Beschreibung

Gattung

Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher aus schweißbaren Dualwerkstoffen, zur Aufnahme und Lagerung von gasförmigen oder flüssigen Medien.

Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung derartiger Dualdruckspeicher.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Herstellen erfindungsgemäßer Dualdruckspeicher.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Dualdruckspei- ehern. Stand der Technik

Wasserstoffbehälter bis 10 Liter und 800 bar Innendrücken sind auf dem Markt erhältlich. Sie werden aus wasserstoffbeständigem Blech gefertigt und mit Faserverbundmaterial ummantelt. Des Weiteren ist es bekannt, derartige Behälter durch Kümpelpressen auf großen hydraulischen Pressen herzustellen. Für größere Behälter von 200 bis 3.000 Litern und 800 bar oder mehr werden zwei Kugelhälften aus dickwandigem Blech bis zu 250 mm Dicke auf hydraulischen Pressen gepresst und dann miteinander verschweißt. Die Schweißnähte stellen eine gefährliche Sollbruchstelle dar und die Blechhalbkugeln müssen komplett aus Wasserstoff beständigem Stahl hergestellt werden.

Bei Reaktordruckgefäßen verwendet man zwei bis drei Rohrschüsse, die geschmie det sind. Der Boden des Behälters wird ebenfalls geschmiedet und mit Rohrschüssen verschweißt. Deckel oder Dom ist verschraubt, um die Brennstäbe wechseln zu können. Die geschmiedeten Rohrschüsse wiegen bis zu 600 Tonnen. Das bedeutet, es müssen Kokillen bis zu 650 Tonnen Stückgewicht gegossen werden. Dies bedingt nicht nur sehr hohe Anlagekosten, sondern auch das Risiko von Seigerungen und

Lunkern im Material. Bei allen diesen Hochdruckbehältern verbleibt noch zusätzlich das Risiko, das von Schweißnähten ausgeht, sowie die Tatsache, dass je nach Speichermedium dieses den Behälterwerkstoff zerstören kann.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zunächst einen Druckspeicher aus schweißbaren Dualwerkstoffen, zur Aufnahme von gasförmigen oder flüssigen Medien für Innendrücke von über 20 bar, vorzugsweise von Innendrücken von 4 bis 2.000 bar, sowie zur Aufnahme von aggressiven oder strahlenden Stoffen mit Wanddicken von vorzugsweise 30 bis 350 mm und Speicherkapazitäten von 10 Litern bis 3.000 Litern bis 500.000 Litern oder mehr und Einzelgesamtgewichten der fertigen Behälter bis 2.000 Tonnen zu schaffen, wobei die Risiken, die bisher von Schweißnähten sowie Seigerungen und Lunkern ausgehen, vermieden werden sollen. Außerdem sollen die Investitionskosten derartiger Anlagen erheblich gesenkt werden.

Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verwendung solcher Dualdruckspeicher mit den vorgeschriebenen Maßen bereitzustellen.

Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Herstellen erfindungsgemäßer Dualdruckspeicher bereitzustellen. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Dualdruckspeichern vorzuschlagen.

Lösung der Aufgabe betreffend einen Dualdruckspeicher

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Einige Vorteile

Ein Vorteil besteht darin, dass die Dualdruckspeicher einen automatischen Prozess gestatten, so dass sich eine hohe Prozessgeschwindigkeit erzielen lässt mit automatischer Überwachung sämtlicher Prozessdaten und eine gleichbleibende Qualität sichergestellt ist.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dualdruckbehälter, zum Beispiel Dualhochdruckbehälter, ermöglichen außerdem, dem Anfahrkörper, der mit den zu lagernden bzw. zu speichernden Stoffen in Berührung kommt, aus Stoffen herzustellen, die genau für diesen Anwendungsfall geeignet sind, zum Beispiel zum Lagern von gasförmigem Wasserstoff. Von nicht zu unterschätzendem Vorteil ist, dass das Verfahren die Herstellung an sich beliebiger Dualdruckspeicher mit unterschiedlichen Konturen und Abmessungen gestattet.

