DE3617979C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von zylindrischen Bauteilen glatter Oberfläche, insbesondere zur Wiederaufarbeitung von Stempeln - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von zylindrischen Bauteilen glatter Oberfläche, insbesondere zur Wiederaufarbeitung von StempelnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von
Bauteilen glatter Oberfläche,
insbesondere Wiederaufarbeitung von
im untertägigen Berg- und
Tunnelbau eingesetzten Stempeln, deren abgedrehte
Oberfläche mit einer ausgleichenden Beschichtung versehen
wird.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur
Beschichtung von zylindrischen Bauteilen, vorzugsweise Stempeln mit
einer Abdreh- und einer Schweißeinrichtung.
Zylinderrohre u. ä. Gegenstände, an denen sich Riefen
oder sonstige Schadstellen gebildet haben, müssen in regelmäßigen
Abständen aufgearbeitet werden, wenn sie im Zusammenhang
mit Dichtungen o. ä. zum Einsatz kommen. So werden beispielsweise
die Kolbenstangen von im untertägigen Bergbau
eingesetzten Stempeln abgedreht und anschließend mit einer
neuen Schweißschicht versehen, um dann nach entsprechender
Weiterverarbeitung und Wiederaufarbeitung zu einem erneuten
Einsatz zur Verfügung zu stehen. Das Aufschweißen einer entsprechenden
Schicht ist sehr material- und zeitaufwendig,
wobei wegen der Form der Zylinderrohre das Aufbringen als
solches meist von Hand erfolgen muß. Bekannt ist es auch,
hosenförmige Rohre etwa in der Dicke der abgedrehten Schicht
auf die Rohre und Kolbenstangen aufzusetzen, um sie dann im
oberen und unteren Bereich anzuschweißen oder aufzuschrumpfen.
Vergleichbar ist die aus der DD 283 485 bekannte Lösung,
wo zum Reparaturschweißen von zylindrischen Bauteilen ein
Flickenheft angeheftet und verschweißt wird. Hierbei und bei
dem allgemein bekannten Verfahren ist der notwendige Aufwand
von Nachteil sowie das Problem, daß die neuaufgebrachte
Schicht nicht in die Stabilitätsrechnung einbezogen werden
kann, insbesondere auch nicht bei dem beschriebenen Reparaturschweißen
(DD 283 485). Damit sind wieder aufgearbeitete
Stempel und sonstige Zylinderteile aufgrund der verringerten
Stabilität nur noch begrenzt einzusetzen. Dies beeinträchtigt
das gesamte Wiederaufarbeitungsverfahren erheblich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wiederaufarbeitung
von Rohren, Zylindern u. ä. Teilen zu vereinfachen,
gleichzeitig zu präzisieren, wobei die erreichbaren Stabilitätswerte
den ursprünglichen anzugleichen sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
Blech, das eine über der Abdrehstärke liegende Dicke hat,
streifenförmig auf den abgedrehten Bereich aufgelegt und
durch Aufbringen einer Schweißnaht in die zwischen den
Streifen gebildete Nut fixiert wird, woraufhin anschließend die
neugebildete Oberfläche weiter bearbeitet und ggf. veredelt
wird.
Nach diesem Verfahren ist es somit möglich, genau vorgegeben
das abgedrehte Material durch ein Blech zu ersetzen,
und zwar so, daß die Verbindung zwischen dem Blech und dem
Rohr oder Stempel so ist, daß das neue Blech, d.h. also der
neue Belag, voll in die Stabilitätsrechnung eingeht. Damit
kann das wieder aufgearbeitete Teil wieder an der gleichen
Stelle eingesetzt werden, d.h. beispielsweise der Grubenstempel
wieder im untertägigen Bereich und genau in dem Stabilitätsbereich,
in dem er vorher zum Einsatz gelangt war.
