DE1963214A1

DE1963214A1 - Welding and milling device for the welding of a longitudinal welding gap and the reworking of the welding bead in hollow bodies shaped like a slotted tube, especially conical masts

Info

Publication number: DE1963214A1
Application number: DE19691963214
Authority: DE
Inventors: Eckehard Dipl-Ing Dr-In Hanert; Friedrich Wefelmeier
Original assignee: Benteler Deutschland GmbH
Current assignee: Benteler Deutschland GmbH
Priority date: 1969-12-17
Filing date: 1969-12-17
Publication date: 1971-06-24
Also published as: NL163152C; DE1963214B2; NL7017980A; DE1963214C3; CH525045A; NL163152B; FR2073948A5

Description

Werk Neuhaus, Benteler-Werke AG J Schloß Neuhaus, Krs. Paderborn Neuhaus factory, Benteler-Werke AG J Neuhaus castle, Krs. Paderborn

Schweiß- und Fräsvorrichtung für das Verschweißen eines längsgerichteten Sohweißspaltes und das Nacharbeiten des Schweißwulstes bei schlitzrohrartig geformten Hohlkörpern, insbesondere konischenWelding and milling device for welding a longitudinally directed weld gap and reworking the weld bead in the case of hollow bodies shaped like a slotted tube, in particular conical ones

MastenMasts

Die Erfindung betrifft eine Schweiß- und Präsvorrichtung für das Verschweißen eines längsgerichteten Sehweißspaltes und das Nacharbeiten des Schweißwulstes, auch Schweißraupe genannt, bei aus Stahlplatten schlitzrohrartig geformten, begrenzt langen, im Durchmesser größeren Hohlkörpern, insbesondere konischen Masten, bei welcher Vorrichtung der Hohlkörper mittels einer Halte- und Einspannvorrichtung nach dem Durchlaufprinzip in direkter Folge an zwei in gleichbleibendem Abstand hintereinander angeordneten Aggregaten entlangbewegbar ist, von welchen das eine Aggregat die Schweißwulst herstellt und das zweite Aggregat den Hohlkörper im Bereich der Wulst mechanisch mittels Fräser bearbeitet. Das Schweißen wird nach einem herkömmlichen Verfahren, z.B. im Unterpulver-Schweißverfahren, durchgeführt. Das Schweißmaterial bildet naturgemäß eine Wulst, die an der Oberfläche unregelmäßig ist und aufträgt. Aus mancherlei Gründen wird gefordert, daß dieser Schweißbereich nachzuarbeiten und zu glätten ist.The invention relates to a welding and preseeding device for welding a longitudinally directed visual welding gap and the reworking of the weld bead, also known as a weld bead, in the case of slit-tube-shaped steel plates, of limited length, Hollow bodies of larger diameter, in particular conical masts, in which device the hollow body by means of a holding and clamping device according to the continuous principle in direct succession to two can be moved along units arranged one behind the other at a constant distance, one unit of which is the welding bead and the second unit machined the hollow body in the area of the bead mechanically by means of a milling cutter. The welding will using a conventional process, e.g. submerged arc welding, carried out. The welding material naturally forms a bulge that is irregular on the surface and is bulky. For various reasons it is required that this welding area be reworked and smoothed.

Bei den aus Stahlplatten gerollten bzw. gepreßten rohrartigen Hohlkörpern, insbesondere bei konischen Masten, wird sowohl das Schwdßen als auch das Nacharbeiten des Schweißwulstes in den bekannten kontinuierlich arbeitenden Fertigungsvorrichtungen durch einen unregelmäßigen Verlauf der Schweißspalte erschwert. Es läßt sich nicht immer vermeiden, daß der Schweißspalt in seinem Verlauf von der planparallelen Vorschubrichtung nach der einen oderIn the tubular hollow bodies rolled or pressed from steel plates, especially in the case of conical masts, both the welding as well as the reworking of the welding bead in the known continuously operating production devices made more difficult by an irregular course of the welding gap. It can not always be avoided that the welding gap in his Course of the plane-parallel feed direction to the one or

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anderen Seite abweicht. Bei einem älteren, nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag ist vorgesehen, mit Hilfe unterschiedlich ausgebildeter Spannbackenpaare das Rohr während des Vorschubes abschnittsweise zu drehen und dadurch den Spalt zu richten.other side deviates. In the case of an older proposal, which does not belong to the state of the art, it is provided with the help of different trained pairs of clamping jaws to rotate the pipe in sections during the advance and thereby close the gap judge.

