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Verfahren und Einrichtung zum wiederholten Stauchen beim Kaltpressstumpf schweissen
Beim Kaltpressstumpfschweissen kommen oft Fälle vor, bei denen ein wiederholtes Stauchen erforder- lich ist. Die bekannten Kaltstumpfschweisspressen haben zwei Schweissbackenpaare, die gegeneinander in der Stauchrichtung beweglich sind. Auf diesen Pressen wird derart gearbeitet, dass die Bedienung, im Falle das Stauchen wiederholt werden soll, die beiden Schweissbackenpaare löst und deren gegenseitige
Lage derart ändert, dass zwischen den Backen die erforderliche Stauchhubweite für den nachfolgenden
Stauchzyklus entsteht, worauf der Schweissteil wieder in genau bestimmter Lage zwischen die Backen eingelegt und eingespannt wird.
Dieses Verfahren erfordert eine grosse Aufmerksamkeit seitens der Bedienung, da es zur Erzielung von Schweissungen gleichmässiger Qualität erforderlich ist, die Entfernung der Schweissbacken genau einzustellen, wobei der Schweissteil derart eingelegt werden muss, dass die Schweissstelle in eine genau bestimmte Lage zwischen den beiden Schweissbackenpaaren zu liegen kommt. Schweissteile von einer grösseren Länge überragen mit ihren äusseren Enden die Backen. Die Bedienung ergreift diese überragenden Enden. Falls sie sich bei dieser Manipulation mit den Händen den sich bewegenden Teilen der Presse nähert, droht die Unfallgefahr, oder, falls geeignete Schutzeinrichtungen vorgesehen sind, wird der Arbeitsvorgang verzögert.
Schweissteile kleiner Längen überragen mit ihren Enden die Schweissbacken nicht. Die Schweissteile können daher in diesem Falle lediglich im Raum zwischen den Backenpaaren erfasst werden. Die Schwierigkeit und Gefahr der Manipulation wird in diesem Falle noch grösser.
Das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, dass nach durchgeführtem Stauchen die Schweissprofile selbsttätig und ohne Eingriff der Bedienung versetzt werden, worauf das wiederholte Stauchen selbsttätig oder auf Befehl der Bedienung durchgeführt wird. Der Zyklus der automatischen Versetzung und des wiederholten Stauchens kann so oft wiederholt werden, wie dies die Technologie des Kaltpressstumpfschweissens für den gegebenen Fall erfordert. Durch das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung wird eine gleichmässige Qualität der Schweissungen gewährleistet, die Gefahr eines Unfalles der Bedienung beim Versetzen des Schweissteiles vor dem wiederholten Stauchen beseitigt und der Arbeitsvorgang beschleunigt, insbesondere auch für kurze Schweissteile, deren äussere Enden die Schweissbacken nicht überragen.
Das Wesen des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass nach dem vollzogenen Stauchen des Schweissteiles eines der beiden Schweissbackenpaare gelöst wird, so dass der Schweissteil nur in dem zweiten Paar eingespannt bleibt und dass durch nachfolgendes gegenseitiges Entfernen der beiden Schweissbackenpaare entgegen der Stauchrichtung beide Schweissbackenpaare in eine solche Entfernung gelangen, die dem Teilhub des wiederholten Stauchens entspricht, und dass nach Beendigung dieser Bewegung der Schweissteil durch jenes Backenpaar eingespannt wird, welches während der vorhergehenden Bewegung gelöst war, worauf jenes Backenpaar gelöst wird, welches während der vorhergehenden Bewegung geschlossen war und nachfolgend eine weitere gegenseitige Bewegung zwischen den beiden Schweissbackenpaaren erfolgt, durch welche diese in eine gegenseitige Entfernung gelangen,
die dem wiederholten Stauchhub entspricht.
Das Wesen der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, dass für die Zufuhr des Druckmediums
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gleicht, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die rechten Backen 3,4 erfassen dann den Schweissteil 7 und nach Lösung der linken Backen 1, 2 entfernen sich die beiden Backenpaare 1, 2 und 3,4 gegen- seitig noch um den Teilhub v. Beide Backenpaare 1, 2 und 3,4 gelangen somit in eine gegen- seitige Entfernung, die dem wiederholten Stauchhub v2 gleicht. Die Einrichtung ist nach Spannen der linken Backen 1, 2 in der Ausgangslage für das zweite Stauchen, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist.
Nach Erreichen dieser Lage erfolgt das wiederholte Stauchen und die Einrichtung ist in der in Fig. 6 dargestellten Lage. Der Vorgang des wiederholte Stauchens kann so oft wiederholt werden, wie dies die
Technologie des Kaltpressschweissens erfordert.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann derart ausgeführt werden, dass das linke Backenpaar l, 2 in der Stauchrichtung gegenüber dem rechten unbeweglichen Paar 3,4 beweglich ist oder derart, dass das rechte Backenpaar 3,4 gegenüber dem linken unbeweglichen Paar 1, 2 beweglich ist bzw. dass sowohl das linke Backenpaar 1, 2 als auch das rechte Backenpaar 3,4 beweglich sind. Die Aus- führung laut Fig. 7 stellt den ersten Fall dar.
Erfindungsgemäss werden sowohl die Einspann-und Lösungsbewegungen der Backen als auch die Be- wegungen, durch welche die Entfernung beider Einspannbackenpaare geändert wird, gesteuert.
