AT390022B - Maschine zum gleichzeitigen schweissen an beiden seiten einer rippe - Google Patents

Description

Nr. 390022

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum gleichzeitigen Schweißen an beiden Seiten einer Rippe, mit einem Gestell, an dem zwei Arme angelenkt sind, die zueinander abgewinkelt sind, an ihren freien Enden je eine Führungsrolle zum Angriff an den beiden Seiten der Rippen tragen und mit einem Schweißgerät versehen sind, wobei zum Vorschub der Maschine eine Zahnstange vorgesehen ist, in die mit einen Motor gekuppelte Ritzel eingreifen, und auf dem Gestell eine Schweißdraht-Zufuhreinrichtung samt einem Träger für Schweißdraht-Vorratsspulen angebracht ist.

Derartige Maschinen sind z. B. aus der DE-AS 2 013 501 und aus dem Prospekt der belgischen Firma "ARCOS" - Duomatic 300 s, 499/4/77 bekannt.

Die DE-AS 2 013 501 offenbart eine Vorrichtung zum Aufschweißen einer Anzahl von aufrechten Versteifungsplatten auf eine Grundplatte mit einem Kranportal, auf dessen parallel zu den Versteifungsplatten verlaufendem Querträger ein einen Träger tragender Schlitten verfahrbar ist, welcher Träger auf senkrecht zu dem Querträger von dem Schlitten abstehenden drehbaren Spindeln axial verschiebbar sitzt und ein Paar von Schweißeinrichtungen trägt, das an ihm höhenverstellbar angebracht ist, wobei die beiden Schweißeinrichtungen auf gegenüberliegenden Seiten der Versteifungsplatte angeordnet und um einen zum Querträger parallelen Bolzen mittels ihres Eigengewichtes frei gegeneinander schwenkbar gelagert sind, wobei sich an dem Schlitten auf beiden Seiten des Querträgers drehbare Spindeln und je ein Träger mit je einem Paar von Schweißeinrichtungen mit einem derartigen Abstand zueinander befinden, daß sie zwei nicht nebeneinanderliegenden Versteifungsplatten zugeordnet sind. Die Schweißeinrichtungen können druckfluidbetätigbare Zylinder-Kolben-Anordnungen aufweisen, die Rollen tragen, welche auf der anzuschweißenden Versteifungsplatte laufen.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung, daß der anzuschweißende Steg vor Einbringen in die Vorrichtung provisorisch angeheftet werden muß. Zur Erzielung gerader Schweißnähte sind fluidgesteuerte Führungsrollen notwendig.

Die aus dem Prospekt der belgischen Firma "ARCOS" - Duomatic 300 s, 499/4/77 bekannte Maschine ist zum gleichzeitigen Schweißen an beiden Seiten eines vertippten Verbundbalkens vorgesehen und besteht aus einem senkrechten U-förmigen Gestell, in dessen beide Enden Antriebslaufräder auf Achsen gelagert sind. Im Frontteil des U-förmigen Gestells sind zwei Konsolen befestigt, an denen jeweils ein Führungsarm gelagert ist, der jeweils aus zwei Teilen besteht, die untereinander einen vorbestimmten Winkel einschließen. Im unteren Teil jedes Führungsarmes ist jeweils auf eine starren Achse eine Führungsrolle montiert. Seitlich sind an den Führungsarmen Schweißgeräte befestigt. An dem U-förmigen Gestell sind weiters ein Steuerpult und zwei Schweißdrahtzufuhr-Einrichtungen montiert, und seitlich an den Führungsarmen zwei Steuerhandgriffe.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Maschine, daß sie sich während des Schweißens nicht selbsttätig zentrieren kann und manuelle Korrekturen erforderlich sind, daß sie nicht für das Schweißen von Querrippen verwendet werden kann, da das Laufwerk und die Führungseinheit in einer Ebene liegen und ein Bereich der Rippe unverschweißt bliebe, daß beim Verlegen von Rippe zu Rippe eine Nebeneinrichtung und mehr als ein Maschinenbediener erforderlich sind, daß sie nicht für das Schweißen von Rippen verwendbar ist, deren gegenseitiger Abstand geringer als 400 mm ist, daß eine dauernde Überwachung der Lichtbögen erforderlich ist, was zu einem Aufenthalt des Schweißers im Bereich der stärksten Dampfbildungen führt, und daß sic sich bei größerer Neigung oder Welligkeit des Balkensteges infolge Rutschens der Laufräder nicht gleichmäßig bewegen kann.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Maschine zum gleichzeitigen Schweißen an beiden Seiten einer Rippe, mit einer Selbstzentrierung der Schweißgeräte in vertikaler und horizontaler Richtung während des Betriebes, wobei die ursprünglich vorgegebene Position der Schweißgeräte erhalten bleibt und ihre Bewegung nicht vom Oberflächenzustand der zu schweißenden Teile beeinflußt wird, und weiters die Ausführung von Schweißnähten in einem von beiden Seiten begrenztem Arbeitsbereich und das schnelle Bewegen der Maschine von Rippe zu Rippe ermöglicht ist.