Dualdruckspeicher, insbesondere Dualhochdruckspeicher, gemäß der Erfindung sind aus Dualstahllagen hergestellt. Behältertypen sind Wasserstoffspeicher, Druckwasserspeicher und Reaktorgefäße. Als Herstellverfahren kommen Pulverschmelzverfahren, Schutzgasschmelzen, Plasmaschmelzen, Elektrodenstrahlschmelzen in Betracht. Das Herstellen der inneren Hülle kann durch 3D-Schmelzen oder durch Blechkonstruktionen bestehen, wobei die Bleche gegen die zu speichernden Stoffe, zum Beispiel Wasserstoffgas, beständig sind. Erfindungsgemäß lassen sich auch Dualdruckspeicher, beispielsweise für Wasserstoffgas, nach einem Verfahren hersteilen, nach dem Gasflaschen hergestellt werden, wobei im Dualverfahren das mit dem zu speichernden Medium in Berührung kommende Material gegen dieses Medium resistent ist.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 5 beschrieben. Patentanspruch 2 besitzt den Vorteil, dass der Herstellprozess vollautomatisch ist und die Parameter stetig automatisch überwacht werden, was auch das Aufbringen der Aufschmelznähte betrifft, so dass sich ein homogenes, dichtes Gefüge erzielen lässt.

Patentanspruch 3 besitzt den Vorteil, dass das aufzuschmelzende Material Lage für Lage kontinuierlich aufgebracht wird, und dass letztlich ein homogenes Gefüge entsteht, bei an sich beliebig dicker Aufschmelzschicht.

In Patentanspruch 4 lassen sich Öffnungen oder Ansätze im Anfahrkörper als Revisionsöffnungen und Leitungsanschlüsse des fertigen Behälters problemlos herstel- len, wobei die Öffnungen oder Ansätze im Bedarfsfälle auch zur Aufnahme des Behälters beim Aufschmelzen in der Einrichtung als Lager dienen können.

Bei Patentanspruch 5 ergibt sich der Vorteil, dass die Regelung und/oder Steuerung der Achsen A-B und C-D es ermöglicht, optimale Bedingungen für den Aufschmelzprozess einzustellen und sich gleichzeitig nicht nur die Drehrichtung, sondern auch die Drehgeschwindigkeit bzw. Umfangsgeschwindigkeit entsprechend automatisch überwachen lässt. Der Anfahrkörper besteht aus einem Material, das von dem zu speichernden bzw. zu lagernden Medium nicht angegriffen wird, beispielsweise aus einem gegen Wasserstoff resistenten Material. Das restliche aufzuschmelzende Material besteht aus einem geeignetem Bau- oder Vergütungsstoff, insbesondere aus einem legierten Stahl zur Aufnahme der Druckspannungen im fertigen Behälter. Der Schmelzprozess ist so geregelt, dass beim Aufschmelzen Druckspannungen erzeugt werden, damit die Zugspannungen im äußeren Mantel kleiner werden.

Der Behälter kann aus Vergütungstahl, Baustahl, Feinkornbaustähle, Hochwarmfestestähle, Nicht-Eisenwerkstoffe, Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen oder sonstigen rost- und/oder säurebeständigen Stählen hergestellt sein.

Lösung der Aufgabe betreffend die Verwendung

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 6 gelöst.

Einige Vorteile

Das Material, das mit dem zu speichernden und zu lagerndem Medium in Berührung kommt, ist beständig gegenüber diesem zu speichernden oder zu lagernden Medium, während die äußere Hülle aus einem Werkstoff besteht, der optimal die Druckspannungen aufnehmen kann. Zum Beispiel kann der Anfahrkörper problemlos aus austenitischem Stahl hergestellt sein, während die durch Auftragsschmelzen aufgetragene Umhüllung in allen Größen und Formen aus druckfestem Stahl bestehen kann.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 7 und 8 beschrieben.

Wird eine Lösung nach Patentanspruch 7 verwendet, so kann der Dualdruckspeicher bevorzugt zum Speichern oder Lagern von gasförmigem Wasserstoff dienen. Dabei sind alle möglichen Außenkonturen mit entsprechendem Bedarfsprofil problemlos einstückig herstellbar.

