Aufwand durch den beweglichen Zentrierbolzen so gross, dass diese Maschine aus wirtschaftlichen Gründen vorteilhaft nur bei grossen Serien gleichartiger einzuschweissender Rohre eingesetzt werden kann, zumal die zentrierte Maschine während des Schweissens in der durch die Zentrierung festgelegten Lage durch zusätzliche Hilfs- mittel festgehalten werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einschweissen von Rohren in Rohr böden mit Hilfe von Innenkehlnähten zu entwickeln, deren Zentriereinrichtung bei einfachster Bauart und leichter Anpassung an die verschiedensten Rohrdurch messer, eine sichere und störungsfreie Durchführung der Schweissarbeiten an horizontal und vertikal liegen den Rohrböden ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an dem in das jeweils einzuschweissende Rohr einzuführende Ende des Zentrierdornes dieser Vorrichtung minde stens eine Rundbürste befestigt ist.
Die Erfindung wird anhand eines in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel be schrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Lage der Zentriereinrichtung zu den übrigen Teilen einer erfin- dungsgemässen Vorrichtung.
Fig.2 einen Querschnitt durch eine Ausführungs form der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer Rundbürste.
Fig.3 einen Querschnitt senkrecht zu dem Quer schnitt der Fig. 2.
Fig. 4 den Zentrierdorn einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung mit drei Rundbürsten im Querschnitt.
Gleiche Teile tragen in allen Figuren gleiche Bezugs zeichen.
Die Fig. 1 zeigt schematisch die Lage der wesentli chen Teile einer erfindungsgemässen Vorrichtung zu einander. Der ringförmige Rahmen 1, der an einem (nicht gezeichneten) Traggestell befestigt ist, um- schliesst den in diesem Rahmen 1 drehbaren Support 2, der aus einem ebenfalls ringförmigen Rahmen und einem exzentrisch angeordneten Träger 3 besteht. An diesem Träger 3 sind über eine senkrecht auf der Dreh ebene des Supportes 2 stehende Säule 4, die Halte rung 5 für die Zentriereinrichtung und die Halterung 6 für den Schweissbrenner befestigt. Die Drehachse des Supportes 2 liegt zwischen den beiden Halterungen 5 und 6.
Die Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch eine Aus führungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer Rundbürste, entlang der Linie A-A der Fig. 1, der unter anderem durch die Drehachse des Supportes 2 geht. Am Träger- 3 des Supportes 2 ist die Säule 4 befestigt. Fest mit der Säule 4 verbunden ist die Halte rung 5 für die Zentriereinrichtung. Diese besteht aus einem in der Halterung 5 nach Lösen der Justier schraube 7 senkrecht verschiebbaren Halteteil 8, einem gekröpften und im Bereich der Kröpfung doppelarmig ausgebildeten Mittelteil 9 und einem Zentrierdorn 10.
Der Zentrierdorn 10, dessen Längsachse mit der Drehachse des Supportes 2 zusammenfällt, besitzt an seinem Ende ein eingedrehtes Endteil 11, auf das eine Rundbürste 12 aufgeschoben ist, und mit einer Schraube 13, deren Kopf einen etwas grösseren Durch messer als das Endteil 11 des Zentrierdornes 10 be sitzt, festgehalten wird.
Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel besteht die Rundbürste 12 aus einem Kern 14 mit einer zen tralen Bohrung, deren Durchmesser so gewählt ist, dass die Rundbürste 12 leicht drehbar auf das Endteil 11 des Zentrierdornes 10 aufgeschoben werden kann. Die am besten aus elastischem Stahl gefertigten Bor sten 15 sind so lang, dass der Durchmesser der Rund bürste 12 etwas grösser als der Innendurchmesser des einzuschweissenden Rohres 16 ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Rundbürste 12 während der Schweissung fest und unbeweglich im Rohr 16 festge klemmt ist, während sich der an der sich drehenden Schweissmaschine starr befestigte Zentrierdorn 10 in der Bohrung des Kernes 14 der Rundbürste 12 dreht.
Bei einer erprobten Ausführungsform der erfin- dungsgemässen Vorrichtung, mit der eine Schweissge- schwindigkeit von 47 cm/Minute bei einem Rohrinnen durchmesser von 22 mm erreicht wurde, fand eine Stahldraht-Rohrbürste Verwendung, die 50 mm lang war und deren Borsten aus gewelltem Stahldraht eine Stärke von 0,2 mm hatten. Der Kern der Rundbürste hatte eine Bohrung von 6 mm Durchmesser, die Bor sten waren in drei Reihen punktförmig angebracht. Derartige Rundbürsten sind äusserst billig und überall im Handel erhältlich. Sie können im Bedarfsfall leicht auf einer Drehbank auf den gewünschten Durchmesser angeschliffen werden.