Dieses Ziel wird mit einer Maschine der eingangs angegebenen Art dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß das Gestell mit einem Tragarm fest verbunden ist, der über eine horizontale Schwenkachse unter einem spitzen Winkel Alpha zur Horizontalen an einem Schlitten angelenkt ist, der mit Hilfe von Rollen entlang der Zahnstange geführt ist, die an einem zu ihr parallelen Balken befestigt ist, der über Winkeleinstelleinrichiungcn sowie an diese schwenkbar angeschlossene Höheneinstelleinrichtungen mit zwei auf Rädern mit konkaven Laufflächen laufenden Trägem verbunden ist, daß jeder Arm mit einem eigenen, auf einer Jusücrkonsoic gelagerten Schweißgerät versehen ist, und daß an der Unterseite des Tragarmes ein mit dem Schlitten zusammenwiikender Hubmechanismus angeordnet ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Winkel Alpha zwischen Tragarm und Schlitten zwischen 5 und 15° einstellbar sein.

Der Vergleich mit dem vorangehend angeführten relevanten Stand der Technik zeigt, daß die erfindungsgemäße Maschine ein genaues und verläßliches Selbstzentrieien, und zwar horizontal und vertikal, der Schweißgcräte beim gleichzeitigen Schweißen an beiden Seiten einer Rippe gewährleistet, was zur Herstellung einer hochwertigen Schweißnaht führt. Die Maschine kann auch bei begrenztem Arbeitsraum arbeiten, was das vollständige Schweißen von Rippen, die an ihren beiden Enden durch die Flansche der Balken begrenzt sind, ermöglicht. Sie weist ein geringeres Gewicht auf, eine größere Geschwindigkeit der Bewegung von einer Rippe zur anderen, sowie die Möglichkeit, Rippen mit einem geringeren gegenseitigen Abstand als 300 mm zu -2-

Nr. 390022 schweißen. Ihr Betrieb ist nicht durch die Neigung und Glätte des Steges und der Rippen des zu schweißenden Balkens eingeschränkt

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen Fig. 1 in Seitenansicht die erfindungsgemäße Maschine in Betriebsposition, Fig. 2 eine Stirnansicht entlang der Linie (B-B) der Fig. 1, und Fig. 3 die Verteilung der Kräfte für vertikales und horizontales Zentrieren.

Gemäß den Zeichnungen besteht die Maschine aus einer Zahnstange (1), die mittels Bolzen (2) mit einem Balken (3) verbunden ist Am Balken (3) sind mittels Bolzen (4) zwei seitlich sich nach unten erstreckende Winkeleinstelleinrichtungen (5) zur Winkeleinstellung der Zahnstange (1) montiert. An den Winkeleinstelleinrichtungen (5) ist jeweils ein in einem Gewinde endender vertikaler Schwenkzapfen (6) angeschweißt. Die Schwenkzapfen (6) sind mit einer dem vertikalen Einstellen der Zahnstange (1) dienenden Höheneinstelleinrichtung (7) verbunden. Die Höheneinstelleinrichtung (7) besteht aus zwei Armen (8), die jeweils an ihrem oberen Ende durch Gelenke an einem durch den Schwenkzapfen (6) mit der Winkeleinstelleinrichtung (5) verbundenen Balken (9) und an ihrem unteren Ende an einem Träger (10) befestigt sind. Der Träger (10) hat in Achsen (12) gelagerte, ihn tragende Räder (11) mit konkaven Laufflächen. Auf der Zahnstange (1) ist ein Schlitten (13) mittels Rollen (14) gelagert Die Rollen (14) greifen in in der Zahnstange (1) ausgebildete Nuten ein. Mit dem Schlitten (13) ist unter einem Winkel von Alpha = 5° mittels einer horizontalen Schwenkachse (15) ein Tragarm (16) verbunden, an dessen vorderem Ende ein U-förmiges Gestell (17) angeschweißt ist, das in einer senkrecht zur Achse des Tragarmes (16) verlaufenden Ebene liegt. In den seitlichen Randbereichen des Gestelles (17) sind symmetrisch mittels Bolzen (18) Rasten (20) aufweisende Laschen (19) befestigt. Auf parallel zur Achse der Zahnstange (1) in den Laschen (19) angeordnete Achsen (21) sind Arme (22) gelagert, die einen Winkel von Alpha = 5° mit der Ebene einschließen, die senkrecht zur Ebene der Zahnstange (1) ist. Die Arme (22) sind unter einem Winkel von 135° abgewinkelt. Die Arme (22) tragen an ihren unteren freien Enden auf senkrecht zu deren Achsen angeordneten Achsen (23) Führungsrollen (24).

