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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schweißvorrichtung, insbesondere eine Orbitalschweißvorrichtung, gemäß Anspruch 1.
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Die vorliegende Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Fügetechnik. Leitungen, insbesondere Leitungen zum Führen von Gasen, bestehen oftmals aus Rohren, insbesondere aus Metall, und werden je nach Anwendungsgebiet mittels Kleben, Löten oder Schweißen miteinander verbunden. Es werden insbesondere beim Onshore- oder Offshore-Schweißen von Pipelines (Gas- & Öl-Pipelines) Orbitalschweißsysteme (Bugs) genutzt, wobei das Schweißgerät auf einem Positionierband fährt, das um ein Rohr herum befestigt wird, und eine zwischen die einzelnen Rohre der Pipeline und die Rohre verbindende Schweißnaht mit einer oder mehreren Raupenlagen nebeneinander oder übereinander einbringt.
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Die Druckschrift
US 5,676,857 A offenbart ein System zum Verschweißen von Rohren, um eine lange, kontinuierliche Pipeline zu schaffen. Ein Schweißwagen bzw. ein Schweißbug ist an einer Führungsschiene, die sich um den Umfang des Rohres erstreckt, montiert. Der Schweißwagen ist mit einem Drahtvorschub, einem Motor, um den Drahtvorschub anzutreiben, und einem Antriebsmotor zum Bewegen des Bugs entlang der Führung ausgestattet. Die Geschwindigkeit des Bugs und des Drahtvorschubs ist variierbar, während der Bug kontinuierlich um das Rohr bewegt wird. Die erste Schweißnaht oder Wurzelschweißnaht wird gemäß dem Gegenstand der
US 5,676,857 A von außerhalb des Rohres geschweißt. Der aus der
US 5,676,857 A bekannte Bug wird dabei über einen fest installierten Stirnradantrieb angetrieben. Weiterhin weist der Bug einen Halterahmen zum Halten einer Spule zur Drahtaufnahme auf.
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Eine weitere Orbitalschweißvorrichtung, die zum Verbinden von Metallrohren verwendet wird, ist durch die Druckschrift
EP1100645B1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Vorrichtung zum Stumpfschweißen von Rohren oder von Bauteilen, wobei die Bauteile zumindest an den zu verschweißenden Enden flach oder rohrförmig sind oder einen Querschnitt in der Form von einem Kreisbogen haben, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Führungselement, das eines der Enden der Rohre oder der Bauteile umgeben kann und daran befestigt werden kann, und einen Schlitten, der entlang des Führungselements bewegbar ist, wobei der Schlitten kraftgetriebene Einrichtungen, die dazu ausgestaltet sind, um den Schlitten entlang des Führungselements zu bewegen, einen Schweißbrenner, der in einer oszillierenden Weise relativ zu dem Schlitten in einer Richtung etwa parallel zu der Achse der zu verbindenden Rohre oder Bauteile bewegt werden kann, Einrichtungen, die dazu ausgestaltet sind, um den Schweißbrenner zu halten und ihn vertikal relativ zu dem Schlitten zu bewegen, Einrichtungen, um dem Schweißbrenner automatisch einen Schweißdraht zuzuführen, Bewegungseinrichtungen, die dazu ausgestaltet sind, die oszillierende Bewegung auf den Schweißbrenner aufzubringen, und elektronische Einrichtungen, um die Amplitude der Oszillation und/oder die Zeit zu regulieren, die der Schweißbrenner in einer oder in beiden Grenzpositionen der Oszillation verbleibt, wobei die Einrichtungen zum Halten des Schweißbrenners dazu ausgestaltet sind, diesen relativ zu dem Schlitten horizontal zu bewegen, dass die Vorrichtung Einrichtungen aufweist, die dazu ausgestaltet sind, ein Signal bezüglich der Winkelbewegung des Schweißbrenners während der Oszillation zu erzeugen, dass die Regulier-Einrichtungen Speichereinrichtungen, die dazu ausgestaltet sind, für zumindest einen der Schritte eines Schweißvorgangs eine Vielzahl von Werten, die sich zumindest auf die Frequenz und die Amplitude der Oszillation des Schweißbrenners beziehen, die für diesen Schritt des Schweißvorgangs gewünscht sind, sowie eine Start- und eine Stop-Position für die Schweißbrenner-Oszillation zu speichern, und Steuereinrichtungen aufweisen, die dazu ausgestaltet sind, die Einrichtungen zum Oszillieren des Schweißbrenners in Relation zu den gespeicherten Werten und den Signalen automatisch zu steuern, die durch die Einrichtungen zum Erfassen der Winkelbewegung des Schweißbrenners erzeugt werden.
