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Die Erfindung betrifft eine Durchlaufschweißmaschine zum Verschweißen einander zugewandter Seiten eines aus einem Materialzuschnitt gebogenen Rohrrohlings mit einer Schweißanlage und mit, über den Umfang der für den Rohrrohling bestimmten Führungsbahn angeordneten Rohrführungen, wobei die Rohrführungen zum Anpassen an unterschiedliche Rohrdurchmesser in radialer Richtung relativ zu einer Führungsachse der für den Rohrrohling vorgesehenen Führungsbahn hin verstellbar sind, wobei die Rohrführungen jeweils auf einem Schlitten gehalten sind, welche Schlitten entlang einer die Führungsbahn ringförmig umgreifenden geschlossenen Führung verschieblich geführt und lösbar festlegbar sind.
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Aus der
US 2005/0103757 A1 kennt man bereits eine Durchlaufschweißmaschine der eingangs erwähnten Art, die ein Rahmengestell hat, in welchem eine Einzugseinrichtung, eine Werkzeugeinrichtung, eine Schließwerkzeugeinrichtung und eine Schweißanlage mit einer Schweißeinrichtung als lösbar angeordnete Module festgelegt sind. Die vorbekannte Durchlaufschweißmaschine weist eine Transfereinrichtung auf, die der Schweißanlage vorgelagert ist. Um die Kanten des auf ein vorbestimmtes Maß bereits geschlossenen Rohrrohlings vor dem Verschweißen zusätzlich einander annähern und schließen zu können, wird der Rohrrohling einem in
4 der
US 2005/0103757 A1 näher dargestellten Werkzeug zugeführt, in welchem der Rohrrohling von über den Rohrumfang verteilt angeordneten Rohrführungen beaufschlagt wird. Diese Rohrführungen sind an Trägern gehalten, die durch Einstellmittel in ihrer Lage so eingestellt und durch Druckluft derart gegen das Rohr gepresst werden, dass sich diese gegenüberliegenden Kanten einander annähern. Dabei sind die die Rohrführungen tragenden Träger an einem runden kreisabschnittsförmigen Tragelement gehalten. Das Tragelement weist dazu eine Führungsnut auf, an welcher die Träger verschoben und positioniert werden können. Der derart in Form gedrückte Rohrrohling wird anschließend der feststehenden Schweißeinrichtung zugeführt, in welcher die gegenüberliegenden Kanten des Rohrrohlings miteinander verschweißt werden.
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Aus der
DE 22 19 798 A ist bereits eine Maschine zur Herstellung von sogenannten Spiralrohren vorbekannt. Solche Spiralrohre werden aus einem Rohling gefertigt, der beispielsweise aus in Längsrichtung auf Stoß miteinander verbundenen Flächen besteht. Ein solcher Rohling wird der vorbekannten Maschine zugeführt und darin spiralförmig zu einem Rohr zusammengerollt. Die stumpf aufeinanderstoßenden Kanten des zusammengerollten Rohlings werden anschließend längs einer Spirale unter einem in der Maschine befindlichen Schweißkopf verschoben, der für eine vorläufige Heftschweißung des Rohres nach dem Lichtbogenverfahren sorgt. Dabei führt der Schweißkopf während der Arbeit eine Hin- und Herbewegung längs der auf Stoß zu verbindenden Kanten aus, um die unterschiedlichen Wegstrecken des in Längsrichtung verschobenen Rohlings einerseits und des entlang der demgegenüber längeren Schweißnaht geführten Schweißkopfes andererseits auszugleichen. Da bei einem solchen Spiralrohr die Schweißnaht wendelförmig um das Rohr geführt ist und die Schweißnaht somit im Vergleich zur Rohrlänge eine größere Längserstreckung hat, steigt das Risiko von Undichtigkeiten und Schweißfehlern im Bereich dieser langen Schweißnaht.