Patentanspruch 8 beschreibt eine weitere vorteilhafte Verwendung eines erfindungsgemäßen Dualhochdruckbehälters.

Lösung der Aufgabe betreffend eine Einrichtung zum Herstellen von Dualdruckspeichern, zum Beispiel Dualhochdruckbehälter

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 9 gelöst. Einige Vorteile

Ein besonderer Vorteil dieser Einrichtung sind ihre im Vergleich zum Stand der Technik erheblich geringeren Investitionskosten. Mit einer solchen Einrichtung können Dualbehälter beliebiger Formen für die unterschiedlichen zu speichernden oder zu lagernden festen, gasförmigen oder flüssigen Stoffe hergestellt werden, und zwar in relativ kurzen Herstellzeiten, wobei eine automatische Herstellung und/oder Überwachung möglich ist.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 10 bis 22 beschrieben.

Die Einrichtung nach Patentanspruch 10 ermöglicht es, dass durch das Laser- Messsystem die Istkontur des Anfahrkörpers vermessen sowie produzierte Wanddicke und der Abstand zwischen Elektrode und Schmelzbad genau eingehalten werden kann. Dies garantiert eine präzise Herstellung des Behälters.

Die in Patentanspruch 11 erwähnte Heizeinrichtung führt dem Behälter während des gesamten Schmelzprozesses so viel Wärme zu, wie es für den Schmelzprozess erforderlich ist, so dass eine optimale Auftragsleistung erzielbar ist. Bei der Einrichtung nach Patentanspruch 12 ermöglicht der vollautomatische Ablauf des gesamten Schmelzvorganges ein absolut homogenes Gefüge der aufgetragenen Schmelzschicht.

Was die Einrichtung nach Patentanspruch 13 anbelangt, so ermöglichen der oder die Schmelzroboter an sich die Herstellung jedes beliebigen Behälterprofils. Bei Kugelbehältern genügt eine vertikal zustellbare Achse. Bei großen Behältern können auch mehrere Achsen zur Anwendung gelangen, die allesamt CNC-kontrollierbar sind.

Besonders vorteilhaft ist eine Einrichtung nach Patentanspruch 14, da dies eine kontinuierliche CNC-Steuerung des Schmelzvorganges einschließlich der Schmelzlagen und der Schmelzgeschwindigkeit ermöglicht, ohne dass ein menschlicher Eingriff erforderlich wäre.

Bei der Einrichtung nach Patentanspruch 15 erfolgt das Aufschmelzen von Schmelznähten unter Schutzpulver, während bei der Einrichtung nach Patentanspruch 16 das Aufschmelzen von Schmelznähten unter Schutzgas vornehmbar ist. Überflüssiges Restpulver oder Gas werden abgesaugt. Im Übrigen dient die Absaugung der Kostenreduzierung, da das abgesaugte Pulver wieder verwendet werden kann. Wie in Patentanspruch 17 erwähnt, kann die Menge des Schutzpulvers oder Schutzgases durch die gemeinsame Steuer- oder Regelvorrichtung CNC automatisch kontrolliert werden.

Bei hochlegierten Anfahrkörpern können gemäß Patentanspruch 18 exotische Werkstoffe für die Aufschmelzdrähte, zum Beispiel Superlegierungen, verwendet werden und/oder es werden Pufferlagen zwischen dem Anfahrkörper und dem aufzuschmelzenden Material vorgesehen.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 19 und 20 beschrieben.

Je nach Dualbehältergröße kann der Anfahrkörper gemäß Patentanspruch 21 aus Blech gepresst und/oder geschweißt werden. Hierzu schlägt Patentanspruch 22 vor, dass der Anfahrkörper nach einem der Verfahren hergestellt ist, nach dem Druckglasflaschen hergestellt werden, wobei allerdings das mit dem zu speichernden Medium in Betracht kommende Material gegenüber dem zu speichernden Medium resistent sein muss. Lösung der Aufgabe betreffend das Verfahren

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 23 gelöst.

