DE3617979C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von zylindrischen Bauteilen glatter Oberfläche, insbesondere zur Wiederaufarbeitung von Stempeln - Google Patents

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.