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Aus der
DE 10 2007 018 387 A1 ist bereits eine Durchlaufschweißmaschine zum Verschweißen der einander zugewandten Seiten eines aus einem Materialzuschnitt gebogenen Rohrrohlings bekannt. Die vorbekannte Durchlaufschweißmaschine weist mehrere Rohrführungen auf, die über den Umfang der für den Rohrrohling bestimmten Führungsbahn angeordnet sind. Um aus entsprechenden Rohrrohlingen durch Stumpfverschweißen benachbarter Seiten oder Kanten im Durchlaufschweißverfahren auch Rohrsegmente in unterschiedlichen Durchmessern herstellen zu können, ohne lange Werkzeugumbauzeiten und sonstige Nebenzeiten in Kauf nehmen zu müssen, sind die Rohrführungen zum Anpassen an unterschiedliche Rohrdurchmesser in radialer Richtung relativ zu einer Führungsachse hin verstellbar. Mit Hilfe der vorbekannten Durchlaufschweißmaschine sind beispielsweise Kaminrohre herstellbar, die jeweils aus einem äußeren Rohrmantel und einem inneren Rohrmantel bestehen, wobei der innere Rohrmantel im Vergleich zum äußeren Rohrmantel zwangsläufig einen kleineren Durchmesser haben muss.
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Es besteht die Aufgabe, eine Durchlaufschweißmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, in der ohne größeren konstruktiven Aufwand Rohrabschnitte unterschiedlichen Durchmessers und/oder unterschiedlicher Querschnittsgeometrien mit hoher Maßgenauigkeit hergestellt werden können.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des geltenden Patentanspruchs 1.
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In der erfindungsgemäßen Durchlaufschweißmaschine können die miteinander zu verschweißenden Ränder oder Kanten eines Rohrrohlings stirnseitig bündig einander zugeordnet werden. Die erfindungsgemäße Durchlaufschweißmaschine weist über den Umfang der für den Rohrrohling bestimmten Führungsbahn angeordnete Rohrführungen auf, die zum Anpassen an unterschiedliche Rohrdurchmesser in radialer Richtung relativ zu einer Führungsachse der für den Rohrrohling vorgesehenen Führungsbahn hin verstellbar sind. Da diese Rohrführungen jeweils auf einem Schlitten gehalten sind, welcher Schlitten entlang einer die Führungsbahn ringförmig umgreifenden geschlossenen Führung verschieblich geführt und lösbar festlegbar sind, lässt sich die erfindungsgemäße Durchlaufschweißmaschine besonders leicht auch an unterschiedliche Rohrdurchmesser der einzustellenden Rohrsegmente anpassen. Die Rohrführungen können somit entlang der ringförmigen Führung derart verschoben und in der gewünschten Position festgelegt werden, dass sie vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen um die den Rohrrohling zugeordnete Führungsbahn angeordnet sind. Damit die Rohlinge über die entlang der Führungsbahn angeordneten Rohrführungen bewegt werden können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest eine Rohrführung an ihrem der Führungsbahn zugewandten Teil- oder Endbereich ein umlaufendes Führungsband trägt.
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Um die auf den Schlitten befindlichen Rohrführungen entlang der ringförmigen Führung festlegen zu können, sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die Schlitten jeweils mittels einer Spanneinrichtung durch Verspannen an der Führung festlegbar sind.
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Eine besonders einfache und vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Führung eine kreisförmige Führungsbahn bildet.
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Um die Rohrführungen auch in Richtung zu den Rohrrohlingen verstellen zu können, sieht eine Weiterbildung gemäß der Erfindung vor, dass die Rohrführungen in radialer Richtung manuell oder mittels eines Stellantriebes motorisch verstellbar auf dem ihnen zugeordneten Schlitten gehalten sind.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn die Schweißanlage der erfindungsgemäßen Durchlaufschweißmaschine zumindest zwei Schweißeinrichtungen aufweist, von denen eine erste Schweißeinrichtung zur Erzeugung von Punktschweißungen vorgesehen und von denen eine andere, dieser Schweißeinrichtung in Zufuhrrichtung nachfolgende zweite Schweißeinrichtung zur Erzeugung einer, die benachbarten Seiten des Rohrrohlings verbindenden Schweißnaht bestimmt ist. Somit können die stumpf miteinander zu verschweißenden Ränder eines Rohrrohlings durch Punktschweißungen vorläufig in ihrer Lage gesichert werden, bevor anschließend diese bislang nur punktverschweißten Ränder durch eine durchlaufende Schweißnaht dicht miteinander verbunden werden. Da die Ränder des Rohrrohlings zumindest punktverschweißt werden, lässt sich ein übermäßiger hitzebedingter Verzug dieser Ränder zumindest weitestgehend vermeiden.