Einige Vorteile

Die Verfahrensweise ermöglicht die Herstellung von Druckspeichern in beliebiger Größe und/oder Querschnittsform. Dadurch lassen sich Druckspeicher hersteilen, wie sie zum Beispiel zum Lagern vom gasförmigen Wasserstoff benutzt werden. Da die erfindungsgemäße Verfahrensweise nicht an Größen und Querschnittsformen gebunden ist, lassen sich auch Druckspeicher für Schiffsantriebe ebenso aber auch für Lkw und Pkw und für Hauseinrichtungen fertigen.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Eine weitere erfinderische Ausgestaltung ist in Patentanspruch 24 beschrieben. Diese Verfahrensweise ermöglicht ein sicheres Aufbringen einer Aufschmelzschicht auf einen Anfahrkörper. In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch und unmaßstäblich - veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 Die Vorderansicht einer Maschine;

Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils A der Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 1 in Richtung des Pfeils B in Fig. 1;

Fig. 4 den Beginn eines Aufschmelzens von Material auf einen kugelförmigen Anfahrkörper, der aus einer druckmediumresistenten Legierung besteht;

Fig. 5 eine Zwischenstellung beim Aufschmelzen von Material auf einen kugelförmigen Anfahrkörper;

Fig. 6 den aus den Fig. 4 und 5 ersichtlichen kugelförmigen Anfahrkörper nach dem Aufschmelzen einer ersten Lage;

Fig. 7 eine ausschnittsweise Darstellung aus Fig. 4, in größerem Maßstab nach mehreren Schmelzlagen;

Fig. 8 einen Behälter von kreisförmigem Querschnitt (Kugel); Fig. 9 einen Behälter im Längsschnitt mit langgestrecktem Zylinder, mit an den Enden angeordneten kreisförmigen Endabschnitten und Zugangsöffnungen für den Anschluss von nicht dargestellten Deckeln;

Fig. 10 einen weiteren Behälter, ebenfalls im Axiallängsschnitt wie in Fig. 9, jedoch mit Kümpelboden;

Fig. 11 einen weiteren Behälter im Axiallängsschnitt, z. B. für Steamer, und

Fig. 12 abermals einen weiteren Behälter im Axiallängsschnitt, der an einem Ende materialmäßig einstückig einen Flansch und an dem anderen Ende geschlossen ausgebildet ist und Außenprofil besitzt wie bei Kernreaktorbehältern.

Die aus der Zeichnung ersichtliche Maschine ist geeignet, alle Dualbehälter die rotationssymmetrisch sind, hersteilen zu können. Dabei ist der Innendruck, dem die fertigen Dualbehälter ausgesetzt werden, und deren Volumen innerhalb praktischer Grenzen an sich beliebig.

Die Dualbehälter können innen und/oder außen zylindrisch, kugelförmig sowie innen- und außen profiliert sein. Auch mit Absetzungen oder Ansätzen, zum Beispiel Flansche, versehene Behälter lassen sich hersteilen. Zum Beispiel lassen sich mit der aus der Zeichnung ersichtlichen Maschine Dualhochdruckbehälter für die Petrochemie, für die Chemie, für Kernkraftanlagen und für die Speicherung von Wasserstoff hersteilen.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Anfahrkörper oder auch Ausgangskörper bezeichnet, der bei der aus den Fig. 1 bis 7 ersichtlichen Ausführungsform eine kugelförmige Grundgestalt aufweist und zum Beispiel aus einem gegen das im Inneren zu speichernden Medium resistenten Material, beispielsweise aus einem hochlegierten Stahl, besteht. Es ist aber auch möglich, den Anfahrkörper 1 mit einer Innenauskleidung zu versehen, die gegen das zu speichernde Medium, zum Beispiel Wasserstoff, widerstandsfähig ist. Im Grunde genommen kommen somit für die Anfahrkörper 1 Vergütungstähle, Baustähle, Feinkornbaustähle, hochwarmfeste Stähle, NE-Werk- stoffe, Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen sowie rost- und/oder säurebeständige Stähle für alle Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Lehre in Betracht, mithin nicht nur für die aus der Zeichnung ersichtliche Ausführungsform. Bevorzugt werden schweißbare Werkstoffe verwendet.

