DE2629571C3 - Verfahren zum Herstellen von Halbtorusschalen, Vorrichtung zum Durchfuhren des Verfahrens, sowie Halbtorusschale und deren Verwendung - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Halbtorusschalen, Vorrichtung zum Durchfuhren des Verfahrens, sowie Halbtorusschale und deren VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Halblorusschalen.
Solche Halbtorusschalen werden dazu benutzt, dickwandige und großen Durchmesser aufweisende
wi Rohrkrümmer herzustellen, wie sie für Kernreaktoranlagen
gebraucht werden. Aus den HälbtöTUSsehälen, die nach einem bekannten Verfahren durch Gießen
hergestellt werden, werden dann dem Krümmerwinkel entsprechende Sektoren herausgeschnitten und jeweils
hr> zwei solcher Sektoren mittels in der Krümmerebene
verlaufender Längsnähte zu einem Krümmer zusammengeschweißt. Bei diesem Verfahren ist nachteilig, daß
verhältnismäßig viel Abfall entsteht, weil die Sektoren
26 29 57\
aus lunker- und seigerungsfreien Abschnitten der Schalen herausgeschnitten werden müssen. Das Herausfinden
solcher einwandfreien Abschnitte geschieht durch zerstörungsfreie Werkstoffprüfung. Nachteilig
sind auch die für viele Anwendungsfälle ungenügenden Festigkeitseigenschaften des Gußwerkstoffs.
Weiter ist es bekannt, Bleche zu Toroidsektoren zu schmieden, gegebenenfalls diese Sektoren auf ihrer
Innenseite zu plattieren, wonach zwei solcher Sektoren zu einem Krümmer zusammengeschweißt werden,
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß teure Gesenke gebraucht werden und daß die Schmiedearbeiten nur in
Werkstätten mit entsprechend schweren Schmiedepressen vorgenommen werden können. Ferner ergibt sich
relativ viel Abfall und — sofern neue Gesenke hergestellt werden müssen — hohe Werkzeugkosten.
Schließlich kann der große Zeitaufwand für das Herstellen der Gesenke und das Bereithalten der Bleche
passender Abmessungen störend sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Haibtorusschalen zu
schaffen, das mit wesentlich geringerem Zeitaufwand und geringer Vorratshaltung des zu verarbeitenden
Werkstoffs zu Produkten führt, die in ihrem Gefüge homogener als gegossene Haibtorusschalen sind und
zumindest gleich gute Festigkeit und Dehnung wie geschmiedete Produkte aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beginnend auf der Oberseite einer drehbaren
Scheibe, die mit ihrer Drehachse in einer Vertikalebene aus einer unteren in eine obere Stellung schwenkbar ist,
ausgehend von ihrer unteren Stellung unter gleichzeitigem Drehen der Scheibe und kontinuierlichem Schwenken
der Scheibe oder — nach jeweils einer Umdrehung der Scheibe — schrittweisem Schwenken der Scheibe in
Richtung auf ihre obere Stellung Schweißwerkstoff mittels eines Schweißkopfes aufgetragen wird, wobei
der Schweißkopf im wesentlichen in der genannten Vertikalebene auf einer Kreisbahn und parallel zu sich
selbst geführ· wird.
Mit diesem Verfahren werden also Haibtorusschalen durch formgebendes Auftragschweißen hergestellt, das
in seinem Ablauf einfach ist und keine Störanfälligkeit aufweist. Die nach diesem Verfahren erzeugten
Produkte haben einen durch das Umschmelzen bedingten puten und homogenen Gefügeaufbau, so daß
praktisch kein Ausschuß entsteht. Der gute Gefügeaufbau ist eine wesentliche Voraussetzung für den sicheren
Betrieb der Rohrkrümmer in Kernreaktoranlagen. Die Vorratshaltung für den ?u verarbeitenden Werkstoff,
Band- oder auch Drahtelektroden, ist sehr einfach und damit kostensparend.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens, die gekennzeichnet ist
durch eine drehbare und in einer Vertikalebene schwenkbare Spindel sowie ein mit dem Schweißkopf
verbundenes Gestängesystem zum Führen des Schweißkopfes parallel zu sich selbst auf einer Kreisbahn, deren
Radius dem Abstand der Torusseelenachse vom Schwenkmittelpunkt der Spindel gleich ist.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt:
F i g. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei
die fertiggeschweißta Halbtorusschale im Axialschnitt
dargestellt ist,
Fig.2 eine Vorderansicht der Vorrichtung in der gleichen Stellung wie in F i g. 1.
Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung in deren
Ausgangsstellung,
Fig.4 eine Seitenansicht der Vorrichtung in einer
r< Zwischenstellung,
Fig.5 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten
Scheibe zum Auftragen von Schweißwerkstoff,
F i g. 6 einen Schnitt durch die Scheibe entsprechend
der Linie VI-VI in F i g. 5,
ι» F i g. 7 schematisch, teilweise im Schnitt und teilweise
in Ansicht einen Schweißkopf,
Fig. 8 einen Schnitt entsprechend der Linie VIII-VIII
in Fig.7,
F i g. 9 ein Diagramm, das die Spindeldrehzahl π in
ι > Funktion des Zeitintegrals des Schweißstromes /zeigt,
F i g. 10 einen Axialschnitt durch eine andere Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wobei die gezeichnete Stellung der Vorrichtung derjenigen bei fertiggeschv/eißter Halbtorusschale
jo entspricht,
F i g. 11 ebenfalls einen Axialschrnu der Vorrichtung
gemäß F i g. 10, jedoch in Ausgangsstellung und
F i g. 12 einen Schnitt der Vorrichtung entsprechend
der Linie XII-XII in F ig. 11.
i; Gemäß F i g. 1 und 2 ist in einem auskragenden
Lagerbock 1 eine horizontale Weite 2 drehbar gelagert, mit der ein Schneckenrad 3 und eine Lagerbüchse 4
drehfest verbunden sind. Die Achse der Lagerbüchse 4 steht rechtwinklig zur Achse der Welle 2. In das
!» Schneckenrad 3 greift eine Schnecke 5 ein, die von
einem mit dem Lagerbock 1 starr verbundenen Getriebemotor 6 angetrieben werden kann. In der
Lagerbüchse 4 ist eine Spindel 10 drehbar gelagert die durch eine Kronenmutter 11 gegen axiale Verschiebung
r. in der Büchse gesichert ist Mit der Spindel 10 ist ein Schneckenrad 12 drehfest verbunden. Das Schneckenrad
12 steht mit einer in den Fig. 1 und 2 nicht sichtbaren Schnecke im Eingriff, die von einem an der
Lagerbüchse 4 befestigten Motor 13 angetrieben wird, so daß die Spindel 10 eine in einer Vertikalebene
verlaufende Schwenkbewegung von etwa 180° ausführt die im Gegenuhrzeigersinn aus der in F i g. 1 gezeichneten
Stellung in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung in der
Zeichenebene dieser Figuren stattfindet
4r> An dem aus der Lagerbüchse 4 heraussagenden freien Ende der Spindel 10 ist eine Scheibe 17 vorgesehen, die mittels einer Mutter 16 auf einer Schulter 15 der Spindel festgeklemmt ist. Die Scheibe 17 trägt in F i g. 1 und 2 an ihrer Peripherie eine erfindungsgemäß durch Auftrags- V) schweißen fertig hergestellte Halbtorusschale 20 an derem inneren Rand
4r> An dem aus der Lagerbüchse 4 heraussagenden freien Ende der Spindel 10 ist eine Scheibe 17 vorgesehen, die mittels einer Mutter 16 auf einer Schulter 15 der Spindel festgeklemmt ist. Die Scheibe 17 trägt in F i g. 1 und 2 an ihrer Peripherie eine erfindungsgemäß durch Auftrags- V) schweißen fertig hergestellte Halbtorusschale 20 an derem inneren Rand