Der Vorrichtung nach der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer möglichst wirtschaftlichen Weise Schweißen und Nachbearbeiten aufeinander abzustimmen und damit die Herstellung einwandfreier, außen glatter Rohr zu vereinfachen.The device according to the invention has the object based on coordinating welding and reworking in the most economical way possible, and thus production To simplify flawless pipe that is smooth on the outside.

Die Schweiß- und Präsνorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß nahe vor der den Schweißwulst erzeugenden Schweißstelle im Bereich des Schweißaggregates eine die Seitenabweichungen des Schweißspaltes fühlende und weitergebende Steuervorrichtung vorgesehen ist, die eine das Schweißaggregat und das Fräsaggregat quer zum Schweißspalt einrichtende Stellvorrichtung betätigt und daß das Fräsaggregat mit einer von den Nebenbereichen des Schweißwulstes gesteuerten Höheneinstellvorrichtung ausgerüstet ist.The welding and presνorrichtung according to the invention is characterized in that near in front of the welding point producing the welding bead in the area of the welding unit, a die Lateral deviations of the welding gap sensing and transmitting control device is provided, which one the welding unit and actuates the milling unit transversely to the welding gap establishing adjusting device and that the milling unit with one of the Adjacent areas of the weld bead controlled height adjustment device is equipped.

Der zunächst in entsprechenden Vorrichtungen zum Schlitzrohr geformte Hohlkörper wird in der kombinierten Vorrichtung nach der Erfindung dadurch verschweißt und nachgearbeitet, daß sich das Schweißaggregat und das Fräsaggregat automatisch auf den Verlauf des Schweißspaltes bzw. den Schweißwulst einstellen. Der noch geschlitzte Hohlkörper wird mittels seiner Einspannvorrichtung unter den Schweiß- und Fräsaggregaten der vorgenannten kombinierten Bearbeitungsvorrichtung kontinuierlich entlangbewegt. Die dabei in den Schweißspalt eingreifende Steuervorrichtung überträgt jede von der Vorschubrichtung abweichende Seitenverlagerung · des Spaltes auf eine Stellvorrichtung, die augenblicklich das Schweißaggregat und das Fräsaggregat quer zum Spalt verschiebt, und zwar nur um das erforderliche Maß. Dadurch wird mit Sicherheit und unter Vermeidung komplizierter Einspannwagen und Ein-The first in corresponding devices to the slotted tube shaped hollow body is thereby welded and reworked in the combined device according to the invention that automatically adjust the welding unit and the milling unit to the course of the welding gap or the welding bead. Of the still slotted hollow body is combined by means of its clamping device under the welding and milling units of the aforementioned Machining device moved along continuously. The control device engaging in the welding gap transmits any lateral displacement of the gap that deviates from the feed direction on an adjusting device that The welding unit and the milling unit move across the gap, and only by the required amount. This will for sure and avoiding complicated clamping carriages and