Bei neuen zylindrischen Bauteilen kann von vornherein mit
einem derartigen Verfahren gearbeitet werden, d.h. das Blech
wird auf die ansonsten unvorbehandelte Oberfläche aufgeschweißt
und dann behandelt. Da die aufzubringende Schweißnaht
durch die Nut genau vorgegeben ist, können Automaten zum
Einsatz kommen, was das Arbeitsverfahren wesentlich erleichtert
und verbilligt, gleichzeitig aber auch präziser macht,
so daß die Wiederaufarbeitung insgesamt verbessert wird. Vor
allem kommt es auf die genaue Arbeit beim Abdrehen nicht mehr
an, da durch das Blech ja anschließend die neue Oberfläche
gebildet wird, die sich schützend auf den Untergrund auflegt,
ohne daß dieser für die Stabilität der Oberflächenschicht mit
herangezogen wird. Je nach Einsatzfall kann die Breite des
Blechstreifens gewählt werden, wodurch entsprechend viele
bzw. weniger Schweißnähte gezogen werden müssen. Außerdem
bietet das Blech bzw. bieten die Blechstreifen für die Weiterverarbeitung
eine genaue berechenbare Oberfläche dar, die
sowohl vom Material wie der Beschaffenheit für die Veredelung
optimal zur Verfügung steht. Dabei ist es vorteilhaft, das
Blech an den Kanten abzuschrägen.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß das Blech spiralförmig geschnitten und dann
um das wieder aufzuarbeitende
Teil gelegt wird. Durch diese Verfahrensweise ergibt sich
sowohl von der Verbindung zwischen Blech und Untergrund wie
auch von der Belastung des aufgebrachten und eben nur an einzelnen
Stellen mit dem Untergrund verbundenen Bleches eine
optimale Belastung. Da beispielsweise der Stempel beim Aus-
und Einfahren lediglich über die Dichtung belastet wird, ist
so eine optimale Oberfläche zu erreichen, wobei gleichzeitig
bezüglich von außen einwirkender Kräfte durch die entsprechende
Bemaßung des Bleches und der vorherigen Abtragung
ebenfalls eine sehr widerstandsfähige Oberfläche erreicht
werden kann.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird das
Blech in Streifen geschnitten, die jeweils nur einen Teilbereich
des wiederaufzuarbeitenden Teils abdecken. So werden
die Bleche achsparallel angeordnet und über die Schweißnähte
verbunden, wobei auch dieses Verfahren vorteilhaft die Möglichkeit
der Automatisierung bietet.
Um die Weiterverarbeitung zu erleichtern ist vorgesehen,
daß korrosionsfestes, vorzugsweise VA-Blech verwendet wird.
Je nach vorgesehener Verwendung erübrigt sich eine besondere
Beschichtung des aufgebrachten Bleches, so daß das gesamte
Verfahren verkürzt und vereinfacht werden kann. Derartiges
Blech hat darüber hinaus Festigkeitsvorteile, so daß die
Standzeiten wesentlich erhöht werden können.
Nach einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist vorgesehen, daß das Blech bei der Nachbehandlung
mit einem korrosionsfesten Belag versehen wird. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn an den korrosionsfesten Belag
besondere Anforderungen gestellt werden und wenn gerade
bei Zylindern eine möglichst gleichförmig glatte Oberfläche
erforderlich ist. In vorteilhafter Weise ist es für das Verfahren
an sich völlig egal, wie die Nachbehandlung erfolgt,
letztlich kann diese in einem oder in mehreren Teilschritten
vorgenommen werden, je nachdem, welche Anforderungen an das
Werkstück gestellt werden. Auf jeden Fall ist es möglich, so
für die Wiederverwendung der Zylinderteile und der anderen
Werkstücke den geforderten Zustand herzustellen, ohne daß
dies auf die Stabilität nachteilige Auswirkungen hat.
Um möglichst breite Streifen verwenden zu können, andererseits
aber dessen Fixiering an mehreren Stellen zu erreichen,
kann es zweckmäßig sein, das Blech über seine Länge mit
fensterartigen Ausnehmungen zu versehen, die zum punktweisen Schweißen dienen.
Diese Ausnehmungen können von vornherein in die Bleche
eingestanzt sein und werden mit Schweißgut ausgefüllt, wobei
sie zweckmäßigerweise eine Rechteckform aufweisen sollten, um
eine linienförmige Verbindung zu gewährleisten. Auch bei hohen
Belastungen ist so eine umfassend sichere Verbindung zwischen
dem Blech und dem darunter liegenden Bereich des Werkstückes
gewährleistet.