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Da bei der erfindungsgemäßen Durchlaufschweißmaschine einem Verzug der miteinander zu verschweißenden Ränder entgegengewirkt wird, kann auch auf vergleichsweise kostengünstige Schweißeinrichtungen zurückgegriffen werden. Eine kostengünstige und bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht daher vor, dass zumindest eine Schweißeinrichtung als WIG-Schweißeinrichtung ausgebildet ist.
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Da beim Durchlaufschweißen die Schweißeinrichtung regelmäßig gestoppt wird, wenn sich die Schweißeinrichtung noch nicht über dem Rohrrohling befindet oder wenn sich die Schweißnaht dem Stirnrand des Rohrrohlings nähert, können stirnseitig am Anfang und Ende der miteinander zu verbindenden Ränder des Rohrrohlings schlitz- oder spaltförmige Einkerbungen verbleiben. Zweckmäßig kann es daher sein, wenn die Schweißanlage der Durchlaufschweißmaschine und insbesondere ihre Schweißeinrichtungen relativ zu der für den Rohrrohling vorgesehenen Führungsbahn achsparallel zu deren Führungsachse verfahrbar ist. Bei dieser weiterbildenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Durchlaufschweißmaschine ist die Schweißanlage und insbesondere deren Schweißeinrichtungen relativ zu der den Rohrrohlingen zugeordneten Führungsbahn in etwa horizontaler Richtung verfahrbar. Durch diese Verfahrbarkeit der Schweißanlage ist es möglich, zwei einander nachfolgende Rohrzuschnitte gemeinsam derart zu bearbeiten, dass auch im Bereich der Stirnenden der Rohrspalt durch eine Längsnaht geschlossen werden kann. Um den Rohrspalt auch im Bereich der Stirnenden des Rohrrohlings dicht zu verschließen, wird die Schweißanlage etwas verfahren, so dass ein Teilbereich der bereits geschlossenen Rohrnaht nochmals überschweißt und anschließend die Schweißnaht weiter in Richtung zur Rohrstirnseite und über diese Rohrstirnseite hinaus auch auf den sich daran unmittelbar anschließenden Rohrrohling weitergeführt werden kann. Mit Hilfe dieser Rohr-an-Rohr-Schweißung lassen sich Rohrsegmente herstellen, deren Rohrspalt bis zu den Stirnrändern hin jeweils dicht verschlossen ist.
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Zweckmäßig kann es sein, wenn zur Ausrichtung der einander zugewandten Seiten des Rohrrohlings und zur Anlage der in Zufuhrrichtung vorderen Stirnränder ein Führungsanschlag vorgesehen ist, der entlang der Führungsbahn der Rohrrohlinge verfahrbar ist, und dass der Führungsanschlag während einer in Zufuhrrichtung orientierten Wegstrecke der Führungsbahn in die Führungsbahn eingreift und während eines entgegen der Zuführrichtung orientierten Rückstellweges zur Führungsbahn außer Eingriff ist.
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Mit Hilfe dieser weiterbildenden Ausführungsform können die miteinander zu verschweißenden Ränder oder Kanten eines Rohrrohlings stirnseitig bündig einander zugeordnet werden. Dabei wird der Rohrrohling während der Zustellbewegung in der erfindungsgemäßen Durchlaufschweißmaschine stirnseitig derart an den Führungsanschlag angelegt, dass die miteinander zu verschweißenden Ränder oder Kanten des Rohrrohlings stirnseitig in etwa einer Ebene angeordnet sind. Um diese Ränder oder Kanten des Rohrrohlings am Führungsanschlag anlegen zu können, greift dieser Führungsanschlag während einer in Zufuhrrichtung orientierten Wegstrecke der Führungsbahn in die Führungsbahn ein. Um den Führungsanschlag anschließend in Richtung zu einem nachfolgenden Rohrrohling verfahren zu können, ist der Führungsanschlag während eines entgegen der Zuführrichtung orientierten Rückstellweges zur Führungsbahn außer Eingriff.
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Um die Zustellbewegungen des Führungsanschlages entlang der X-Y-Achse durchführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Führungsanschlag vorzugsweise mit Hilfe zumindest eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders oder elektrisch angetrieben verfahrbar und/oder in oder außer Eingriff zur Führungsbahn bringbar ist.