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spannvorrichtung eirt einwandfreier Schweißwulat hergestellt. Es ist hierbei zu berücksichtigen, daß die Seitenabweichungen im Verlauf des Schweißspaltes sich nur auf ein verhältnismäßig kleines Maß der gesamten Umfangslänge des Hohlkörpers erstrecken, so daß bei der Größe des Durchmessers des Hohlkörpers diese Naht in jedem Fall im wesentlichen nahe der höchsten Stelle der Mantelfläche des Hohlkörpers verbleibt. Dieser Lageveränderung des Schweißgerätes folgt die nur in kleinem Abstand hinter der Schweißstelle vorgesehene Fräseinrichtung, so daß trotz Lageveränderung der Naht eine einwandfreie Glättung der Oberseite des Schweißwulstes eintreten muß. Die dem Fräsaggregat zugeordnete Höheneinstellvorrichtung hat die spezielle Aufgabe zu erfüllen, jeder durch die Seitenverlagerung des Schweißwulstes eintretenden geringfügigen Höhenveränderung an der Mantelfläche des Hohlkörpers sofort zu folgen und damit Querverstellung und Höheneinstellung aufeinander abzustimmen, damit der überstehende Schweißwulst genau in der Zylindermantelfläche des Hohlkörpers abgearbeitet wird.Clamping device produces perfect welding bulges. It it has to be taken into account that the lateral deviations in the course of the welding gap is only a relatively small one Measure the entire circumferential length of the hollow body, so that with the size of the diameter of the hollow body, this seam in each Case remains essentially near the highest point of the lateral surface of the hollow body. This change in position of the The milling device, which is provided only a short distance behind the welding point, follows the welding device, so that despite the change in position the seam a perfect smoothing of the upper side of the weld bead must occur. The height adjustment device assigned to the milling unit has the special task of fulfilling every minor one that occurs due to the lateral displacement of the weld bead Immediately follow changes in height on the lateral surface of the hollow body and thus transverse adjustment and height adjustment to match each other so that the protruding weld bead is accurate is processed in the cylindrical surface of the hollow body.

Eine zweckmäßige Ausbildung der Vorrichtung nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Schweißaggregat und das Fräsaggregat auf einem von einer einzigen,vom Schweißspalt gesteuerten Stellvorrichtung quer zum Schweißspalt des Hohlkörpers verschieblich geführten gemeinsamen Schlitten angeordnet sind und daß auf diesem Schlitten die Mittel zur Höheneinstellung einer im Fräsaggregat gelagerten Frässcheibe angeordnet sind. In verhältnismäßig kurzem Abstand voneinander führen somit unter dem Einfluß einer einzigen Stellvorrichtung Schweißaggregat und Fräsaggregat zunächst übereinstimmende Bewegungen aus, wodurch eine genaue Bearbeitung des gerade gebildeten Schweißwulstes gewährleistet ist. Die auf dem Schlitten vorgesehene Höheneinstellvorrichtung korrigiert sofort die Höhenlage der Frässcheibe in einem sich aus der Querverschiebung ergebenden Verhältnis.A useful design of the device according to the Invention is characterized in that the welding unit and the milling unit on one of a single, from the welding gap controlled adjusting device arranged transversely to the welding gap of the hollow body displaceably guided common slide are and that the means for height adjustment of a milling disc mounted in the milling unit are arranged on this carriage. In A relatively short distance from each other thus lead under the influence of a single adjusting device welding unit and milling unit initially matching movements, which ensures precise machining of the weld bead that has just been formed is. The height adjustment device provided on the slide immediately corrects the height of the milling disc in one go ratio resulting from the transverse displacement.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die von der Seitenabweichung des Schweißspaltes betätigte Steuervorrichtung eine querIt is also advantageous if the control device actuated by the lateral deviation of the welding gap has a transverse

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zum Spalt schwenkbar gelagerte, in den Spalt eingreifende Tastrolle aufweist, die ihre Schwenkbewegung auf ein elektrisch bzw. hydraulisch arbeitendes Steuergerät überträgt, von welchem eine dem Schlitten der Vorrichtung zugeordnete Stellvorrichtung geschaltet wird, die, insbesondere mit Selbstsperrung, stufenlos in kleinsten Abmessungen, vorzugsweise mechanisch bzw. hydraulisch, vor- und zurückfahrbar ist.Sensing roller mounted pivotably towards the gap and engaging in the gap has, which transmits its pivoting movement to an electrically or hydraulically operating control device, one of which The actuating device assigned to the slide of the device is switched, which, in particular with self-locking, is continuously variable can be moved forwards and backwards in the smallest dimensions, preferably mechanically or hydraulically.