Jeder Arm (22) ist mit einem eigenen, auf einer Justierkonsole (25) gelagerten Schweißgerät (26) versehen. An der Oberseite des Tragarmes (16) ist nahe dem U-förmigen Gestell (17) ein Träger (27) mit einer Achse (28) befestigt, auf der zwei Schweißdraht-Vorratsspulen (29) gelagert sind. Vor dem Träger (27) ist eine Schweißdraht-Zufuhreinrichtung (30) montiert. Auf dem U-förmigen Gestell (17) ist ein Steuerpult (31) montiert. An der Unterseite des Tragarmes (16) ist nahe dem Gestell (17) mittels Bügel (32) ein mit dem Schlitten (13) zusammenwirkender Hubmechanismus (33) befestigt. Am Vorderteil des Schlittens (13) ist eine Vorschubeinrichtung (34) montiert, die mittels Rollen (35) in die Nuten der Zahnstange (1) eingreift. An der Höheneinstelleinrichtung (7) für die vertikale Einstellung der Zahnstange (1) sind zwei Endschalter (36) montiert. Das Steuerpult (31) ist mit einem Fernsteuerungs-Pult (37) verbunden.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Maschine ist wie folgt:

Bevor die Maschine auf den zu schweißenden Balken aufgesetzt wird, erfolgt in Abhängigkeit von den Außenmaßen dieses Balkens eine Voreinstellung der vertikalen und horizontalen Position der Zahnstange (1) mittels der Winkeleinstelleinrichtung (5) und der Höheneinstelleinrichtung (7). Dies ist zum Umfassen der oberen Ränder der Flansche (40) durch die konkaven Laufflächen da* Räder (11) der Maschine erforderlich. Der Abstand vom Steg (38) des zu schweißenden Balkens zur Unterseite des Balkens (3) wird derart eingestellt, daß der Tragarm (16) einen Winkel (Alpha) von 5 bis 15° mit der Ebene des Schlittens (13) einschließt. In dieser Position liegen die Führungsrollen (24) am Steg (38) und an der Rippe (39) des zu schweißenden Balkens an. Die erfindungsgemäße Maschine wird mittels Kran oder einer anderen Hebeeinrichtung auf den zu schweißenden Balken aufgesetzt. Nachdem der Hubmechanismus (33) auf volle Hubhöhe gestellt worden ist, werden die Arme (22) um die Achsen (21) bis zur horizontalen Position der Führungsrollen (24) verschwenkt und danach mittels der Rasten (20) arretiert.Wenn die Zahnstange (1) in eine Position etwa parallel zur zu schweißenden Rippe (39) kommt, werden die Rasten (20) entriegelt, und die Arme (22) fallen durch ihr Eigengewicht auf die Rippe (39). Dann wird der Schlitten (13) zusammen mit der Vorschubeinrichtung (34), geführt von den Rollen (14) und Ritzeln (35), von Hand bis zum Anschlägen der Schweißgeräte (26) am Flansch (40) des zu schweißenden Balkens vorgeschoben.

Der Hubmechanismus wird abgesenkt, und die an den Armen (22) angebrachten Führungsrollen (24) werden zum Anschlägen an den Steg (38) gebracht. Durch die Verbindung des Tragarmes (16) mit den Armen (22) werden unter Einwirkung des Gewichtes der Schweißdraht-Zufuhreinrichtung (30), des Steuerpultes (31), der Schweißdraht-Vorratsspulen (29) und des Tragarmes (16) die Schwenkzapfen (6), die Achsen (21) und die Schwenkachse (15) und die Räder (11) mit den konkaven Laufflächen auf die Flanschen (40) aufgesetzt, wodurch ein erstes Zentrieren der Maschine in bezug auf die Rippe (39) und den Steg (38) des zu schweißenden Balkens erfolgt. Danach wird mit Hilfe der Justierkonsole (25) der Neigungswinkel der Schweißgeräte (26) eingestellt.