Zu beiden Seiten des Lagerbockes 1, und zwar symmetrisch zur Spindel 10 in F i g. 2, ist je ein Ständer
23 vo/gesehen, von denen in F i g. 2 nur einer dargestellt
γ, ist. Jeder Ständer 25 weist etwa auf seiner mittleren
Höhe einen nach außen ragenden Zapfen '2fo und an
seinem oberen Ende einen nach innen ragenden Zapfen 27 auf. Auf jedem Zapfen 26 ist eine Lasche 28 und auf
jedem Zapfen Zi **ine Lasche 29 schwenkbar gelagert
w) Die Laschen 28 und 29 weisen an ihrem in F i g. 2 oberen Ende ein Lägeräuge auf. Der Abstand A (F i g. 4) von
Mitte des Zapfens 26 bzw. 27 bis Mitte des Lagerauges an der zugehörigen Lasche ist für alle Laschen gleich. Im
oberen Auge der Lasche 28 ist ein Kurbelzapfen 30 b'>
einer Kurbel 31 drehbar gelagert, die an ihrem in F i g. 2 oberen Ende mit einem Bolzen 32 fest verbunden ist, der
an einem beiden Bolzen 32 gemeinsamen Vierkantrohr 33 angeschweißt ist Der Bolzen 32 ist zugleich durch
das obere Auge der Lasche 29 geführt. Am Vierkantrohr 33 ist ein als Ganzes mit 40 bezeichneter konventioneller
Bandschweißkopf angebracht. Da die Armlänge C" (Fig.4) der Kurbel 31 dem Abstand Cder Zapfen 26
und 27 gleich ist und auch die Laschen 28 und 29 gleich r>
lang sind, steht die Kurbel 31 in jeder Stellung der Laschen vertikal.
Mit der in Fig.2 dargestellten Lasche 29 ist ein auf
dem Zapfen 27 gelagertes Schneckenrad 34 drehfest verbunden, das mit einer Schnecke 35 kämmt, die von w
einem am Ständer 25 befestigten Motor 36 angetrieben wird. Der in F i g. 2 nicht sichtbare zweite Ständer kann
ebenfalls mit den Antriebsmitteln 34 bis 36 ausgerüstet sein. In diesem Falle ist eine nicht dargestellte
Vorrichtung vorgesehen, die den Synchronlauf der r> beiden Motoren 36 sicherstellt. Es ist auch möglich, nur
einen Motor 36 vorzusehen, wobei dann die beiden Laschen 29 starr miteinander gekuppelt werden,
Beispielsweise durch eine durch das Vierkanironr 33 und
den Bolzen 32 hindurchgeführte Stange. 2<i
Der in Fig. 1 und 2 schematisch vereinfacht dargestellte Bandschweißkopf 40 v/eist eine Spule 42,
die den auf die Scheibe 17 aufzutragenden Schweißwerkstoff in Form eines aufgerollten Bandes 41 trägt,
mehrere Vorschub- und Führungsrollen 43, einen über 2r>
ein Winkelgetriebe 45 die Rollen 43 antreibenden Motor 44 und einen Schweißspulvertrichter 46 auf, in
dessen Mündungsbereich das Band 41 fndci Die
Anschlüsse für den Schweißstrom sind hier der Einfachheit halber weggelassen. Der Bandschweißkopf i<
> 40 wird aus der in F i g. 1 und 2 gezeichneten Endstellung in seine Ausgangsstellung gebracht, indem
die Laschen 29 durch den Motor 36 über das Schneckenrad 34 in F i g. 1 im Gegenuhrzeigersinn um
180" verschwenkt werden, so daß er die in Fig.3 η
gezeichnete Stellung einnimmt, in der er oberhalb der ihre untere Stellung einnehmende Scheibe 17 steht.