Mit dem Bezugszeichen 1a ist der fertige Dualbehälter dargestellt.

Mit dem Bezugszeichen 2 ist ein Schmelzroboter bezeichnet, während das Bezugszeichen 3 ein Lasermesssystem mit einer Schmelzbadkontrollvorrichtung darstellt. Bei 4 ist eine Drahtzuführvorrichtung mit Richtvorrichtung und Stumpfschweißvorrichtung schematisch angedeutet, während das Bezugszeichen 5 eine Vorrichtung zur Pulverzuführung oder Schutzgaszuführung bezeichnen soll.

Bei 6 ist eine Absaugvorrichtung, zum Beispiel eine Pulverabsaugvorrichtung oder Schutzgassaugvorrichtung, angedeutet, während 7 eine Heizeinrichtung darstellt.

Das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Rahmen für einen Schwenk- und Drehantrieb, während 9 Lagerböcke für den Schwenkantrieb darstellen.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein motorisch angetriebener Schwenkantrieb, zum Beispiel ein Servoschwenkantrieb, bezeichnet, während 11 eine Antriebswelle für den Servoschwenkantrieb oder einem sonstigen Schwenkantrieb darstellt.

Bei 12 ist ein Klemmzylinder oder eine sonstige Spannvorrichtung oder Kupplungsvorrichtung angedeutet, während 13 eine Klemmstange und 14 Klemmelemente darstellen.

Bei 15 ist ein als Drehservoantrieb ausgebildeter motorischer Antrieb dargestellt, während 16 eine Antriebswelle ist. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet eine Gesamtsteuerung, die zum Beispiel als CNC-Steuerung oder CNC-Regelung ausgebildet sein kann und die alle Vorrichtungen und Maschinen, insbesondere die Schmelzdrahtzuführung 4, die Pulver- oder Schutzgaszuführung 5, die Pulver- oder Schweißpulverabsaugvorrichtung 6, die Heizeinrichtung 7, die motorischen Antriebe, zum Beispiel die Servoschwenkantriebe oder den Servoschwenkantrieb 10, die Antriebswelle 11, die Antriebe der Klemmzylinder 12 und Klemmstangen 13 und den motorischen Antrieb, zum Beispiel den Drehservoantrieb 15, steuert oder regelt. Hierzu ist in der Gesamtsteuerung bzw. - regelung 17 eine entsprechende Datei gespeichert, die für die einzelnen Betriebsabläufe die Arbeitsvorgänge überwacht, steuert und/oder regelt.

Bei 18 und 18a ist jeweils ein Übergang von Behältern zum Anfahrkörper, vorliegend einem kugelförmigen Anfahrkörper, dargestellt, während 19 einen Schwenkwinkel darstellen soll, der bei der dargestellten Ausführungsform von 0 bis 90 bis 180 Grad reicht.

20 ist die Startposition und 21 Drehlager mit Zylinder.

22 ist eine Umhüllende, die einen fertig aufgeschmolzenen Mantel darstellt, während

23 die erste aufgeschmolzene Naht auf den Anfahrkörper 1 darstellen soll. Bei 24 sieht man ausschnittsweise mehrere in Achsrichtung des Anfahrkörpers 1 nebeneinander und übereinander sich berührende, aufgeschmolzene Lagen (Fig. 7).

In den Fig. 8 bis 12 sind verschiedene Dualbehältertypen 25, 26, 27, 28 und 29 im Querschnitt dargestellt, wobei in Fig. 8 ein im Querschnitt kreisförmiger Körper mit diametral entgegengesetzt angeordneten Durchgangsbohrungen, die mit Deckeln verschlossen werden, dargestellt ist. Sie dienen zur Behälterrevision und Anschluss von Rohrleitungen.

Fig. 9 zeigt einen Behälter in Form eines Tanks mit Rundboden, ebenfalls mit auf diametral gegenüberliegenden Seiten Durchgangsöffnungen zum Anordnen von nicht dargestellten Anschlüssen und Deckeln.