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Die Zustellbewegungen des Führungsanschlages in Richtung zur Führungsbahn lassen sich besonders gut und sicher steuern, wenn die Ein- und/oder Auslaufbewegung des Führungsanschlages in die und/oder aus der in Zufuhrrichtung orientierten Wegstrecke der Führungsbahn mittels einer dem Führungsanschlag zugeordneten Kulissenführung steuerbar ist.
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Weitere Ausführungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen in Verbindung mit der Zeichnung sowie der Beschreibung. Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1 eine Durchlaufschweißmaschine zum Verschweißen einander zugewandter Seiten eines aus einem Materialzuschnitt gebogenen Rohrrohlings in einer Vorderansicht, wobei die Durchlaufschweißmaschine zur Führung der miteinander zu verschweißenden Seiten des Rohrrohlings in Richtung zu einer Schweißanlage Rohrführungen aufweist, die über den Umfang der für den Rohrrohling bestimmten Führungsbahn angeordnet sind,
- 2 eine Rohrführung der Durchlaufschweißmaschine aus 1 in einer perspektivischen Einzelteildarstellung,
- 3 die Durchlaufschweißmaschine aus 1 in einer perspektivischen Teilansicht im Bereich des Führungsschwertes und
- 4 die Schweißanlage der Durchlaufschweißmaschine aus den 1 bis 3.
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In 1 ist eine Durchlaufschweißmaschine 1 in einer Vorderansicht gezeigt, die zum Verschweißen einander zugewandten Seiten eines aus einem Materialzuschnitt gebogenen Rohrrohlings bestimmt ist. Um die Rohrrohlinge entlang einer senkrecht zur Zeichnungsebene orientierten Führungsbahn verfahren zu können, weist die Durchlaufschweißmaschine mehrere Rohrführungen 2 auf, die über den Umfang der für den Rohrrohling bestimmten Führungsbahn angeordnet sind. Um aus entsprechenden Rohrrohlingen durch Stumpfverschweißen benachbarter Seiten oder Kanten im Durchlaufschweißverfahren auch Rohrsegmente in unterschiedlichen Durchmessern herstellen zu können, ohne lange Werkzeugumbauzeiten und sonstige Nebenzeiten in Kauf nehmen zu müssen, sind die Rohrführungen 2 zum Anpassen an unterschiedliche Rohrdurchmesser in etwa radialer Richtung relativ zu einer Führungsachse F hin verstellbar.
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Aus einem Vergleich der 1 und 2 wird deutlich, dass die Rohrführungen 2 jeweils auf einem Schlitten 3 gehalten sind. Diese, den Rohrführungen 2 zugeordneten Schlitten 3 sind entlang einer die Führungsbahn ringförmig umgreifenden Führung 4 verschieblich gefuhrt und lösbar festlegbar. Die Führung 4 ist als geschlossene Führung ausgebildet, die alle Kräfte quer zur Führungsrichtung aufzunehmen vermag. Die Rohrführungen 2 können somit entlang der ringförmigen und hier kreisförmig ausgebildeten Führung 4 derart verschoben und in der gewünschten Position festgelegt werden, dass sie vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen um die den Rohrrohlingen zugeordnete Führungsbahn angeordnet sind.
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Um die auf den Schlitten 3 befindlichen Rohrführungen 2 entlang der ringförmigen Führung 4 festlegen zu können, ist jeder Schlitten 3 mittels einer Spanneinrichtung festlegbar. Jede Spanneinrichtung weist dazu einen Spannhebel 5 auf, der zwischen einer Feststell- und einer Löseposition manuell bewegbar ist.
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Die auf den Schlitten 3 befindlichen Rohrführungen 2 sind darauf entweder mittels eines Stellantriebes motorisch verstellbar oder - wie hier - manuell in etwa radialer Richtung verstellbar gehalten.
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Damit die Rohrrohlinge über die entlang der Führungsbahn angeordneten Rohrführungen 2 bewegt werden können, ist an den der Führungsbahn zugewandten Endbereichen der Rohrführungen 2 eine Führungsbürste 6 oder ein umlaufendes Führungsband vorgesehen.