Die beim Fräsgerät vorgesehene Höheneinstellvorrichtung erhält zweckmäßig vor und hinter der Prässcheibe beiderseits des Schweißwulstes auf dem Mantel des Hohlkörpers laufende Tastrollen, von welchen die Höhenabweichungen in eine Hubvorrichtung übertragen werden, an der die Frässcheibe des Schweißaggregates senkrecht zur Naht schwenkbar befestigt ist.The height adjustment device provided for the milling device is expediently placed in front of and behind the pre-disk on both sides of the Welding bead running on the shell of the hollow body feeler rollers, from which the height deviations are transferred to a lifting device to which the milling disk of the welding unit is attached so that it can pivot perpendicular to the seam.

In der Zeichnung ist ein AusfUhrungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht.The drawing shows an exemplary embodiment of the device illustrated according to the invention.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Schweiß- und Fräsvorrichtung in xxx Draufsicht;Fig. 1 shows the basic structure of the welding and milling device in xxx plan view;

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Ansicht entsprechend der Schnittebene II - II der Fig. 1;FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in a view corresponding to the sectional plane II-II of FIG. 1;

Fig. 3Fig. 3

und 4 zeigen Querschnitte entsprechend den Linienand Fig. 4 show cross sections according to the lines

III - III bzw. IV-IV der Fig. 2.III - III or IV-IV of FIG. 2.

Die Vorrichtung weist ein Schweißaggregat 1 und ein Fräsaggregat 2 auf. Beide Aggregate sind in einem verhältnismäßig kleinen Abstand voneinander angeordnet und werden von einem Schlitten J getragen. Dieser Schlitten 3 ist in den Führungen 4 eines Maschinentisches/verschieblich gelagert. Auf dem Maschinentisch ist eine Stellvorrichtung 6 angeordnet, die hydraulisch oder elektrisch arbeitet. Veranschaulicht ist ein hydraulischer Vordrückzylinder, dessen Kolbenstange 7 mit dem Schlitten 3 gekuppelt ist. Diese Stellvorrichtung 6 arbeitet selbstsperrend und ist stufenlos in kleinsten Abmessungen vor- bzw. zurückfahrbar,The device has a welding unit 1 and a milling unit 2 on. Both units are arranged at a relatively small distance from each other and are from one Sled J carried. This carriage 3 is in the guides 4 of a machine table / movably mounted. An adjusting device 6 is arranged on the machine table, which hydraulically or works electrically. A hydraulic advance cylinder is illustrated, the piston rod 7 of which is coupled to the slide 3 is. This adjusting device 6 works in a self-locking manner and can be steplessly advanced or retracted in the smallest dimensions,

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so daß auch der Schlitten nur genaue Bewegungen in kleinen Grenzen ausführt.so that the slide only moves precisely within small limits executes.

Als Schweißaggregat ist ein solches vorgesehen, das nach dem Unterpulver-Schweißverfahren arbeitet. Als Fräsaggregat ist ein solches vorgesehen, das eine Prässcheibe 7 aufweist, deren Antriebswelle in einem Getriebegehäuse gelagert ist, das um die Achse 8 vertikal schwenkbar ist. An einem verlängerten Hebelarm 9 des Getriebegehäuses greift die Kolbenstange 10 eines vertikalgerichteten Hubzylinders 11 an, der an einer Achse schwenkbar aufgehängt 1st. A The welding unit provided is one that works according to the submerged arc welding process. A milling unit is provided which has a cutting disk 7, the drive shaft of which is mounted in a gear housing which can be pivoted vertically about axis 8. The piston rod 10 of a vertically directed lifting cylinder 11 engages on an extended lever arm 9 of the transmission housing, which is pivotably suspended on an axis. A.