Zu Beginn des Fertigungsvorganges nehmen die Scheibe 17 und der Schweißkopf 40 die in Fig.3
gezeigte Stellung ein und die Scheibe 17 wird durch den *<> Motor 13 über das Schneckenrad 12 und Spindel 10
gedreht Dabei wird durch Abschmelzen des Bandes 41 auf der Oberseite der Scheibe 17 nahe deren Peripherie
eine Schweißschicht aufgetragen. Nach einer Umdrehung der Scheibe 17 und somit Vollendung der ersten ^
Schweißschicht, werden die Spindel 10 und die Laschen 28 und 29 um einen gleichen, kleinen Winkel in F i g. 3 im
Uhrzeigersinn geschwenkt, wonach die nächste Schweißschicht auf die vorhergehende aufgetragen
wird, unter gleichzeitiger Drehung der Scheibe 17. Der Winkel, um den dl£ Spindel und damit die Scheibe 17
verschwenkt wurde, entspricht der Dicke der aufgetragenen Schicht Die Schwenkbewegungen wiederholen
sich nach jeder Umdrehung der Scheibe 17. Aus der in F i g. 4 gezeigten Zwischenstellung der Vorrichtung ist «
deutlich erkennbar, daß die den Abstand A bildenden Strecken der Laschen 28 und 29 gleich groß sind wie die
zwischen den Punkten TSA und S gebildete Schrecke und parallel dazu verlaufen, wobei der Punkt 7X4 der
dem Schweißkopf 40 benachbarte Durchstoßpunkt der **
Torusseelenachse durch die vertikale Schwenkebene und der Punkt S der Durchstoßpunkt der Achse der
horizontalen Welle 2 durch dieselbe Schwenkebene ist
Durch das Schwenken der Scheibe 17 ergibt sich der Vorteil, daß die Oberfläche des Schmelzbandes stets Μ
horizontal verläuft und die einzelnen Auftragschichten somit im Querschnitt leicht keilförmig sind, wobei das
verdickte Ende des Querschnitts auf der Außenseite der Halblorusschale liegt.
Die beschriebene Vorrichtung kann nicht nur mit schrittweiser Schwenkbewegung der Spindel und
schrittweiser Bewegung des Schweißkopfes betrieben werden, sondern auch mit kontinuierlichem Verlauf
dieser Bewegungen. In diesem Fall wird die eine ebene Oberseite aufweisende Scheibe 17 durch eine Scheibe
17' ersetz^ die gemäß Fig,5 und 6 ausgebildet ist,
indem sie auf der Oberseite eine Schraubenfläche aufweist, deren Steigung der Dicke einer aufzutragenden
Schicht entspricht. Auf der Schraubenfläche erfolgt
dann das Auftragen der ersten Schweißschicht.
Bei Betrieb der Vorrichtung mit kontinuierlicher Schwenkbewegung wird die AbschmebHeistiing des
Bandes 41 zweckmäßig konstant gehalten und die Elektromotoren 6, 13 und 36 werden in Abhängigkeit
dieser Abschmelzleistung parallel gesteuert. Diese Steuerung erfolgt gemäß Fi? 7 in Funktion de;
gieisieien Aufiragsarbeii. Zu diesem Zweck ist ein
Funktionsgeber 73 vorgesehen, der eingangsseitig mit einem Geher 72 für die Auftragsarbeit verbunden ist, in
dem ein dem zeitlichen Integral des Schweißstromes / proportionales Signal gebildet wird. Dieses Signal wird
dem Funktionsgeber 73 zugeführt, der entsprechend dem Diagramm in Fig.9 ein Ausgangssignal η bildet,
das einem Punkt 71 zugeführt wird. Die Kurve π in F>
ρ 9 verläuft umgekehrt proportional zu dem sich im
Verlauf ^es Auftragsverfahrens ändernden Umfang der
Auftragsfläche. Dem Punkt 71 wird außerdem ein weiteres Signal zugeführt, das dem Höhenunterschied
AHzwischen dem Schweißkopf 40 und dor aufgetragenen
Schicht entspricht. Zur Bildung dieses Signals sind eine elektromagnetische Spule 53 und ein Integralglied
70 vorgesehen. Die elektromagnetische Spule 53 ist am Pulvertrichter 46 mittels Verbindungsstücken 51 und 52
(Fig.8) angeordnet und weist einen zylindrischen, ferritischen Anker 54 auf, der an seinem unteren Ende
über einen Bügel 60 und ein Radpaar 62 auf der aufgetragenen Schicht abgestützt ist. Damit die Achse
61 des Radpaares 62 stets parallel zur Schwenkebene der Spindel 10 bleibt, ist der Bügel 60 über einen Dorn
65 an einem der beiden Verbindungsstücke 52 geführt.