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Schweißvorrichtungen müssen definiert mit einem Führungsband in Kontakt gebracht werden, damit ein möglichst präziser Vorschub der Schweißvorrichtung entlang der Erstreckungsrichtung des Führungsbandes erfolgen kann. Die bekannten Anbindungen der Schweißvorrichtungen an Führungsbänder sind jedoch nachteilig, da sie aufgrund hoher Anpresskräfte fahrwerksseitig und/oder führungsbandseitig oftmals einen hohen Verschleiß bewirken. Ferner resultiert aus den hohen Anpresskräften ein Bedürfnis für eine starke Antriebseinrichtung, die wiederum viel Energie benötigt.
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Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Schweißvorrichtung bereitzustellen, die insbesondere einen oder mehrere Nachteile des Standes der Technik ausräumt.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schweißvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung, insbesondere Orbitalschweißvorrichtung, umfasst dabei bevorzugt mindestens ein Fahrwerk zum Koppeln mit einem Führungsband, wobei das Fahrwerk einen ersten Fahrwerksteil und eine zweiten Fahrwerksteil umfasst, wobei der erste Fahrwerksteil und der zweite Fahrwerksteil orthogonal zur Transportrichtung voneinander beabstandet sind, wobei der erste Fahrwerksteil zwei Rädergruppen mit jeweils mehreren Rädern und der zweite Fahrwerksteil zwei Rädergruppen mit jeweils mehreren Rädern aufweist, wobei zumindest ein Rad jeder Rädergruppe jeweils an einem um eine Schwenkachse schwenkbaren Hebelelement angeordnet ist, wobei die Hebelelemente mit den jeweils daran angeordneten Rädern jeweils in mehreren Stellungen zum Anpassen des Fahrwerks an verschiedene Führungsbanddurchmesser ausrichtbar bzw. positionierbar sind. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da das Fahrwerk derart gestaltet werden kann, dass allein durch das Zusammenwirken der einzelnen Räder der einzelnen Rädergruppen keine bzw. nur eine geringe Anpresskraft orthogonal zur Transportrichtung in ein Führungsband eingeleitet wird. Dies bedeutet, dass das Fahrwerk besonders bevorzugt derart gestaltet ist, dass es ausschließlich formschlüssig an dem Führungsband ankoppelbar ist, wodurch geringe oder keine Anpresskräfte auftreten.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibungsteile und/oder der Unteransprüche.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Stellung der Hebelelemente jeweils stufenlos einstellbar und mittels Arretierungsmitteln in der jeweils eingestellten Ausrichtung arretierbar. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung dadurch mit Führungsbändern mit unterschiedlichen Durchmessern koppelbar ist. Bevorzugt ist die Schweißvorrichtung mit Führungsbändern mit einem Durchmesser von 7 Zoll bis 60 Zoll, insbesondere mit einem Durchmesser von 10 Zoll bis 56 Zoll, koppelbar.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Positioniermittel, insbesondere Formschlusselemente, zum stufenartigen und formschlüssigen Positionieren der Hebelelemente in vorbestimmten Stellungen vorgesehen, wobei jedes Hebelelement zumindest in zwei voneinander verschiedenen Stellungen, insbesondere in drei oder mindestens drei voneinander verschiedenen Stellungen, positionierbar ist. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da erkannt wurde, dass wenige Stellungen ausreichen, um für mehrere Führungsbanddurchmesser, insbesondere zwischen 10 Zoll und 56 Zoll, geeignete Radanordnungen bereitzustellen. Bevorzugt wird eine Stellung vorgesehen, in der die Schweißvorrichtung an einem sich horizontal erstreckenden Führungsband anordenbar ist. Weiterhin wird bevorzugt zusätzlich oder alternativ eine Stellung vorgesehen, in der die Schweißvorrichtung an einem Führungsband mit einem Durchmesser zwischen 10 Zoll und 24 Zoll anordenbar ist. Eine weitere bevorzugte Stellung dient zusätzlich oder alternativ bevorzugt zum Ankoppeln an ein Führungsband mit einem Durchmesser im Bereich zwischen 24 Zoll und 56 Zoll. Die unterschiedlichen Ausrichtungen werden bevorzugt durch formschlüssige Verbindungen bzw. Kopplungen zwischen dem jeweiligen Hebelelement und dem jeweiligen Fahrwerkteil geschaffen.