Um eine möglichst günstige Belastung des aufgebrachten
Bleches zu gewährleisten, ist nach einer weiteren Ausbildung
der Erfindung vorgesehen, daß die Schweißnaht jeweils winklig
vorzugsweise rechtwinklig zur Hauptbelastungsrichtung
angebracht wird.
Eine weitere Möglichkeit, das Aufbringen der Schweißnaht
zu präzisieren, ist erfindungsgemäß die, das Blech randseitig
mit verteilt angeordneten Ansätzen zur Wahrung eines die Nut
ergebenden Abstandes zu versehen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient
eine Vorrichtung, die eine kombinierte Abdreh- und Schweißeinrichtung
aufweist. Durch diese Kombination ist es möglich,
praktisch in einem Arbeitsgang sowohl die beschädigte Schicht
vom Werkstück abzutragen wie unmittelbar danach die neue
Schicht wieder aufzubringen. Abdreh- und Schweißeinrichtung
arbeiten in einem bestimmten Arbeitstakt, so daß der Durchsatz
derartiger Vorrichtungen sehr hoch sein kann. Dabei ist
gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Schweißeinrichtung
ein Taster zugeordnet ist, der an die Abmessungen und die
Form der vorgegebenen
Nut anpaßbar und die Schweißeinrichtung entsprechend
steuernd ausgebildet ist. Auf diese Art und Weise kann der
gesamte Vorgang automatisiert werden, weil für die nachfolgende
Schweißeinrichtung über die gesondert ausgebildete Nut
und den daran geführten Taster eine Führungsvorrichtung geschaffen
ist, die das genaue Aufbringen der Schweißnaht auf
jeden Fall sichert.
Bevorzugt sollte zwischen der Abdreh- und der
Schweißeinrichtung eine der Schweißeinrichtung vorgeordnete
Blechschere vorgesehen sein, die einen Schrägschnitt erbringend
einstellbar ausgebildet ist. Über diese Blechschere wird
die notwendige Schräge an den Kanten des Bleches hergestellt,
die eine den jeweiligen Gegebenheiten optimale Nut vorgibt,
wobei diese Nut sowohl für den Taster als Führung dient wie
auch für die anschließende Schweißeinrichtung zur Aufbringung
einer genau definierten und genau und gezielt wirkenden
Schweißnaht.
Zur Befestigung des Bleches über den Umfang gesehen an
mehreren Stellen und zusätzlich zur Schweißnaht ist es von
Vorteil, wenn das Blech über seine Länge verteilt fensterartige
Ausnehmungen aufweisend ausgebildet ist. Auch hier kann mit
Hilfe des gleichen Tasters oder eines gesonderten Tasters
praktisch gleichzeitig mit der Aufbringung der Schweißnaht in
die geschaffene Nut auch in die Ausnehmungen über die
Schweißeinrichtung die gewünschte Verbindung zwischen Blech
und Untergrund erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung
zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß sie sowohl für
die Wiederaufarbeitung von Rohren, Stempeln u. ä. Werkstücken
geeignet sind, als auch für die Herstellung neuer entsprechender
Werkstücke. Bei der Neuherstellung weist das erfindungsgemäßen
Verfahren und die Vorrichtung den Vorteil auf,
daß eine aufwendige Veredelung des gesamten Werkstückes nicht
notwendig ist, sondern daß auf lediglich die Stabilitätswerte
erbringende Werkstücke ein bereits vorveredeltes Blech aufgebracht
werden kann, das dann anschließend nur noch gezielt
weiter bearbeitet wird. Bei der Wiederaufarbeitung ist
wesentlich, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen
sind, die gewährleisten, daß die ursprünglichen Stabilitätswerte
wieder erreicht, zumindest aber so weit erreicht werden,
daß die behandelten Werkstücke wie zuvor verwendet und
eingesetzt werden können. Vorteilhaft ist darüber hinaus, daß
das ganze Verfahren sehr präzise abläuft und so weit automatisiert
werden kann, daß bezüglich der Endqualität hohe Werte
und gleichmäßige Werte erreicht werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des
Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen
Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines
bearbeiteten Zylinders mit spiralförmig
aufgebrachtem Blech,
Fig. 2 eine schematisierte Darstellung eines
Zylinders mit streifenförmig und gerade
verlaufendem Blech und
Fig. 3 eine schematisiert dargestellte Vorrichtung
zur Bearbeitung von Zylindern.