Je nach dem Höhenunterschied ΔΗ zwischen dem
Schweißkopf 40 und der Oberseite der von der Schlacke befreiten Auftragsschicht taucht der Anker 54 mehr
oder weniger weit in die Spule 53 ein. Dabei wird auf an sich bekannte Weise ein dem Hub des Ankers 54 im
wesentlichen proportionales Signal erzeugt, das über das Integralglied 70 dem Punkt 71 zugeführt wird, in
dem eine Subtraktion mit dem vom Funktionsgeber 73 kommenden Signal η stattfindet Das aus aieser
Subtraktion entstehende Signal wird als Drehzahl-Sollwert den Motoren 6,13,36 zugeführt
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 bis 12
wird anstelle von drei parallelgesteuerten Elektromotoren nur ein einziger Motor für den Antrieb der
Vorrichtung verwendet Der Lagerbock 1' trägt einen horizontalen Wellenstummel 75, auf dem ein hohler
Schwenkarm 76 gelagert ist, der rechtwinklig zur Achse des Wellenstummels angeordnet ist In der Axialbohrung
des Schwenkarmes 76 ist ein Bolzen 78 angeordnet, der an seinem aus dem Schwenkarm
herausragenden Ende einen Kopf 78' aufweist und der mittels einer Druckschraube 79 fest mit dem Schwenkarm
verbunden ist Zwischen der Stirnfläche des Schwenkarmes 76 und dem Kopf 78' des Bolzens 78 ist
eine Nabe 81 mit Flansch SV angeordnet, die über eine Lagerbüchse 80 auf dem Bolzen 78 drehbar gelagert ist
Der Flansch 81' weist eine Schulter 82 auf, auf der sich
eine Ringscheibe 83 abstützt, die mittels Schrauben 84 und einer Scheibe 85 gegen die Schulter 82 gedruckt
wird. Die Ringlicheibe 83 dient, wie die Scheibe 17 und 17', zum Aufbau der Halbtorusschale. s
Auf der Nabe 81 ist mittels eines Keiles 88 ein Slirnzahnrad 89 befestigt, das mit einem Ritzel 96 in
Eirjgtfiff steht, das von einem am Schwenkarm 76
befestigten elektrischen Getriebemotor 97 angetrieben werden kann. In Fig. 10 unterhalb des Stirnzahnrades
89 ist auf dem Schwenkarm 76 ein Si.irnzahnrad 94 drehfest angebracht, das in diesem Beispiel mit 202
Zähnen versehen ist Unterhalb des Stirnzahnrades 94 ist ein Stirnzahnrad 92 vorgesehen, das auf dem
Schwenkarm 76 drehbar gelagert ist und aus einem Stück mit einem Kegelrad 93 besteht. Die Zähnezahl des
Stirnzahnrades 92 beträgt 200 und das Kegelrad 93 steht mit einem Kegelrad 98 in Eingriff, das koaxial zum
Wfiüenstuinnie! 75 2ΣΠ Lsorcrbock 1' hpfestiut ist. Mit
den beiden Stirnzahnrädern 92 und 94 kämmt ein Paar von kleineren Zahnrädern 95, die diametral zueinander
im Stirnzdhnrad 89 gelagert sind.