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An jedem Hebelelement sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung drei Räder angeordnet, wobei jeweils ein Rad zum Kontaktieren einer Stirnfläche des Führungsbandes, jeweils ein Rad zum Kontaktieren einer äußeren Oberfläche des Führungsbandes und jeweils ein Rad zum Kontaktieren der radial innenliegenden Oberfläche des Führungsbandes angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die mit der Stirnseite des Führungsbands in Kontakt tretenden Räder eine Umpositionierung der Schweißvorrichtung entlang dem Führungsband ohne die Gefahr eines Abgleitens der Schweißvorrichtung in zur Transportrichtung orthogonaler Richtung verhindert wird. Weiterhin schützen die Räder zum Kontaktieren der inneren Oberfläche des Führungsbandes die Schweißvorrichtung vor einem Herunterfallen der Schweißvorrichtung, wenn z. B. unterseitige Anteile (unterhalb der 3 Uhr und 9 Uhr Position) zweier Rohre miteinander verschweißt werden. Ferner dienen die Räder zum Kontaktieren einer äußeren Oberfläche des Führungsbandes zum reibungsarmen Bewegen der Schweißvorrichtung, wenn z. B. obere Anteile (oberhalb der 3 Uhr und 9 Uhr Position) zweier Rohre miteinander verschweißt werden.
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Die Räder jeder Rädergruppe sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jeweils an einem Ausrichtungselement angeordnet, wobei das Ausrichtungselement schwenkbar an dem Grundkörper des Hebelelements angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da neben der Einstellbewegungen der Grundkörper der Hebelelemente ebenfalls jeweils eine weitere, insbesondere in ihrer maximalen Auslenkung begrenzte, Bewegung des jeweiligen Ausrichtungselements erfolgen kann. Die Ausrichtelemente können somit entgegen der Auslenkung der Grundkörper der Hebelelemente oder weiter als die Auslenkung der Grundkörper der Hebelelemente eine Auslenkung bzw. Anpassung an die jeweilige Führungsbandform ermöglichen. Das Ausrichtungselement und der Grundkörper des Hebelelements wirken bevorzugt zum Ausbilden eines formschlüssigen Begrenzungsmittels zum Begrenzen der Schwenkbewegung des Ausrichtungselements gegenüber dem Grundkörper des Hebelelements zusammen. Es ist jedoch alternativ denkbar, dass ein zusätzliches Begrenzungsmittel an dem Ausrichtelement oder an dem Grundkörper des Hebelelements angeordnet ist.
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Zumindest die Mehrzahl der Räder einer jeden Rädergruppe ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als drehbar gelagerte Rollen, Walzen oder Ringe, insbesondere von Wälzlagern, ausgebildet. Bevorzugt sind alle Räder einer jeden Rädergruppe als drehbar gelagerte Rollen, Walzen oder Ringe, insbesondere von Wälzlagern, ausgebildet. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da gegenüber Gleitlagern eine Reduzierung der auftretenden Reibung und somit des auftretenden Verschleißes bewirkt wird.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine An- und Abkoppelungseinrichtung zum Umpositionieren des ersten Fahrwerkteils gegenüber dem zweiten Fahrwerkteil vorgesehen, wobei der erste Fahrwerkteil mittels der An- und Abkoppelungseinrichtung in einer Betriebsstellung anordenbar ist und wobei der erste Fahrwerkteil mittels der An- und Abkoppelungseinrichtung in einer Montage-/Demontagestellung anordenbar ist, wobei der erste Fahrwerkteil in der Betriebsstellung näher zum zweiten Fahrwerkteil beabstandet ist als in der Montage-/Demontagestellung. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch eine leicht zu bedienende Mechanik eine Beschleunigung und Verbesserung der Anbringung einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung an einem Führungsband und der Abnahme einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung von einem Führungsband schnell und komfortabel ermöglicht wird. Insbesondere ist dank dieser Ausführungsform nur eine Person zur Anbringung oder Abnahme erforderlich.
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Am ersten Fahrwerkteil ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Antriebseinrichtung angeordnet, wobei die Antriebseinrichtung in einem Betriebszustand federkraftbeaufschlagt an eine erste Stirnseite des Führungsbandes gepresst wird und wobei in dem Betriebszustand durch die Federkraftbeaufschlagung jeweils mindestens ein Rad der am zweiten Fahrwerkteil angeordneten Rädergruppen an die zweite Stirnseite des Führungsbandes angepresst wird, wobei die Anpresskraft mit der die beiden Räder des zweiten Fahrwerkteils an die zweite Stirnseite angepresst werden höher ist als die Anpresskraft, mit der die zum Kontaktieren der ersten Stirnseite des Führungsbandes ausgebildeten Räder der am ersten Fahrwerkteil angeordneten Rädergruppen an die erste Stirnseite des Führungsbandes angepresst werden. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die Antriebseinrichtung und die am zweiten Fahrwerkteil angeordneten Rädergruppen eine präzise Anbindung der Schweißvorrichtung an dem Führungsband bewirkbar ist. Die Antriebsreinrichtung wird dabei bevorzugt mit einer Kraft von 100 N bis 200 N, insbesondere mit einer Kraft zwischen 120 N und 160 N, insbesondere mit 140 N oder mit im Wesentlichen 140 N, durch das Federelement oder die Federelemente an das Führungsband angepresst.