Bei Fig. 10 ist ein Tank mit Kümpelboden dargestellt, wobei ebenfalls auf diametral gegenüberliegenden Seiten Durchgangsöffnungen zum Anschluss von Deckeln vorgesehen sind.

Fig. 11 zeigt einen Steamerbehälter, ebenfalls mit diametral gegenüberliegenden Anschlussöffnungen und Fig. 12 ein Kernreaktordruckgefäß, einseitig geschlossen und am entgegengesetzten Endbereich mit einem Anschlussflansch zum Anordnen eines nicht dargestellten Deckels. Sämtliche dargestellten Behälter 25 - 29 können innen und außen bedarfsweise mit Profilierungen versehen sein. Die Betriebsweise der aus der Zeichnung ersichtlichen Einrichtung ist Folgende:

Der Rahmen 8 nimmt den als Behälterrohling ausgebildeten Anfahrkörper 1 auf, der als konventionell gefertigter Blechbehälter aus dem für den Anwendungsfall notwendigen Werkstoff mit Blechdicken von 10 bis 30 Millimetern, je nach Behältergröße, bestehen kann. Abweichungen von diesen Maßen sind allerdings möglich. Der Anfahrkörper 1 wird mit Flurfördermitteln in die Maschine eingesetzt und durch Verfahren der Antriebswelle 16 und des Zylinders mit Drehlager 21 in Bohrungen aufgenommen.

Der Klemmzylinder 12 spreizt über die Klemmstange 13 die Klemmelemente 14, so dass die Antriebswellen 16 fest mit dem Anfahrkörper 1 und damit drehsteif verbunden sind. Jetzt kann der Drehservomotor den Anfahrkörper 1 um die Achse A - B drehen. Bei größeren Anfahrkörpern 1 kann es notwendig sein, dass der Anfahrkörper 1 beidseitig angetrieben wird (nicht dargestellt).

Um den Anfahrkörper 1 schwenken zu können, hat die Maschine die Achse C - D. Die Antriebswellen 11 mit dem Servoschwenkantrieb 10 sind mit dem Rahmen 8 starr verbunden und in den Lagerböcken 9 gelagert. Angetrieben wird das Ganze von dem Schwenkantrieb 10. Bei größeren Anfahrkörpern 1 werden auch hier beidseitig motorische Antriebe zum Einsatz kommen können (nicht dargestellt). Der eingesetzte Anfahrkörper 1 kann nun gedreht und geschwenkt werden.

Als Erstes fährt der Schmelzroboter 2 unter Drehen und Schwenken des Anfahrkörpers 1 die Konturen des Anfahrkörpers 1 ab. Das Lasermesssystem 3 erkennt dabei die gesamte Behälteroberfläche und Kontur und gibt die Daten an die Gesamtsteuerung bzw. -regelung 17.

Im nächsten Schritt wird die Heizeinrichtung 7 zum Drehen des Anfahrkörpers 1 eingeschaltet und der Anfahrkörper 1 zum Aufschmelzen des Materials vorgewärmt. Nach Erreichen der notwendigen Vorwärmtemperatur kann der Auftragsprozess starten. Hierzu wird der Anfahrkörper 1 in die Startposition 20 gefahren.

Die Startposition 20 ist in Fig. 4 dargestellt. Der Schmelzroboter 2 schmilzt die erste Schmelznaht 23 als Rundnaht auf. Alle weiteren Schmelznähte werden spiralförmig geschweißt. Dabei wird die Drehzahl der Achse A - B immer durch die CNC-gesteu- erte Gesamtsteuerung bzw. -regelung 17 gesteuert bzw. derart geregelt, dass die Schmelzgeschwindigkeit der aufzubringenden Schmelznaht 23 immer konstant oder annähernd konstant ist.

Der Schmelzvorschub wird so geregelt, dass die Schmelznähte wie beim Gewindeschneiden stetig steigend sind und sich immer etwas überlappen. Anschließend schwenkt die Achse A - B immer weiter (Fig. 5), bis die Schmelznaht 23 das andere Ende des Anfahrkörpers 1 erreicht hat (Fig. 6).