Der die Rundbürste tragende Zentrierdorn konnte nach Durchführung der Schweis- sung auch bei stark überhängenden Schweissraupen leicht aus dem eingeschweissten Rohr herausgezogen werden.
Bei einer nicht dargestellten anderen Ausführungs form der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Kern der Rundbürste selbst als Schraube ausgebildet und wird als ganzes in das Endteil 11 des Zentrierdornes 10 eingeschraubt. In diesem Fall dreht sich während der Schweissung die Rundbürste im Rohr, wobei die Borsten an der Rohrinnenwand entlangschleifen.
Am oberen Teil der Säule 4 ist parallel zur Dreh ebene des Supportes 2 verschiebbar und mit Hilfe der Justierschraube 17 einstellbar ein Querträger 18 befe stigt, der die Halterung 6 für den Schweissbrenner 19 trägt. Der Schweissbrenner 19 ist in dieser Halterung 6 parallel zur Drehachse des Supportes 2 verschiebbar und mit der Justierschraube 20 auf die gewünschte Höhe einstellbar.
Der im dargestellten Ausführungsbeispiel in seinem vorderen Teil gekrümmte Schweissbrenner 19 ragt mit seinem Brennerkopf 21 in die von den beiden Armen des gekröpften Mittelteiles 9 der Zentriereinrichtung gebildete Öffnung 22. Der Schweisskopf 21 bzw. der Lichtbogen erreicht auf diese Weise ohne Behinderung durch die Zentriereinrichtung die Schweissstelle.
Die Fig. 3 zeigt einen weiteren Querschnitt durch die erfindungsgemässe Schweissvorrichtung und zwar senkrecht zum Querschnitt der Fig. 2 entlang der Linie B-B der Fig. 1. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In Fig. 3 ist insbe sondere die doppelarmige Ausgestaltung des gekröpften Mittelteiles 9 der Zentriereinrichtung zu erkennen, durch deren Öffnung 22 der Schweisskopf 21 bzw. der Lichtbogen des Schweissbrenners 19 ungehindert durch die Zentriereinrichtung die Schweissstelle erreicht.
Zur Durchführung der Schweissung wird zunächst das nicht gezeichnete Traggestell, das über den ringför migen Rahmen 1 die erfindungsgemässe Vorrichtung trägt, in einiger Entfernung von dem einzuschweissen- den Rohr 16 auf den Rohrboden 23 aufgesetzt und dabei der Zentrierdorn 10 mit der Rundbürste 12 in das Rohr 16 eingeschoben. Nach Justierung des Schweissbrenners 19 mit Hilfe der Justierschrauben 17 und 20 kann die Innenkehlnaht ausgeführt werden. Beim Übergang zum nächsten gleichartigen Rohr braucht der Schweissbrenner meist nicht nochmals justiert zu werden, so dass die Schweissarbeiten beim Einschweissen mehrerer gleichartiger Rohre schnell und sicher durchgeführt werden können.
In Fig.4 ist im Ausschnitt eine andere Ausfüh rungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung darge stellt, bei der auf einem verlängerten Endteil 11 des Zentrierdornes 10 drei Rundbürsten 12 angeordnet sind. Hierbei befinden sich zwischen den Rundbürsten 12 Abstandshülsen 25, deren Länge den speziellen Anforderungen angepasst ist. Abstandshülsen 25 und Rundbürsten 12 werden nach Lösen der Schraube 13 von unten auf das Endteil 11 des Zentrierdornes 10 aufgeschoben und durch die Schraube 13 festgehalten.
Während sich die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer Rundbürste vor allem beim Einschweissen von Rohren in horizontal liegende Rohrböden bewährt hat und hier auch völlig ausreicht, finden Ausführungs formen nach Art der in Fig. 4 dargestellten vor allem bei senkrecht stehenden Rohrböden Verwendung, da in diesem Fall an die Stabilität der ganzen Anordnung naturgemäss grössere Anforderungen gestellt werden.
Die in den Figuren dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Schweissen von kreisförmigen Innenkehlnähten kann nach einfa chen Abänderungen in der Anordnung der Zentrierein- richtung und des Schweissbrenners auch zum Schweis- sen von Aussenkehlnähten bei aus dem Rohrboden herausstehenden Rohren verwendet werden. Die erfin dungsgemässe Vorrichtung eignet sich sowohl für Schweissbrenner mit abschmelzender als auch für sol che mit nicht abschmelzender Elektrode.
Schliesslich kann die Zentriereinrichtung der erfindungsgemässen Schweissvorrichtung auch vorteilhaft für andere Rohr bearbeitungsmaschinen, beispielsweise für Innengewin de-Schneidvorrichtungen Anwendung finden.