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Die Verwendung der Wörter „im Wesentlichen” definiert bevorzugt in allen Fällen, in denen diese Wörter im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden eine Abweichung im Bereich von 1%–30%, insbesondere von 1%–20%, insbesondere von 1%–10%, insbesondere von 1%–5%, insbesondere von 1%–2%, von der Festlegung, die ohne die Verwendung dieser Wörter gegeben wäre.
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Die Gegenstände weiterer von derselben Anmelderin beim selben Anmeldeamt am selben Anmeldetag eingereichten und das Gebiet der Schweißvorrichtungen betreffenden Schutzrechtsanmeldungen werden hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich zum Gegenstand dieser Schrift gemacht.
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Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft die erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt ist. Bauteile oder Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile oder Elemente nicht in allen Figuren beziffert oder erläutert sein müssen.
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Darin zeigen:
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1 eine Anordnung der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung an einem ersten Führungsband;
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2 eine Anordnung der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung an einem zweiten Führungsband;
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3a–3d mehrere Darstellungen eines Hebelelements;
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4a–4e weitere Darstellungen des Hebelelements
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5a eine perspektivische Darstellung eines Grundkörpers eines Hebelelements;
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5b eine perspektivische Darstellung eines Ausrichtungselements;
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6 eine erste perspektivische Ansicht einer An- und Abkoppelungseinrichtung in einem ersten Zustand
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7 eine zweite perspektivische Ansicht einer An- und Abkoppelungseinrichtung in dem ersten Zustand
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8 eine erste perspektivische Ansicht einer An- und Abkoppelungseinrichtung in einem zweiten Zustand
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9 eine zweite perspektivische Ansicht einer An- und Abkoppelungseinrichtung in dem zweiten Zustand;
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10 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung;
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11 eine Frontalansicht einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung; und
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12 eine Draufsicht auf die Unterseite der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1, die an einem Führungsband 6 angeordnet ist, das sich um ein Rohr 10 herum erstreckt. Die Schweißvorrichtung 1 umfasst dabei ein erstes Fahrwerksteil 87, das gegenüber dem Rahmen 2 (vgl. 12) der Vorrichtung 1 bewegbar angeordnet ist. Der erste Fahrwerksteil 87 weist dabei zwei Hebelelemente 130 auf, die Grundkörper 131 umfassen, an denen jeweils eine Rädergruppe 72, 81 gelagert bzw. angeordnet ist. Die Rädergruppen sind dabei an Ausrichtungselementen 142 (vgl. 3a–3d) angeordnet, die schwenkbar an dem Grundkörper 131 angeordnet sind. Jede Rädergruppe 72, 80, 81, 92 umfasst dabei bevorzugt drei Räder nämlich ein Stirnseitenrad 82, ein Unterseitenrad 83 und ein Oberseitenrad 84.
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Das Hebelelement 130 ist bevorzugt an einem ersten längsseitigen Ende mit einer Schwenkachse 132 verbunden und bevorzugt an einem zweiten längsseitigen Ende über Positioniermittel 140, insbesondere Löcher in dem ersten Fahrwerkteil 87 oder Zapfen an dem ersten Fahrwerkteil 87, in verschiedenen vorgegebenen Stellungen bzw. Ausrichtungen bzw. Positionen anordenbar. Bevorzugt sind zwei oder drei oder mehr als drei Positioniermittel 140 zum Anordnen des zweiten längsseitigen Endes des jeweiligen Grundkörpers 131 in verschiedenen Positionen vorgesehen. Bevorzugt sind die Hebelelemente 130 mittels der Positioniermittel 140 horizontal und/oder in einem Winkel in einem Bereich zwischen 5° und 15°, insbesondere mit 10° oder mit im Wesentlichen 10°, gegenüber der Horizontalen und/oder in einem Bereich zwischen 15° und 25°, insbesondere mit 20° oder mit im Wesentlichen 20°, gegenüber der Horizontalen anordenbar.
