DE3116083C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/028—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams
- B23K9/0288—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding of tubes to tube plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschweißen
von Rohren in Rohrböden, beispielsweise von Wärmetauschern,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Einschweißen von Rohren in einen Rohrboden erfordert
das Zünden und Löschen des Schweißlichtbogens zum Einschweißen
jedes einzelnen Rohres einen beträchtlichen Anteil der gesamten
Schweißzeit, und außerdem ist während der Zündphase und der
Löschphase des Schweißlichtbogens die Qualität der Schweiß
naht meist schlechter als während des übrigen Schweißvorgangs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß die einzelnen
Rohre nacheinander mittels einer kontinuierlichen Schweißnaht,
d. h. ohne Notwendigkeit des Löschens und Wiederzündens des
Schweißlichtbogens zwischen der Schweißung von zwei aufeinander
folgenden Rohren, in den Rohrboden eingeschweißt werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kenn
zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.
Die Vorschubeinrichtung für den Schlitten und der Dreh
antrieb für den Schweißbrenner werden bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung derart gesteuert, daß beim Einschweißen einer eine
gegebene Anzahl von Rohren umfassenden Rohrreihe in den Rohr
boden eine kontinuierliche Schweißnaht um die einzelnen Rohre
herum und zwischen den einzelnen Rohren entsteht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend
mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben,
in welchen zeigt:
Fig. 1 eine isometrische Darstellung einer
Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung
im Bereich des Schweißbrenners, und
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt
aus einem Rohrboden, welche die mittels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung her
gestellte kontinuierliche Schweißnaht
zum Einschweißen einer Reihe von Rohren
zeigt.
Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung zwei Rahmenteile 9
und 11 auf, die sich an den beiden Enden der Vorrichtung
befinden. Diese Rahmenteile 9 und 11 haben jeweils eine
obere, zum Rohrboden 5 (Fig. 2) parallel verlaufende Deck
platte 13 und eine senkrecht dazu verlaufende Stirnplatte 15.
An der Deckplatte 13 jedes Rahmenteils ist ein Halteorgan zur
zeitweiligen lösbaren Befestigung des betreffenden Rahmenteils
am Rohrboden angeordnet. Dieses Halteorgan kann einen
Pneumatik- oder Hydraulikzylinder 17 und eine Elastomer
hülse 19 aufweisen, die nach dem Einführen in ein Rohr 3
oder eine Bohrung des Rohrbodens 5 mittels des Zylinders 17
in Längsrichtung zusammengedrückt wird, um das betreffende
Rahmenteil am Rohrboden 5 festzuhalten.
Zwischen den beiden Rahmenteilen 9 und 11 verlaufen
vier runde Stäbe 21, 22, 23 und 24 sowie zwei Seiten
platten 25 und 26, welche die beiden Rahmenteile starr
miteinander verbinden.
Auf den Stäben 21, 22, 23 und 24 und den beiden Seiten
platten 25 und 26 ist ein Schlitten 27 verfahrbar angeordnet.
Der Schlitten 27 weist eine wiederum zum Rohrboden 5 parallel
verlaufende obere Deckplatte 29, eine Bodenplatte 35 und zwei
Stirnplatten 31 und 33 auf.
In dem Schlitten ist ein Schweißbrenner 37 drehbar an
geordnet, dessen Längsachse senkrecht zur Deckplatte 29 ver
läuft und der eine über die Deckplatte 29 hinausragende
Elektrode 39 aufweist.
Die Stäbe 21 und 22 sind an den Stirnplatten 15 der
beiden Rahmenteile 9 und 11 befestigt und tragen auf ihnen
verschiebbare, kugelgelagerte Büchsen 41 und 42. Diese
kugelgelagerten Büchsen 41 und 42 sind an den beiden Stirn
platten 31 und 33 des Schlittens 27 befestigt, so daß der
Schlitten frei entlang der Stäbe 21 und 22 verschiebbar
ist. Der Stab 33 weist einen Keil 43 auf und der Stab 24
ist mit einem Außengewinde 44 versehen. Die Stäbe 23 und 24
verlaufen durch ebenfalls in den Stirnplatten 31 und 33 des
Schlittens angeordneten Buchsen 47 und 49 hindurch, die
eine freie Verschiebung des Schlittens entlang dieser
Stäbe gestatten.
Zwischen den beiden Stirnplatten 31 und 33 des
Schlittens 27 sitzt eine Schnecke 53 auf dem mit dem Keil 43
versehenen Stab 23, so daß die Schnecke drehfest mit dem
Stab 23 verbunden ist. Mit dem Gewinde 44 des Stabes 24
steht eine Kugelgewindemutter 54 in Eingriff. Die Kugel
gewindemutter 54 ist an der Bodenplatte 35 des Schlittens
befestigt, um den Schlitten geradlinig zwischen den beiden
Rahmenteilen 9 und 11 verschieben zu können.
Die Lage der Schnecke 53 zwischen den beiden Stirn
platten 31 und 33 des Schlittens ist durch Abstandsbuchsen 55
und 57 festgelegt. Mit der Schnecke 53 steht ein Schnecken
rad 59 in Eingriff, das außerdem mit anderen, nicht dar
gestellten Getrieberädern in Eingriff steht, um den Schweiß
brenner 37 um seine Längsachse zu drehen, wenn der als
Keilwelle ausgebildete Stab 23 mittels des Motors 63 inter
mittierend gedreht wird. Der als Gewindespindel ausgebildete
Stab 24 wird von dem Motor 64 im einen oder anderen Drehsinn
intermittierend angetrieben, um den Schlitten zwischen den
beiden Rahmenteilen 9 und 11 zu verschieben.