Zum Schluss wird noch eine Rundnaht aufgeschmolzen. Die erste Lage ist damit auf dem Anfahrkörper 1 aufgetragen.

Der Anfahrkörper 1 wird wieder in Startposition 20 zurückgeschwenkt und die nächste Schmelzlage kann aufgetragen werden. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis die Lasermess- und Schmelzbadkontrollvorrichtung 3 das Fertigmaß, bestimmt durch die Umhüllende 22, anzeigt.

Sollen nur Kugelbehälter in einer Maschine hergestellt werden, kann der Schmelzroboter 2 durch eine einfache Schmelzvorrichtung ersetzt werden mit nur einer vertikalen NC-Achse.

Alle Achsen A, B und C, D sind CNC durch die Gesamtsteuerung bzw. -regelung 17 gesteuerte und/oder geregelte Achsen.

Während des gesamten Prozesses überwacht die Schmelzbadkontrolleinrichtung den Prozess. Eventuelle Fehler können somit sofort nachgearbeitet werden. Die Heizeinrichtung 7 sorgt permanent dafür, dass der Anfahrkörper 1 und die Auftragsschmelze an allen Stellen immer die notwendige Temperatur besitzt. Die Pulverzuführung 5 - es kann sich auch um eine Schutzgaszuführung handeln - arbeitet kontinuierlich und wird durch die Gesamtsteuerung bzw. -regelung 17 ständig computergesteuert überwacht.

Der gesamte Aufschmelzdraht oder das Aufschmelzband werden in Bündeln oder Coils an die Anlage geliefert. Um einen kontinuierlichen Prozess sicherzustellen, ist eine Schmelzdrahtzuführvorrichtung 4 mit Richtvorrichtung vorgesehen, die das neue Coil oder Knäuel mit dem Ende des vorangegangenen Schmelzdrahtes oder Schmelzbandes verschweißt. Dargestellt ist als Beispiel eine UP-Schmelzanlage, wenn sehr große Abschmelzleistungen verlangt werden. Grundsätzlich können bei dieser Maschine jedoch alle automatischen Schweiß- bzw. Schmelzverfahren eingesetzt werden.

Je nach Maschinengröße können Kugelbehälter als Anfahrkörper 1 mit und ohne Profilierung innen und außen hergestellt werden.

Ebenso kann die Maschine zylindrische Behälter mit ein oder zwei Böden hersteilen sowie mit Innen- und Außenprofilierungen und Absätzen und Ansätzen. Je nach Größe des Anfahrkörpers 1 können mehrere Schmelzroboter 2 eingesetzt werden, die sämtlich CNC-gesteuert sind. Die in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichen Anfahrkörper a fertiger Behälter Schmelzroboter Lasermesssystem mit Schmelzbadkontrollvorrichtung Schmelzdrahtzuführung mit Richtvorrichtung und Stumpfschweißvorrichtung Pulverzuführung oder Schutzgaszuführung Pulverabsaugvorrichtung oder Schutzgasabsaugvorrichtung Heizeinrichtung Rahmen für Schwenk- und Drehantrieb Lagerbock für Schwenkantrieb 0 Servoschwenkantrieb, motorischer Antrieb 1 Antriebswelle mit Servoschwenkantrieb 2 Klemmzylinder 3 Klemmstange 4 Klemmelement 5 Drehservoantrieb, motorischer Antrieb 6 Antriebswelle 7 Gesamtsteuerung, CNC-Steuerung, CNC-Regelung 18 Übergang

18a

19 Schwenkwinkel

20 Startposition

21 Drehlager mit Zylinder

22 Umhüllende (Fertigbehälter Kontur)

23 Schmelznaht

24

25 Kugelbehälter

26 Zylinderbehälter mit Kugelböden

27 Zylinderbehälter mit Kümpelböden

28 Steamer-Behälter

29 Kernreaktor-Druckbehälter

A-B Schwenkachse

C-D