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2 zeigt eine Ausführungsform, gemäß der die Hebelelemente 130 einerseits ebenfalls mit der Schwenkachse 132 gelagert sind und andererseits mit einem Verstellelement 139 zum stufenlosen Ausrichten des Hebelelements 130 gekoppelt sind. Bevorzugt sind die Hebelelemente 130 mittels dem Verstellelement 139 horizontal und in einem Winkel in einem Bereich zwischen 0° und 15°, insbesondere mit 10° oder mit im Wesentlichen 10°, gegenüber der Horizontalen oder in einem Bereich zwischen 0° und 25°, insbesondere mit 20° oder mit im Wesentlichen 20°, gegenüber der Horizontalen stufenlos anordenbar.
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3a zeigt eine erste perspektivische Ansicht des Hebelelements 130. Das Hebelelement 130 weist dabei einen Grundkörper 131, ein bevorzugt über einen Verbindungszapfen 135 mit dem Grundkörper 131 gekoppeltes Ausrichtungselement 142 und mehrere an dem Ausrichtungselement 142 angeordnete Räder 82, 83, 84. Das Bezugszeichen 132 kennzeichnet hierbei ein Element, das eine Schwenkachse ausbildet, um die das Hebelelement 130 schwenkbar ist, und das ortsfest an dem Fahrwerkteil 87 bzw. 97 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 133 kennzeichnet hingegen eine ortsveränderliche Anbringungsstelle, die zum Anordnen des zweiten Endes des Hebelelements 130 in Stufen an dem Positioniermittel 140 (vgl. 1) oder stufenlos an dem Verstellelement 139 dient. Das die Schwenkachse bildende Element 132 ist bevorzugt mittels einem Arretierungsmittel 138, insbesondere einem Sicherungsring oder einer Schraube, gegen eine axiale Verschiebung gesichert (vgl. 3b).
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3c zeigt, dass das Ausrichtungselement 142 bevorzugt über den Verbindungszapfen 135 mit dem Grundkörper 131 gekoppelt ist, wobei bevorzugt ein Sicherungsmittel 149, wie eine Schraube oder ein Sicherungsring, zum Verhindern einer Relativbewegung des Grundkörpers 131 zum Ausrichtungselement 142 in axialer Richtung des Zapfens 147 vorgesehen ist. Weiterhin ist bevorzugt am Grundkörper 131 und/oder am Ausrichtungselement 142 ein Begrenzungsmittel 146 ausgebildet, wobei als Begrenzungsmittel 146 bevorzugt zum einen ein am Grundkörper 131 ausgebildetes Widerlager 148 und zum anderen ein am Ausrichtungselement 142 ausgebildeter Zapfen verstanden werden kann. Durch das Begrenzungsmittel 146 wird eine Relativbewegung, insbesondere Schwenkbewegung, zwischen dem Grundkörper 131 und dem Ausrichtungselement 142 begrenzt. Das Widerlager 148 weist dabei bevorzugt eine solche Form oder Größe auf, dass es die Schwenkbewegung des Ausrichtungselements 142 gegenüber dem Grundkörper 131 aufgrund eines Zusammentreffens des Zapfens 142 und des Widerlagers 148 in einer Richtung und bevorzugt in zwei Richtungen begrenzt.
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3d zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Hebelelements 130, wobei dieser Ansicht entnehmbar ist, wie die einzelnen Räder 82, 83, 84 bevorzugt zueinander ausgerichtet sind.
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Die 4a bis 4e zeigen ebenfalls weitere Ansichten des Hebelelements 130.
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5a zeigt eine perspektivische Ansicht eines über einen Verbindungszapfen mit einem Grundkörper 131 eines Hebelelements 130 koppelbaren Ausrichtungselements 142. Das Ausrichtungselement 142 weist ein Verbindungslager 143 zum Aufnehmen eines Verbindungszapfens zum Koppeln mit dem Grundkörper 131 des Hebelelements 130 auf. Weiterhin sind im Ausrichtungselement 142 jeweils ein Lager 150 zur Anbringung des Stirnseitenrades 82, ein Lager 151 zur Anbringung des Unterseitenrades 83 und ein Lager 152 zur Anbringung des Oberseitenrades 84 ausgebildet. Das Ausrichtungselement 142 ist bevorzugt um einen Winkel von bis zu 60° oder von bis zu 45° oder von bis zu 30° oder von bis zu 20° oder von bis zu 15° oder von bis zu 10° oder von bis zu 5° gegenüber dem Grundkörper 131 des Hebelelements 130 schwenkbar.
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5b zeigt eine perspektivische Darstellung des Grundkörpers 131 des Hebelelements 130. Neben den Lagern 128 und 133 zur Ausrichtung des Hebelelements 130 weist der Grundkörper 131 ebenfalls ein Verbindungslager 136 zum Koppeln mit dem Ausrichtungselement 142 und ein Widerlager 148 zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Ausrichtungselements 142 gegenüber dem Grundkörper 131 des Hebelelements 130 auf.