Am Kopf 78' des Bolzens 78 ist das eine Ende eines Armes 99 angeschweißt, der an seinem anderen Ende
ein Lagerauge 100 aufweist, dessen Achse mit der Torusseelenachse zusammenfällt. In dem Lagerauge 100
steckt ein Bolzen, der zu beiden Seiten des Armes 99 mit je einem Träger 101 von winkligem Querschnitt
verbunden ist
Am in F i g. 10 rechten Ende der beiden Träger 101 ist
de Bandschweißkopf 40 befestigt. Am anderen Ende der beiden Träger 101 weisen diese einen gemeinsamen
Bolzen 105 auf, über den die Träger mit dem einen Arm eines bumerangförmigen Hebels 106 gelenkig verbunden
sind. Der andere Arm des Hebels 106 ist mittels eines Bolzens 107 in einem Ständer 108 schwenkbar
gelagert. Die Strecke D zwischen der Mitte der beiden Bolzen 105 und 107 ist gleich lang und stets gleich __
gerichtet wie die Strecke D'zwischen dem Drehpunkt" des Schwenkarmes 76 und dem Lagerauge 100 des
Armes 99. Auch hier bewegt sich also der Schweißkopf 40 in der vertikalen Bewegungsebene des Schwenkarmes
76 auf einer Kreisbahn parallel zu sich selbst
Zu Beginn des Herstellungsverfahren wird die Vorrichtung in die in F i g. 11 gezeigte Ausgangsstellung
gebracht. Das Band 41 wird mit einer optimalen Leistung abgeschmolzen, wobei sich auf der Ringscheibe
83 an deren Peripherie die erste aufgetragene Schweißschicht bildet Von der Abschmelzarbeit ausgehend,
wird — wie zu F i g. 7 bis 9 beschrieben — für die Drehzahl des Motors 97 ein Sollwert gebildet, durch den
der Motor 97 auf bekannte Weise beeinflußt wird. Über das Ritzel 96 und das Stirnzahnrad 89 wird der Flansch
8Γ mit der darauf befestigten Ringscheibe 83 angetrie^
ben. Über das Zahnradpaar 95 wird pro Umdrehung des Stirnzahnrades 89 das Stirnzahnrad 92 um zwei Zähne
(= 202—200) weitergeschaltet, was über die Kegelräder
93 und 98 die gewünschte, geringe Schwenkbewegung des Schwenkarmes 76 und damit der Ringscheibe 83 zur
Folge hat. Da der Schweißkopf 40 in seiner Bewegung über die Träger 101 und den Arm 99 mit dem
Schwenkarm 76 gekoppelt ist, bewegt sich auch der Schweißkopf um einen der Schwenkbewegung der
Ringscheibe 83 entsprechenden Betrag, auf deren Oberseite eine hier nicht erkennbare Schraubenfläche,
wie zu F i g. 5 und 6 erläutert, vorgesehen ist.
Im Vergleich zur Vorrichtung gemäß F i g. 1 bis 4 hat
die Vorrichtung gemäß Fi g. 10 bis 12 den Vorteil, daß — abgesehen von dem Antrieb für das Band 41 — nur
ein einziger Antriebsmotor für alle drei Bewegungen vorgesehen ist Außerdem ist die Konstruktion der
Vorrichtung billiger und die Führung der relativ zueinander bewegten Teile präziser als bei der
Vorrichtung nach F i g.J bis 4.
Abweichend von den beschriebenen Vorrichtungen kann anstelle des Bandschweißkopfes 40 auch ein
Schweißkopf verwendet werden, der mehrere Einzelelektroden als Auftragwerkstoff zuführt Das Auftragverfahren
mit Bändern hat jedoch den Vorteil, daß das Auftragen in einem schmalen, der Schwenkebene
benachbarten Bereich erfolgt.
Für die Weiterverarbeitung der Halbtorusschalen 20 wird die Scheibe 17 bzw. 83 z. B. durch spanabhebende
Bearbeitung entfernt Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren so durchzuführen, daß die
Scheibe 17 bzw. 83 integrierender Bestandteil der Halbtorusschale ist In diesem Fall müßte nur der der
Innenseite der Halbtorusschale benachbarte Abschnitt der Scheibe 17 bzw. 83 entfernt werden.