Dem Schweißaggregat ist eine Steuervorrichtung zugeordnet, die eine quer schwenkbare Tastrolle 12 aufweist. Der die Tastrolle tragende Hebelarm ist um eine Achse I^ schwenkbar, die in einer auf dem Schlitten befestigten Konsole gelagert ist. Weicht die Längsachse des Schwenkhebels von der Bewegungsrichtung des Hohlkörpers 20 ab, wird vom Steuergerät 15, über die Impuls- bzw. Steuerleitung 16, die Korrekturbewegung der Stellvorrichtung 6 ausgelöst.A control device, which has a transversely pivotable feeler roller 12, is assigned to the welding unit. The who The lever arm carrying the feeler roller can be pivoted about an axis I ^ is stored in a console attached to the slide. If the longitudinal axis of the pivot lever deviates from the direction of movement of the hollow body 20 is from the control unit 15, over the pulse or control line 16, the corrective movement of the adjusting device 6 is triggered.

Der Prässcheibe 7 sind in vor- und nachlaufender Anordnung Tastrollen 17 jeweils paarweise zugeordnet. Die Tastrollen selbst befinden sich in ausreichendem Seitenabstand voneinander ' etwa in der Ebene der beiden Stirnseiten der Prässcheibe. Das die Tastrollen tragende Gestänge 18 ist an einen Steuerzylinder 19 angeschlossen, der über die Leitung 19 mit dem Hubzylinder 11 verbunden ist.The pre-disc 7 are in a leading and trailing arrangement Sensing rollers 17 each assigned in pairs. The feeler rollers themselves are located at a sufficient distance from each other ' approximately in the plane of the two end faces of the Pres disk. The linkage 18 carrying the feeler rollers is attached to a control cylinder 19 connected, which is connected to the lifting cylinder 11 via the line 19 is.

Der im vorliegenden Fall zu bearbeitende Hohlkörper 20 bildet den Teil eines konischen Mastes. Dieser Hohlkörper ist aus Stahlplatten zu einem Schlitzrohr geformt und weist in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise den Schweißspalt 21 auf. Dieser Hohlkörper ist in nicht dargestellter Weise auf einem Wagen eingespannt, der unter genauer Führung den schlitzrohrartigen Hohlkörper an bzw. unter den Aggregaten 1 und 2 der Schweiß- und Fräsvorrichtung entlangbewegt. Während die Voreehubricätung desThe hollow body 20 to be machined in the present case forms part of a conical mast. This hollow body is formed from steel plates to form a slotted tube and has the welding gap 21 in the manner shown in FIG. This Hollow body is clamped in a manner not shown on a carriage which, under precise guidance, the slotted tube-like hollow body moved along on or under the units 1 and 2 of the welding and milling device. While the advance of the