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In 6 ist eine An- und Abkoppelungseinrichtung gezeigt, es ist erkennbar, dass das Griffteil 74 ausgelenkt ist und dadurch eine Betätigung eines Umpositioniermechanismus erfolgte, wodurch die Leit-Stütz-Struktur 87 mit daran angekoppelten Rädern bzw. Rädergruppen und ebenfalls daran angekoppeltem Motor 86 umpositioniert wird. Der durch das Bezugszeichen 98 gekennzeichnete Verschiebebereich ist auf ein Minimum reduziert, wodurch eine ausgelenkte Stellung der Leit-Stütz-Struktur 87 und somit der ersten und dritten Rädergruppe 72, 81 erkennbar ist.
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7 zeigt weitere Elemente des zum Umpositionieren der Leit-Stütz-Struktur 87 bevorzugt eingesetzten Hebelmechanismus 71. Es ist ersichtlich, dass an beiden Seiten des Griffteils 74 ein Anteil des Hebelmechanismus 71 ausgebildet ist. Es ist jedoch ebenfalls im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass der Hebelmechanismus 71 nur einen dieser Anteile oder mehr als zwei dieser Anteile aufweist. Weiterhin ist denkbar, dass ein Anteil nicht an einem Ende des Griffteils 74 angeordnet ist, sondern zwischen den Enden, insbesondere in der Mitte, des Griffteils 74 angeordnet ist. Im dargestellten Fall ist an dem Griffteil 74 beiderseits ein formstabiles Kraftübertragungselement 75 angeordnet, das bevorzugt über eine unterseitige Lagerung 94 eines Hubelements 91 mit dem Hubelement 91 verbunden ist. Das Hubelement 91 bewirkt zusammen mit der Schwenklagerung 99, durch die das Kraftübertragungselement 75 schwenkbar am Grundkörper 69 angeordnet ist, eine Begrenzung der Schwenkbewegung. Ein vom Griffteil 74 beabstandetes Ende des Kraftübertragungselements 75 ist bevorzugt mit zwei Mitteln zum Transferieren der Schwenkbewegung in eine Linearbewegung 76 gekoppelt. Eines der Mittel zum Transferieren der Schwenkbewegung in eine Linearbewegung 76 ist dabei einerseits bevorzugt mit dem Grundkörper 69 verbunden und das andere Mittel zum Transferieren der Schwenkbewegung in eine Linearbewegung 76 ist bevorzugt mit einem Ende mit der Leit-Stütz-Struktur 74 verbunden. Weiterhin sind die Mittel zum Transferieren der Schwenkbewegung in eine Linearbewegung 76 bevorzugt derart mit dem Kraftübertragungselement 75 gekoppelt, dass eine Bewegung des Kraftübertragungselements 75 in eine Bewegung der Mittel zum Transferieren der Schwenkbewegung in eine Linearbewegung 76 umsetzbar ist. Die Mittel zum Transferieren der Schwenkbewegung in eine Linearbewegung 76 und das Kraftübertragungselement 75 bilden in ihrer Gesamtheit somit eine Auslenkeinrichtung 71, insbesondere zur Umsetzung einer Kniehebelmechanik, aus.
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Weiterhin zeigt diese Darstellung, dass das Hubelement 91 über ein oberseitiges Lager 95 mit einer an dem Grundkörper 69 ausgebildeten vorrichtungsfesten Leit-Stütz-Struktur 96 angeordnet ist. Das Hubelement 91 ist im dem gezeigten Zustand eingefahren. Dies ist vorteilhaft, da die Hebelverhältnisse zur Auslenkung der Leit-Stütz-Struktur 87 gegenüber den Hebelverhältnissen im in 3 gezeigten Zustand verändert sind. Die Mittel zum Transferieren der Schwenkbewegung in eine Linearbewegung 76 sind in dem gezeigten Zustand bevorzugt stärker zueinander geneigt als in dem in 6 gezeigten Zustand. Bevorzugt sind die Mittel zum Transferieren der Schwenkbewegung in eine Linearbewegung 76 über eine Verbindungsstelle 97 oder im Bereich einer Verbindungsstelle 97 miteinander gekoppelt.
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Der durch die 7 dargestellte Zustand entspricht dem in 6 gezeigten Zustand, gemäß dem das Antriebsrad 85 vom Führungsband 6 mittels einer An- und Abkoppelungseinrichtung 70 abgekoppelt ist.
