DE2011927A1

DE2011927A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Längsnahtschweißen von Rohren

Info

Publication number: DE2011927A1
Application number: DE19702011927
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 4100 Duisburg; Schönitz Egon 4140 Rheinhausen; Wagner Werner 4102 Homberg. P Oppermann
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1969-05-07
Filing date: 1970-03-13
Publication date: 1971-09-23
Also published as: US3648007A; DE1923241A1

Description

Vorrichtung zum kontinuierlichen Längsnahtschweißen von Rohren Zusatz zu Patent..... (Patentanmeldung P 19 23 241.8) Das Hauptpatent (Patentanmeldung P 19 23 241.8) betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Längsnahtschweißen von Rohren, insbesondere mittels Elektronenstrahls. Das Neue dieser Vorrichtung ist im sesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die zu schweißenden Bandkanten zum Zwecke ihrer Mittigsteuerung berUhrungsSrei abgetastet werden.
Die berührungsfrei erniittelten Meßwerte - also die Auswanderung der Bandkanten aus ihrer theoretischen Mittellage - werden vorzugsweise einer Datenverarbeitungsanlage zugeführt, die eine Rohrrnittigsteuerungseinrichtung betätigt.
Als Aus führungsbeispiee einer solchen Rohrmittigsteuerungseinrichtung ist im Hauptpatent (Patentanmeldung P 19 2) 241.8) eine drehbare Sc hwe ißdruckrol len-Kons ole vorgesehen, die das zu schweißende Rohr zwischen Schweißdruckrollen rührt, wobei die Bandkanten gegeneinandergepreßt werden und durch Verschwenkung der Schweißdruckrollen-Konsole die Längsnaht1mmer unter dem Elektronenstrahl gefUhrt wird. Hierbei wird das Werkstück um die zur WerkstUckachse parallele Schwenkachse der Konsole der Bandkantenauswanderung entgegenwirkend mehr oder weniger seitlich bewegt, Beim Längsnahtscbweißen relativ starkwandiger Rohres insbesondere solcher mit großem Durchmesser, treten Schwierigkeiten auf, weil bei der Regulierung der Bandkantenauswanderung die Werkstllckachse aus der Ebene des Elektronenstrahls herausgeschwenkt wird. Somit liegen die von den Schweißdruckrollen aneinandergedrllckten, radial zur WerkstUckachse hin gerichteten Bandkantenflächen um so schräger zum Elektronenstrahl, Je größer die zur Berichtigung des Nahtverlaufs notwendige Konsolenschwenkung ist. Da der Elektronenstrahl äußerst schmal ist, ist in vielen Fällen - beispielsweise bei einer um 5 bis 70 zum Elektronenstrahl schräg liegenden Schixei,-kantenebene - eine von außen nach innen gleichermaßen gute Sch@ei-Bung nicht mehr gewahrleistet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung auf mdglichst einfache Art so auszubilden, daß die GUte der Schweif naht auch bei der Berichtigung einer maximalen Längsnaht-Auswanderung, die im allgemeinen bis + 7,50 beträgt, unbeeinflußt bleibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird für eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Längsnahtschweißen von Rohren insbesondere mittels Elektronenstrahls, wobei die zu schweißenden Bandkanten zum Zwecke ihrer Mittigsteuerung berührungsfrei abgetastet und an oder nahe dem Schweißpunkte von einem Schweißdruckrollenpaar aneinandergedrUckt werden, nach Patent ... (Patentanmeldung P 19 2) 241.8), erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Schweißdruckrollenpaar koaxial zur WerkatUcklängsachse schenkbar anzuordnen.
Damit wird erreicht, daß das Werkstück vom SchweiBdruckrolle«.-paar um den Grad der Naht- bzw. Bandkanten-Auswanderung im Gegendrehsinn um die Längsachse gedreht werden kann. Die We: stückachse liegt somit - unbeeinflußt vom Grad der tiahtauswanderung - stets in der Ebene des Elektronenstrahls. Folgll bleiben sowohl die äußeren als auch die inneren Nahtkanten immer in dieser Ebene liegen, so daß auch bei einer relativ großen Nahtauswanderung die Qualität der Schweißnaht die gleiche ist wie bei genauem Mittiglauf der Naht.
Die Schwenkung des Schweißdruokrollenpaars um die WerkstUckachse kann konstruktiv auf verschiedene WC1B erfolgen.
Eine sehr einfache Bauart der Vorrichtung wird erreicht, wenn das Schweißdruckrollenpaar auf einer um die WerkstUckachse schwenkbaren Schwinge angeordnet ist.