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Hohlkörpers einschließlich Einspannvorrichtung genau festliegt, kann der Verlauf des Schweißspaltes 21 variieren. So kann der Schweißspalt entsprechend der strichpunktierten Linie 21' in Fig. 1 verlaufen· Damit ein einwandfreies Schließen der Schweißnaht unter dem Schweißaggregat an der Schweißstelle 22 erfolgt, greift von der zuvor "beschriebenen Steuervorrichtung die Tastrolle 12 in den Schweißspalt und überträgt jede Seitenabweichung nach Richtung und Größe zunächst auf das Steuergerät 15. Dieses steuert über die Leitung 16 xx die Stellvorrichtung 6 und letztere verschiebt den Schlitten 3 einschließlich der Aggregate 1 und 2 quer zum Schweißspalt. Dadurch gelangen die Elektrode des Schweißaggregates und die Prässcheibe des Fräsaggregates genau in den Bereich des Schweißspaltes bzw. den späteren Schweißwulst 2J. Die einwandfreie Verschweißung macht es erforderlich, daß der Schweißwulst zunächst über die Mantelfläche des Hohlkörpers vorragt. Das überschüssige Material des Schweißwulstes wird durch die Frässcheibe 7 fortgearbeitet. Zu diesem Zweck führen sich die Tastrollen 17 beiderseits der Frässcheibe und des Schweißwulstes auf der Mantelfläche des Hohlkörp·., ^ 20» Bei der Querverschiebung der Frässcheibe auf der gebogenen Mantelfläche des Hohlkörpers müssen die Tastrollen zwangsläufig ihre Höhenlage geringfügig ändern, wobei Über den Steuerzylinder 19 der Hubzylinder 11 die Höheneinstellung der Frässcheibe korrigiert derart, daß auch eine seitlich verlagerte Schweißwulst bis auf die normale Mantelfläche des Hohlkörpers abgearbeitet wird.Hollow body including clamping device is exactly fixed, the course of the welding gap 21 can vary. So can he The welding gap runs according to the dash-dotted line 21 'in FIG. 1, so that the weld seam can be closed properly takes place under the welding unit at the welding point 22, the feeler roller engages from the control device described above 12 into the welding gap and initially transmits every lateral deviation according to direction and size to the control unit 15. This controls the adjusting device 6 via the line 16 xx and the latter moves the slide 3 including the units 1 and 2 across the welding gap. As a result, the electrode of the welding unit and the milling unit's cutting disk get exactly into the Area of the welding gap or the later welding bead 2J. The perfect welding makes it necessary that the Weld bead initially protrudes over the surface of the hollow body. The excess material of the weld bead is through the milling disc 7 continued. For this purpose, the feeler rollers 17 lead on both sides of the milling disc and the welding bead on the outer surface of the hollow body ·., ^ 20 »During the transverse displacement of the milling disc on the curved outer surface of the hollow body, the feeler rollers must inevitably have their height position slightly change, wherein about the control cylinder 19 of the lifting cylinder 11 corrects the height adjustment of the milling disc so that also a laterally displaced welding bead is processed down to the normal lateral surface of the hollow body.

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Claims

DR.-ING. W. STUHLMANN - DIPL.-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN Ϊ FILE NO. 42/22974 T 463 BOCHUM. 16.12.1969 XZ / Tue Postfach 245O Your reference: Fernruf 66531 and 64314 Bergstrasse 169 Telegr.i Stuhlmann patent Benteler-Werke AG, Neuhaus plant, Neuhaus castle, Krs. Paderborn patent claims

1.] Welding and milling device for welding a longitudinal welding gap and reworking the welding bead in hollow bodies of limited length, larger in diameter, shaped like slotted tubes from steel plates, in particular conical masts, in which device the hollow body by means of a holding and clamping device after passage - »principle can be moved in direct succession along two units which are arranged one behind the other at the same distance, one unit of which produces the weld bead and the second unit produces the hollow body in the area of bead i:“ chamsoh machined using a milling cutter, thereby geke η π ζ e ic h n et that near in front of the welding bead (23) generating the welding point (22) in the area of the welding unit (1) a control device (12, I5) which senses and transmits the lateral deviations of the welding gap (21) is provided, which controls the welding unit ( 1) and setting up the milling unit (2) across the welding gap e adjusting device (6) actuated and that the milling unit (2) is equipped with a height adjustment device (Ii, I7, I9) controlled by the secondary areas of the welding bead (23).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the welding unit (1) and the Milling unit (2) on one of a single, from the welding gap (21) controlled adjusting device (6) transversely to the welding gap of the Hollow body (20) displaceable common slide (3) are arranged and that the means (11, I7, I9) on this slide 2.W Height adjustment of a milling disc carried by the milling unit (7) are arranged.

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3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the control device actuated by the lateral deviation of the welding gap has a transverse to Gap (21) has pivotably mounted feeler roller (12) which engages in the gap and which reacts to its pivoting movement electrically or hydraulically operating control device (15) transmits from which an actuating device assigned to the carriage (2) of the device (6) is switched, which, in particular with self-locking, steplessly in the smallest dimensions, preferably mechanically or hydraulically, can be moved forward and backward.

4, device according to claim 1 and 2 or 5 »d a d u r ch characterized in that the height adjustment device provided for the milling unit (2) is in front of and behind the milling disc (7) on both sides of the welding bead (23) on the jacket of the hollow body (20) has running feeler rollers (17) which transmit the height deviations in a lifting device (11) on which the milling disk of the welding unit is attached so that it can pivot perpendicular to the seam.

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