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8 zeigt eine Halterung 90 zum Halten der Antriebseinrichtung 15 bzw. des Motors 86. Die Halterung 90 ist mit der Leit-Stütz-Struktur 87 verbunden und wird daher unmittelbar umpositioniert, wenn die Leit-Stütz-Struktur 87 umpositioniert wird. Weiterhin ist die Halterung 90 über ein oder mehrere Federelemente 103 mit einem Fixteil gekoppelt. Die Halterung 90 kann hierbei unter Auslenkung der Federelemente 103 gegenüber dem Fixteil 102 verschoben werden. Weiterhin erfolgt beim Ankoppeln der Antriebseinrichtung 15, insbesondere des Antriebsrades 85, an das Führungsband 6 eine Auslenkung der Halterung 90 gegenüber dem Fixteil 102. Die Federelemente 103 bewirken dadurch, dass über das Antriebsrad 85 eine Anpresskraft in das Führungsband 6 eingeleitet wird, wodurch zumindest die Stirnseitenräder 82 der zweiten und vierten Rädergruppe 80, 92 an das Führungsband 6 angepresst werden. Hierdurch erfolgt bevorzugt eine für den Betrieb der Schweißvorrichtung 1 erforderliche Ausrichtung der Schweißvorrichtung 1 gegenüber dem Führungsband 6.
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Das Bezugszeichen 98 kennzeichnet einen Verschiebebereich, in dem die Halteeinrichtung 90 zusammen mit dem Fixteil 102 infolge einer Betätigung der An- und Abkoppelungseinrichtung 70 verschiebbar ist. Aus der Stellung des Griffteils 74 und dem verbleibenden Verschiebeweg 98 ist erkennbar, dass die Darstellung einen Zustand zeigt, in dem das Antriebsrad 85 (vgl. 1) an dem Führungsband (vgl. 11) anliegen kann. Die Halterung 90 kann besonders bevorzugt auch als eine Motorausrückhalterung ausgeführt sein, durch die der Motor 86 bevorzugt unabhängig von einer Bewegung des Griffteils 74 gegenüber der Leit-Stütz-Struktur 87 umpositionierbar bzw. auslenkbar bzw. verschiebbar ist.
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9 zeigt das Hubelement 91 in einem ausgefahren Zustand und die Mittel zum Transferieren der Schwenkbewegung in eine Linearbewegung 76 weisen einen gegenüber dem in 7 gezeigten Zustand flachere bzw. weniger geneigte Ausrichtung auf.
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10 zeigt die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung 1 bzw. Orbitalschweißvorrichtung 1 in einer perspektivischen Darstellung. Die Schweißvorrichtung 1 umfasst bevorzugt eine Drahtbevorratungseinrichtung 36 zur Aufnahme von Drahtspulen, einen Schweißkopf 14, eine Drahtvorschubeinrichtung 16 und ein Halteteil 5. Unterhalb des Halteteils 5 ist bevorzugt der Griffteil 74 zum Umpositionieren zumindest eines Elements der Antriebseinrichtung 15 und/oder eines Rades des Fahrwerks 4 (vgl. 11).
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11 zeigt die erfindungsgemäße Orbitalschweißvorrichtung 1 angeordnet an einem um ein Rohr 10 herum angeordnetes Führungsband 6. Die Orbitalschweißvorrichtung 1 weist dabei eine mit dem Führungsband 6 in Kontakt bringbare Antriebseinrichtung 15 auf. Die Antriebseinrichtung 15 weist bevorzugt einen Motor 86 und ein von dem Motor 86 angetriebenes Rad 85, insbesondere Zahnrad, auf, das mit dem Führungsband 6 zum Bewegen der Schweißvorrichtung 1 kraft- und/oder formschlüssig in Kontakt bringbar ist. Bevorzugt erstreckt sich die Rotationsachse der Antriebseinrichtung 15, wenn die Schweißvorrichtung 1 an dem um das Rohr 10 angeordneten Führungsband 6 angekoppelt ist, in radialer Richtung des Rohres 10. Weiterhin kennzeichnet das Bezugszeichen 4 bevorzugt ein Fahrwerk der Orbitalschweißvorrichtung 1. Das Fahrwerk 4 weist bevorzugt zumindest zwei Rädergruppen 72, 80 mit jeweils mindestens zwei Rädern auf, wobei ein Rad 83 je Rädergruppe 72, 80 bevorzugt derart angeordnet ist, dass es mit der Unterseite des Führungsbandes 6 in Kontakt bringbar ist und ein zweites Rad der Rädergruppe derart angeordnet ist, dass es zeitgleich, wenn das erste Rad mit der Unterseite 79 des Führungsbandes 6 in Kontakt steht, mit der Stirnseite 77 des Führungsbandes 6 oder mit der Oberseite 78 des Führungsbandes 6 in Kontakt steht. Weiterhin weist der Schweißkopf 14 eine weitere Anschlusseinrichtung 13 auf, mittels der das Leitungselement 37 mit dem Schweißkopf 14 koppelbar ist. Ferner ist am Schweißkopf 14 bevorzugt eine Anschlusseinrichtung 11 zum Anschließen einer Fluidversorgungsleitung, insbesondere einer Gasleitung, angeordnet. Das Bezugszeichen 58 kennzeichnet eine Antriebseinrichtung bzw. Bewegungseinrichtung, mittels welcher der Schweißkopf 14 zumindest in einer Richtung rotiert oder verfahrbar ist. Das Bezugszeichen 72 kennzeichnet die erste Rädergruppe, die in dem dargestellten Zustand von dem Führungsband 6 beabstandet ist.