Dem Schweißbrenner 37 ist ein Ausrichtorgan 65 zum
genauen Ausrichten mit Bezug auf das jeweils zu schweißende
Rohr zugeordnet. Dieses Ausrichtorgan 65 wird mittels
eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders 67 od. dgl. in
das jeweilige Rohr eingeführt bzw. wieder aus diesem heraus
gezogen. Außerdem weist das Ausrichtorgan 65 einen Vorsprung
oder Nocken 69 auf, mit welchem eine am Schweißbrenner 37
gebildete Schulter 71 od. dgl. zusammenwirkt, um die
Elektrode 39 seitwärts von der Mittelachse des Schweiß
brenners 37 weg zu bewegen, wenn das Ausrichtorgan 65 sich
in einer anderen als in der vollständig in ein Rohr 3 ein
geführten Stellung befindet, so daß der Lichtbogen auf
dem Rohrboden gehalten wird, außer wenn der Schweißbrenner
bei in ein Rohr eingeführtem Ausrichtorgan 65 auf das
betreffende Rohr ausgerichtet ist und gedreht wird, um eine
einen Winkel von 360° umspannende kreisförmige Schweißnaht
an der Verbindungsstelle zwischen dem betreffenden Rohr 3
und dem Rohrboden 5 herzustellen.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, hat der Schweißbrenner 37
einen Elektrodenhalter 73, an welchem die mit dem Vorsprung 69
des Ausrichtorgans 65 zusammenwirkende Schulter 71 gebildet
ist. Ein Ring 75 und eine Feder 77 od. dgl. spannen den
Elektrodenhalter 73 und das Ausrichtorgan 65 in Richtung
zueinander hin vor, so daß sich der Elektrodenhalter 73 mit der
Elektrode 39 vom Ausrichtorgan 65 und der Mittelachse
des Schweißbrenners 37 seitwärts wegbewegen kann, wenn sich
das Ausrichtorgan 65 in einer anderen als in der
voll ausgefahrenen Stellung befindet.
Fig. 3 zeigt, wie mittels der eben beschriebenen
Vorrichtung eine Reihe von Rohren vorteilhaft mittels
einer einzigen kontinuierlichen Schweißnaht in einen
Rohrboden eingeschweißt werden kann, wobei der Schweiß
lichtbogen auf dem Rohrboden 5
und nicht an der Verbindungsnaht zwischen einem Rohr 3
und dem Rohrboden 5 gezündet und gelöscht wird. Der Lichtbogen wird auf einem Kreis
bogen geführt, wenn sich das Ausrichtorgan 65 in einem
Rohr 3 befindet und geradlinig zwischen zwei auf
einanderfolgenden Rohren bewegt, wenn das Ausrichtorgan 65
nicht in ein Rohr 3 ausgefahren ist, in dem die beiden
Antriebsmotoren 63 und 64 jeweils intermittierend betätigt
werden.
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Einschweißen von Rohren in Rohr
böden, mit zwei mit gegenseitigem Abstand auseinander
liegenden Rahmenteilen, einer zwischen diesen Rahmenteilen
verlaufenden und diese miteinander verbindenden Schlitten
führung und einem auf der Schlittenführung verfahrbaren
Schlitten sowie mit an den Rahmenteilen angeordneten Halte
organen zur zeitweiligen Befestigung der Vorrichtung am
Rohrboden, gekennzeichnet durch
- a) einen drehbar auf dem Schlitten (27) angeordneten, kontinuierlich betriebenen Schweißbrenner (37),
- b) eine den Schlitten (27) in Intervallen entlang der Schlittenführung (21, 22) verschiebende Vorschubein richtung (24, 54, 64),
- c) einen den Schweißbrenner (37) intermittierend drehenden Drehantrieb (23, 53, 59), und
- d) ein dem Schweißbrenner (37) zugeordnetes Ausricht organ (65) zum genauen Ausrichten des Schweißbrenners mit Bezug auf das jeweils zu schweißende Rohr (3) jeweils vor der Betätigung des Drehantriebs.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlittenführung vier Stäbe (21 bis 24) aufweist, von
denen zwei (21, 22) an den beiden Rahmenteilen (9, 11)
befestigt sind und von denen die beiden anderen (23, 24)
drehbar in den Rahmenteilen gelagert und jeweils mit ihrem
einen Ende mit einem Antriebsmotor (63, 64) verbunden sind,
und daß der eine (24) der beiden drehbaren Stäbe und der
zugehörige Antriebsmotor (64) Teile der Vorschubeinrichtung
für den Schlitten (27) und der andere (23) der beiden dreh
baren Stäbe und der zugeordnete Antriebsmotor (63) Teile
des Drehantriebs für den Schweißbrenner (67) bilden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ausrichtorgan (65) einen Vorsprung (69)
aufweist, mit welchem eine an einem Elektrodenhalter (73)
gebildete Schulter (71) zusammenwirkt und welcher eine seit
liche Verschiebung des Schweißbrenners (37) von der Mittel
achse des Ausrichtorgans weg erlaubt.
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