Zweckmäßig wird hierbei zwischen der berUhrungsfreien Abtastvorrichtung und dem Schweißdruckrollenpaar ein zweites das WerkstUck führendes Druckrollenpaar auf der Schwinge angeordnet. Da dieses zweite Druckrollenpaar, das die beiden Bandkanten aneinanderlegt, das durchlaufende WerkstUck ebenso wie das chweißdrucirollenpaar fest umspannt, wird das WerkstUck auch bei großer Nahtauswanderung mit Sicherheit in die erforderliche Lage zurUckgedreht.
Die Schwinge ist vorzugsweise auf oder in zur WerkstUckachse konzentrischen Buchsen gelagert. Das Schwenken der Schwinge erfolgt zweckmäßig mittels eines hydraulischen Antriebes, weil ein solcher sehr genau und rasch reagieren steuerbar ist.
Mit der Vorrichtung ist eine einwandfreie Schweißnaht selbst bei den großen Arbeitsgeschwindigkeiten gewährleistet, die heute bei 20 m/rnin liegen.
In der Zeichnungist als Ausftihrungsbeispiel der Erfindung eine Vorrichtung etwas vereinfacht dargestcllt, bei der das Schweißdruckrollenpaar auf einer Schwinge angeordnet ist, und zwar zeigt Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Längsschnitt durch eines der Schwingenlager in einem größeren Maßstab.
Unterhalb einer Elektronenkanone 15 wird mittig zu deren Elektronenstrahl 1 das zu einem Schlitzrohr 1, geformte WerkstUck mittels eines Schweißdruckrollenpaars 3 gerUhrt, das zugleich die Bandkanten 11 im Schweißunkt aneinanderdrUckt. Das Schweißdruckrollenpaar 3 ist auf einer Schwinge 16 angeordnet, die um die Werkstücklängsachse 17 schwenkbar ist. D4e Schwenkung, die enesprechend der Ublichen Nahtauswanderung bis ungefähr 150 betragen kann, erfolgt mittels eines hydraulischen Kraftgeräts 18. In Fig. 2 ist die Endstellung der um 7,50 nach rechts geschwenkten Schwinge lf, strichpunktiert angedeutet.
Die Steuerung des Kraftgerä@s 18 erfolgt in der durch Patent.
(Patentanmeldung P 19 2) 241.8) vorgeschlagenen Weise mittels berührungsfreier Abtastung der Bandkanten 11. Hierzu sind zu beiden Seiten des von den Bandkanten gebildeten Schlitzes 9 elektronische Meßwertgeber 8 vorgesehen. Diese geben kontinuierlich die Daten des augenglicklichen Schlitzverlaufs relativ zum idealen Mittiglaur einer Datenverarbeitungsanlage 10 weiter, die als Befehlsgeber für ein im Druckmittelumlauf liegende.¢ Steuer'entil das KraftgerEt 18 so steuert, daß rias WerkstUck 1 genau im V.afe der augenblicklichen Nahtauswanderung im Gegendrehsinn um seine Längsachse 17 gezunden wird. Damit diese Gegendrehung jederzeit mit S@cherheit erfolgt, ist auf der Schwinge 16 ein zweites Druckrollenpaar 19 angeordnet, das die Bandkanten 11 gegeneinande'let und demzufolge das WerkstUck 1, fest umspannt. Bei Programmänderung messen natUrlich beide Druckrollenpaare 3 und 19 ausgewechselt werden. Da somit der Abstand der Rollen zur WerkstUckachse 17 unterschiedlich ist, sind deren Lagerböck 20 auf Schwalbenschwanzführungen 21 verschiebbar.
Die Schwinge 16 ist koaxial zur WerkstUckachse 17 in Wälzlagern 22 auf Euchsen 23 gelagert, durch deren Bohrung 24 das Werkst¢ck 1 mit Abstand hindurchläuft. Die Buchsen r' sitzen in Lagerböcken 25, die in Richtung der WerkstUckachse 17 auf Schienen 26 verschiebbar sind, so daß die Schwinge 16 mit nur geringem Zeitaufwand in die Fertigungsstraße eingebracht bzw. aus ihr entfernt werden kann.
Selbstverständlich können die Bandkanten 11 berührungsfrei auch auf anderem Wege, z. B. pneumatisch odercptisch abgetastet werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Längsschweißen von Rohren, insbesondere mittels Elektronenstrahls, wobei die zu schweißenden Bandkanten zum Zwecke ihrer Mittig-Steuerung berührungsfrei abgetastet und an oder nahe dem Schweißpunkt von einem Schweißdruckrollenpaar aneinandergedrUckt werden, nach Patent... (Patentanmeldung P 19 23 241.8), dadurch gekennzeichnet daß das Schweißdruckrollenpaar (3) koaxial zur Werkstücklängsachse (17) schwenkbar angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch tEkennzeithnet, daß das Schweißdruckrollenpaar (3) auf einer um die WerkatUcklängsachse (17) schwenkbaren Schwinge (1C) angeordnet ist.

Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenhzeichnet, daß auf der Schwinge (16) ein zweites Druckrollenpaar (19) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den AnsprUchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (16) auf oder in zur WerkstUcklängs achse (17) konzentrisch angeordneten Buchsen (23) gelagert ist.

5. Vorrichtung nach den Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schwenken der Schwinge (16) ein hydraulischer Antrieb (18) vorgesehen ist.