DE3116083C2

DE3116083C2 -

Info

Publication number: DE3116083C2
Application number: DE3116083A
Authority: DE
Inventors: Raymond H. St. Petersburg Fla. Us Glatthorn; Robert E. Tampa Fla. Us Monley; Urban A. St. Petersburg Fla. Us Schneider
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1980-05-09
Filing date: 1981-04-23
Publication date: 1989-11-02
Also published as: JPS574388A; IT8121404A0; US4319113A; ES502042A0; DE3116083A1; FR2481976B1; KR830005961A; IT1138750B; JPS6016869B2; FR2481976A1; ES8206242A1

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

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.