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In 3 ist dargestellt, dass die Durchlaufschweißmaschine zur Ausrichtung der einander zugewandten Seiten eines Rohrrohlings und zur Anlage der in Zufuhrrichtung vorderen Stirnränder einen Führungsanschlag 7 hat. Der Führungsanschlag 7 ist entlang der Führungsbahn der Rohrrohlinge verfahrbar. Der Führungsanschlag 7 greift während einer in Zufuhrrichtung orientierten Wegstrecke der Führungsbahn in diese ein, um während eines entgegen der Zuführrichtung orientierten Rückstellweges zur Führungsbahn außer Eingriff zu stehen. Mit Hilfe des Führungsanschlages 7 können die miteinander zu verschweißenden Ränder oder Kanten eines Rohrrohlings stirnseitig bündig einander zugeordnet werden. In 3 ist erkennbar, dass die Ein- und Auslaufbewegung des Führungsanschlages 7 in die und aus der in Zufuhrrichtung orientierten Wegstrecke der Führungsbahn mittels einer dem Führungsanschlag zugeordneten Kulissenführung 8 steuerbar ist. Um die Zustellbewegungen des Führungsanschlages 7 in horizontaler und in vertikaler Richtung durchführen zu können, ist der Führungsanschlag mit Hilfe zumindest eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders 9, 10 oder mit Hilfe wenigstens eines elektrischen Antriebes verfahrbar und in oder außer Eingriff zur Führungsbahn bringbar.
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In den 3 und 4 ist angedeutet, dass die in der Durchlaufschweißmaschine 1 befindliche Schweißanlage 2 Schweißeinrichtungen 11, 12 hat, von denen eine erste Schweißeinrichtung 11 zur Erzeugung von, die Lage der einander zugewandten Seiten des Rohrrohlings sichernder Punktschweißungen vorgesehen ist und von denen eine der ersten Schweißeinrichtung 11 in Zuführrichtung des Rohrrohlings nachfolgende zweite Schweißeinrichtung 12 zur Erzeugung einer, diese Seiten des Rohrrohlings verbindenden Schweißnaht bestimmt ist. Somit können die stumpf miteinander zu verschweißenden Ränder eines Rohrrohlings durch Punktschweißungen vorläufig in ihrer Lage gesichert werden, bevor anschließend diese bislang nur punktverschweißten Ränder durch eine durchlaufende Schweißnaht dicht miteinander verbunden werden. Da die Ränder des Rohrrohlings zumindest punktverschweißt werden, lässt sich ein übermäßiger hitzebedingter Verzug dieser Ränder zumindest weitestgehend vermeiden.
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Die durch die Schweißeinrichtungen 11, 12 gebildete Schweißanlage ist relativ zu der für den Rohrrohling vorgesehenen Führungsbahn achsparallel zu deren Führungsachse F verfahrbar. So ist es möglich, zwei einander nachfolgende Rohrzuschnitte gemeinsam derart zu bearbeiten, dass auch im Bereich der Stirnenden der Rohrspalt durch eine Längsnaht geschlossen werden kann. Um den Rohrspalt auch im Bereich der Stirnenden des Rohrrohlings dicht zu verschließen, wird die durch die Schweißeinrichtungen 11, 12 gebildete Schweißanlage etwas verfahren,. so dass ein Teilbereich der bereits geschlossenen Rohrnaht nochmals überschweißt und anschließend die Schweißnaht weiter in Richtung zur Rohrstirnseite und über diese Rohrstirnseite hinaus auch auf den sich daran unmittelbar anschließenden Rohrrohling weitergeführt werden kann. Mit Hilfe dieser Rohr-an-Rohr-Schweißung lassen sich Rohrsegmente herstellen, deren Rohrspalt bis zu den Stirnrändern hin jeweils dicht verschlossen ist.
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Die entlang der Führungsbahn verfahrbaren Schweißeinrichtungen 11, 12 der Schweißanlage sind hier als Wik-Schweißeinrichtungen ausgebildet.
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Mit Hilfe der hier dargestellten Durchlaufschweißmaschine 1 lassen sich ohne größeren konstruktiven Aufwand auch Rohrabschnitte unterschiedlichen Durchmessers und verschiedener Querschnittsgeometrien mit hoher Maßgenauigkeit herstellen.