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12 zeigt eine Draufsicht auf die Unterseite der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1. Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung 1 weist dabei einen Rahmenteil 2 auf, an dem Funktionseinrichtungen der Schweißvorrichtung 1 angeordnet sind bzw. anordenbar sind. Die Bezugszeichen 72, 80 81 und 92 kennzeichnen verschiedene Rädergruppen des Fahrwerks 4 der Schweißvorrichtung 1. Das Fahrwerk 4 wird hierbei ebenfalls durch eine umpositionierbare Leit-Stütz-Struktur 87 bzw. ein erstes Fahrwerksteil 87 und ein zweites bevorzugt vorrichtungsfestes Fahrwerkteil 97 gebildet, wobei am ersten Fahrwerkteil 87 die Rädergruppen 72 und 81 angeordnet sind und am zweiten Fahrwerkteil 97 die Rädergruppen 80 und 92 angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schweißvorrichtung
- 2
- Rahmenteil
- 4
- Fahrwerk
- 5
- Halterahmen
- 6
- Führungsband
- 10
- Rohr
- 11
- Anschlusseinrichtung
- 13
- weitere Anschlusseinrichtung
- 14
- Schweißkopf
- 15
- Antriebseinrichtung
- 16
- Drahtvorschubeinrichtung
- 19
- Verbindungselement
- 28
- Einstellelement
- 36
- Drahtbevorratungseinrichtung
- 37
- Leitungselement
- 70
- An- und Abkopplungseinrichtung
- 71
- Auslenkanordnung
- 72
- erste Rädergruppe
- 74
- Griffteil
- 75
- Kraftübertragungselement
- 76
- Mittel zum Transferieren einer Schwenkbewegung in eine Linearbewegung
- 77
- Stirnseite des Führungsbands
- 78
- äußere Oberfläche (in radialer Richtung)
- 79
- innere Oberfläche (in radialer Richtung)
- 80
- zweite Rädergruppe
- 81
- dritte Rädergruppe
- 82
- Stirnseitenrad
- 83
- Unterseitenrad
- 84
- Oberseitenrad
- 85
- Antriebsrad
- 86
- Motor
- 87
- Umpositionierbare Leit-Stütz-Struktur
- 88
- Führungselement
- 89
- Datenstecker Antriebseinrichtung
- 90
- Motorausrückhalterung/Halteeinrichtung
- 91
- Hubelement
- 92
- vierte Rädergruppe
- 94
- unterseitiges Lager
- 95
- oberseitiges Lager
- 96
- Vorrichtungsfeste Leit-Stütz-Struktur
- 97
- zweiter Fahrwerkteil
- 98
- Verschiebeweg
- 99
- Schwenklager
- 102
- Fixteil
- 103
- Federelement
- 128
- Lager für Drehachse
- 129
- weiter Stirnseite des Führungsbands
- 130
- Hebelelement
- 131
- Grundkörper des Hebelelements
- 132
- Schwenkachse
- 133
- Ortsveränderliche Anbringungsstelle
- 135
- Verbindungszapfen
- 136
- Verbindungslager des Grundkörpers
- 138
- Arretierungsmittel
- 139
- Verstellelement zum stufenlosen Ausrichten des Hebelelements
- 140
- Positioniermittel
- 142
- Ausrichtungselement
- 143
- Verbindungslager des Ausrichtungselements
- 146
- Begrenzungsmittel
- 147
- Zapfen
- 148
- Widerlager
- 149
- Sicherungsmittel
- 150
- Lager zur Anbringung des Stirnseitenrads
- 151
- Lager zur Anbringung des Unterseitenrads
- 152
- Lager zur Anbringung des Oberseitenrads
- W1
- erster Winkel
- W2
- zweiter Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5676857 A [0003, 0003, 0003]
- EP 1100645 B1 [0004]
- US 5932123 A [0005]
- US 4132338 A [0005]