Die in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Zylinder (3) sind
in der aus Fig. 3 ersichtlichen kombinierten Schweiß- und
Abdreheinrichtung (1, 2) behandelt worden. Während bei der
aus Fig. 1 ersichtlichen Ausbildung das Blech (4)
spiralförmig aufgebracht ist, ist nach Fig. 1 ein
längsverlaufendes Blech (4) aufgebracht. In jedem Fall weisen
die aneinandergefügten Bleche oder weist das spiralförmig
verlaufende Blech (4) so weit abgeschrägte Kanten (11, 12) auf,
daß dazwischen eine Nut (5) entsteht. In diese Nut (5) wird
über die Schweißlanze (6), die von dem Taster (7) geführt
ist, eine Schweißnaht gezielt aufgebracht, die eine innige
Verbindung des Bleches (4) mit dem Untergrund, d.h. mit
dem Zylinder (3) gewährleistet.
Zusätzlich können über die Länge der Blechstreifen
(10) verteilt Ausnehmungen (8, 9) vorgesehen werden, in
die ebenfalls Schweißgut eingegeben wird, um so auch dort
noch einmal gezielt eine Verbindung zwischen Blech (4) bzw.
Blechstreifen (10) und dem Zylinder (3) zu erreichen.
Fig. 3 verdeutlicht weiter, daß jeweils der Schweißlanze
(6) vorlaufend der Taster (7) angeordnet ist, wobei dieser
Taster (7) in die Nut (5) eingreift und so eine gezielte
Führung der nachgeordneten Schweißlanze (6) darstellt.
Claims (11)
1. Verfahren zur Beschichtung von zylindrischen Bauteilen
glatter Oberfläche, insbesondere zur Wiederaufarbeitung
von im untertägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzten
Stempeln, deren abgedrehte Oberfläche mit
einer ausgleichenden Beschichtung versehen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Blech, das eine über der Abdrehstärke liegende Dicke
hat, streifenförmig auf den abgedrehten Bereich aufgelegt und
durch Aufbringen einer Schweißnaht in die zwischen den Streifen
gebildete Nut fixiert wird, woraufhin anschließend die
neugebildete Oberfläche nachbehandelt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Blech an den Kanten abgeschrägt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Blech spiralförmig geschnitten und dann
um das wieder aufzuarbeitende Teil gelegt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Blech in Streifen geschnitten wird, die jeweils nur
einen Teilbereich des wiederaufzuarbeitenden Teils abdecken.
5. Verfahren nach Anspruch 1, Anspruch 3 oder Anspruch
4,
dadurch gekennzeichnet,
daß korrosionsfestes, vorzugsweise VA-Blech verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Blech bei der Nachbehandlung mit einem korrosionsfesten
Belag versehen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Blech über seine Länge mit fensterartigen Ausnehmungen versehen wird,
die zum punktweisen Schweißen dienen.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren
der nachfolgenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißnaht jeweils winklig, vorzugsweise rechtwinklig
zur Hauptbelastungsrichtung angebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Blech randseitig mit verteilt angeordneten Ansätzen
zur Wahrung eines die Nut ergebenden Abstandes versehen wird.
10. Vorrichtung zur Beschichtung von zylindrischen Bauteilen
glatter Oberfläche, insbesondere zur Wiederaufbereitung von
Stempeln mit einer Abdreh- und einer
Schweißeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach den Ansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schweißeinrichtung (1) ein Taster (7) zugeordnet ist,
der an die Abmessungen und die Form der vom vorzugsweise
durch die Form des Bleches (4) vorgegebenen Nut (5) anpaßbar
und die Schweißeinrichtung entsprechend steuernd ausgebildet
ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schweißeinrichtung (1) eine Blechschere vorgeordnet
ist, die einen Schrägschnitt erbringend einstellbar ausgebildet
ist.
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