Vom Fernsteuerungs-Pult (37) aus wird zuerst die Vorschubeinrichtung (34) eingeschaltet, die eine Bewegung entlang der Zahnstange (1) in Schweißrichtung bewirkt. Bei der Bewegung des Schlittens (13) (Fig. 3) wird als Ergebnis der auf die Maschine wirkenden Kräfte ein Selbstzentrieren der Schweißgeräte (26) erzielt. Auf die Maschine wirken die Zugkraft (F) und die Kraft (G) ein. Die Zugkraft (F) ist das Ergebnis der -3-

Claims (3)

1. Nr. 390022 Bewegung der Vorschubeinrichtung (34) entlang der Zahnstange (1). Diese Kraft wirkt auf den Schlitten (13). Die Kraft (6) ist das Ergebnis des Gewichtes des Tragarmes (16), des U-förmigen Gestelles (17), der Arme (22) und aller auf dem Tragarm (16) montierten Elemente. Bei der Bewegung der Maschine in Schweißrichtung wird unter Wirkung der Kräfte (F) und (G) und dank der Neigung des Tragarmes (16) unter einem Winkel (Alpha) von 5 bis 15° und dem Winkel zwischen den Armen (22) und der Rippe (39), der 45° beträgt, eine resultierende Zentrierkraft (C) erzeugt. Während des Schweißens hängt die Größe der resultierenden Zentrierkraft (C) vom Neigungswinkel des Tragarmes (16) und der Größe der Kraft (G) ab. Bei ungenauer Position, beim Verfahren der Maschine mit gleichzeitigem Kreuzen der Zahnstange (1) mit der Rippe (39) während des Schweißens, werden unter Wirkung der Zentrierkraft (C) zusätzlich der Schwenkzapfen (6), die Achse (21), die Schwenkachse (15) und die Räder (11) beeinflußt. Demzufolge zentriert sich während des Betriebes die Maschine selbst, wobei der vorbestimmte Neigungswinkel der Schweißgeräte (26) konstant bleibt. Wenn das Ende der Schweißnaht erreicht wird, werden die Endschalter (36) betätigt, welche zuerst die Vorschubeinrichtung (34) und dann die Schweißdraht-Zufuhreinrichtung (30) stoppen. Vom Fernsteuerungs-Pult (37) wird die Vorschubeinrichtung (34) in die der Schweißung entgegengesetzte Richtung geschaltet, bis sich die Führungsrollen (24) um einen vorbestimmten Abstand vom Flansch (40) entfernt haben. Daraufhin wird der Hubmechanismus (33) betätigt, und die Arme (22) werden um die Achsen (21) geschwenkt, bis die Rasten (20) einrasten. Die Maschine ist nun bereit für den Vorschub entlang der Flansche (40) zur nächsten Rippe (39). PATENTANSPRÜCHE 1. Maschine zum gleichzeitigen Schweißen an beiden Seiten einer Rippe, mit einem Gestell, an dem zwei Arme angelenkt sind, die zueinander abgewinkelt sind, an ihren freien Enden je eine Führungsrolle zum Angriff an den beiden Seiten der Rippe tragen und mit einem Schweißgerät versehen sind, wobei zum Vorschub der Maschine eine Zahnstange vorgesehen ist, in die mit einem Motor gekuppelte Ritzel eingreifen, und auf dem Gestell eine Schweißdraht-Zufuhreinrichtung samt einem Träger für Schweißdraht-Vorratsspulen angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (17) mit einem Tragarm (16) fest verbunden ist, der über eine horizontale Schwenkachse (15) unter einem spitzen Winkel (Alpha) zur Horizontalen an einem Schlitten (13) angelenkt ist, der mit Hilfe von Rollen (14) entlang der Zahnstange (1) geführt ist, die an einem zu ihr parallelen Balken (3) befestigt ist, der über Winkeleinstelleinrichtungen (5) sowie an diese schwenkbar angeschlossene Höheneinstelleinrichtungen (7) mit zwei auf Rädern (11) mit konkaven Laufflächen laufenden Trägem (10) verbunden ist, daß jeder Arm (22) mit einem eigenen, auf einer Justierkonsole (25) gelagerten Schweißgerät (26) versehen ist, und daß an der Unterseite des Tragarmes (16) ein mit dem Schlitten (13) zusammenwirkender Hubmechanismus (33) angeordnet ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (Alpha) zwischen Tragarm (16) und Schlitten (13) zwischen 5 und 15° einstellbar ist. Hiezu
3. 3 Blatt Zeichnungen -4-