Nach den beschriebenen Beispielen liegt die Oberfläche der aufgetragenen Schicht auf einem Radius, der
von der Torusseelenachse ausgeht Abweichend davon kann man den Schweißkopf auch so einstellen, daß die
genannte Oberfläche zum erwähnten Radius geneigt verläuft so daß die genannte Oberfläche am Ende des
Auftragsverfahrens eine nach außen oder innen geneigte Konusfläche bildet
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (20)
1. Verfahren zum Herstellen von Halbtorusscha- |en, dadurch gekennzeichnet, daß beginnend
auf der Oberseite einer drehbaren Scheibe, die mit ihrer Drehachse in einer Vertikalebene aus einer
unteren in eine obere Stellung schwenkbar ist, ausgehend von ihrer unteren Stellung unter gleichzeitigem
Drehen der Scheibe und kontinuierlichem Schwenken der Scheibe oder — nach jeweils einer
Umdrehung der Scheibe — schrittweisem Schwenken der Scheibe in Richtung auf ihre obere Stellung
Schweißwerkstoff mittels eines Schweißkopfes aufgetragen wird, wobei der Schweißkopf im wesentlichen
in der genannten Vertikalebene auf einer Kreisbahn und parallel zu sich selbst geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe während des Auftragschweißens
so eingestellt wird, daß die Fläche, auf die aufgetragen wird, in Richtung zur Außenseite der
Halbtorusschale schwach geneigt ist, so daß das
Schmelzbad auf der Außenseite eine größere Dicke hat als auf der Innenseite.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Auftragschwei-Bens
im Bereich des Schweißkopfes das Schmelzbad mittels einer an der Außenseite der Halbtorusschale
anliegenden Kühlbacke gestützt und gekühlt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis, 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei kontinuierlicher
Schwenkbewegung der Scheibe eine Scheibe verwendet wira, deren Oberseite eine Schraubenfläche
mit einer der Dicke der t ^getragenen Schicht entsprechenden Steigunj aufweist
5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Auftragschweißen die Abschmelzleistung etwa konstant gehalten wird und die
Drehbewegung der Scheibe, die Schwenkbewegung der Scheibe und die Bewegung des Schweißkopfes
parallel miteinander gesteuert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelsteuerung der drei Bewegungen
über einen den im Laufe des Aufbaufon-Schritts
sich ändernden Umfang der Auftragfläche berücksichtigenden Funktionsgeber erfolgt, clem
eine die Auftragarbeit repräsentierende Größe eingegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Funktionsgeber außerdem eine
den gemessenen Höhenunterschied zwischen clem Schweißkopf und der aufgetragenen Schicht repräsentierende
Größe zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schweißkopf der
aufzutragende Schweißwerkstoff in Form eines Bandes zugeführt wird.
9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die
Scheibe tragende, drehbare und in einer Vertikalebene schwenkbare Spindel sowie ein mit dem
Schweißköpf verbundenes Gestängesystem zum Führen des Schweißkopfes parallel zu sich selbst auf
einer Kreisbahn, deren Radius dem Abstand der Torusseelenachse vorri Schwenkmittelpunkt der
Spindel gleich ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel und das Gestängesystem
so miteinander gekoppelt sind, daß beim
Verschwenken der Scheibe der Schweißkopf auf seiner Kreisbahn einen gleich großen Winkel
zurücklegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Drehbewegung der Spindel, die Schwenkbewegung der Spindel und die
Bewegung des Schweißkopfes ein gemeinsamer Antriebsmotor vorgesehen ist
12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Drehbewegung der Spindel, die Schwenkbewegung der Spindel und die
Bewegung des Schweißkopfes je ein Antriebsmotor vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Antriebsmotor
bzw. den Antriebsmotoren in Wirkungsverbindung stehender, einen Drehzahl-Sollwert abgebender
Funktionsgeber vorgesehen ist, der eingangsseitig mit einem Geber für die Auftragsarbeit
verbunden ist
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber mit einem
Meßorgan für den Höhenunterschied zwischen Schweißkopf und aufgetragener Schweißschicht
verbunden ist
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan aus einer am
Schweißkopf angebrachten elektromagnetischen Spule mit einem Anker besteht, der sich auf der
aufgetragenen Schweißschicht abstützt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren für die
drei Bewegungen von dem Funktionsgeber parallel gesteuert sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gestängesystem zum Führen des Schweißkopfes als Parallelogrammführung
ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißkopf als Bandschweißkopf ausgebildet und so angeordnet
ist, daß das den aufzutragenden Schweißwerkstoff bildende Band im Schmelzbereich sich im wesentlichen
in der vertikalen Schwenkebene erstreckt.
19. Halbtorusschale, hergestellt nach einem der Verfahrensansprüche 1 bis 8.
20. Verwendung einer Halbtorusschale nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach
Unterteilung in Sektoren und Zusammenschweißen zweier solcher Sektoren mit gleichem Krümmerwinkel
als Rohrkrümmer in Kernreaktoranlagen dient.
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