Die Steuerimpulse der einzelnen Phasen des Arbeitszyklus können unter Anwendung von folgenden drei Verfahren gewonnen werden. Bei der ersten Alternative werden diese von den Bewegungen des Me- chanismus der Schweisspresse abgeleitet. Dabei kommt entweder nur der Weg eines Teiles des Mechanis- mus in Betracht, wie dies laut Ausführung in Fig. 7 der Fall ist, oder es werden dazu die Druckänderungen der pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Maschinen verwendet bzw. werden beide diese Methoden angewendet. Die zweite alternative Lösung besteht darin, dass die Impulse mittels Zeitsteuerung für einzelne Phasen des Arbeitszyklus oder mittels einer Programmsteuerung geregelt werden. Die dritte alternative Lösung ist die Kombination beider Alternativen.
In der alternativen Lösung, die aus Fig. 7 ersichtlich ist, wurde die Kombination der von dem Weg mechanischer Teile abgeleiteten Impulse mit der Alternativen der Zeitsteuerung angewendet.
Der bewegliche Support 8 ist von dem festen Support 9 in einem derartigen Abstand, dass zwischen den beiden Spannbackenpaaren 1, 2 und 3,4 die Entfernung des ersten Stauchvorganges Vl entsteht. In die linken Schweissbacken 1, 2 wird der linke Schweissteil 5 gelegt und eingespannt, in die rechten Schweissbacken 3, 4 der rechte Schweissteil 6. Der Verteiler 14 und 15 sind in der Stellung c und fuhren das Drucköl in den Raum oberhalb der Kolben der Einspannzylinder 11 und 12. Die Bedienung kontrolliert, ob das Spannen einwandfrei vollzogen ist und gibt mittels eines Druckknopfes den Impuls zum ersten Stauchen. Der Verteiler 13 ist in Stellung a und führt das Drucköl dem linken Teil der Stauchzylinder 10 zu. Der bewegliche Support 8 nähert sich dem festen Support 9 und die Schweissteile 5,6 werden gestaucht.
Kurz vor der Beendigung des Stauchvorganges verstellt der Anschlag 31 den Schalter 27, in dem ein Impuls entsteht, der über einen Zeitschalter (nicht dargestellt) verzögert wird und der nach Beendigung des Stauchens den Verteiler 13 in die Stellung b verstellt, so dass die Stauchkraft zu wirken aufhört. Der Impuls, welcher den Verteiler 13 verstellt, wird noch mittels eines weiteren, nicht eingezeichneten Zeitschalters verzögert und verstellt nach beendigtem Wirken der Stauchkraft den Verteiler 15 des Zylinders 12 in die Stellung a, so dass das Drucköl in den Raum unterhalb des Kolbens dieses Zylinders zugeführt wird. Die Backe 3 löst den Schweissteil 7, der nur durch die linken Backen 1, 2 gehalten wird. Nach dem Lösen drückt der Vorsprung der Backe 3 den Schalter 22 nieder.
Dadurch wird der Impuls des Schalters zum Einstellen der Lösungsbewegung veranlasst, der den Verteiler 15 in die Stellung b verstellt, so dass die Zufuhr des Drucköls in den Einspannzylinder 12 eingestellt wird. Der gleiche Impuls verstellt den Verteiler 13 in die Stellung c, so dass das Drucköl in den rechten Teil der Stauchzylinder 10 zugeführt wird. Der bewegliche Support 8 entfernt sich von dem festen Support 9. Wenn bei dieser Bewegung der Anschlag 30 den Schalter 26 niederdrückt, ergibt der Schalter einen Impuls, welcher den Verteiler 13 in die Stellung b verstellt, so dass die Zufuhr des Drucköls unterbrochen und die Bewegung des beweglichen Supportes 8 eingestellt wird.
Der gleiche Impuls verstellt den Verteiler 15 in die Stellung c, so dass das Drucköl in den
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oberhalb des Kolbens des rechten EinspannzylindersKurz vor dem Einspannen drückt der Vorsprung der rechten Spannbacke 3 den Endschalter 23 nieder. Dieser Schalter erteilt einen Impuls, der mittels eines nicht dargestellten Zeitschalters verzögert wird und nach durchgeführtem Einspannen der Backen 3,4 den Verteiler 14 in die Stellung a verstellt,
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so dass die linke Spannbacke 1 den Schweissteil 7 freigibt, der dann nur durch die rechten Spann- backen 3,4 gehalten wird.
Nach Lösung drückt der Vorsprung der Backe 1 den Schalter 20 nieder. Dadurch wird ein Impuls des Schalters veranlasst, der den Verteiler 14 in die Stellung b verstellt, wodurch die Lösungsbewiegung eingestellt wird. Der gleiche Impuls verstellt den Verteiler 13 in die Stellung c, so dass das Drucköl wieder in den rechten Teil der Stauchzylinder 10 zugeführt wird. Der bewegliche Support 8 entfernt sich von dem festen Support 9. Wenn die Lage erreicht wird, in der das linke Schweissbacken-
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Dieser Schalter erteilt einen Impuls, der den Verteiler 13 in die Stellung b verstellt, so dass die Zufuhr des Drucköls in die Stauchzylinder 10 eingestellt und die Bewegung des beweglichen
Supports 8 beendet wird. Der gleiche Impuls verstellt den Verteiler 14 in die Stellung c, so dass das Drucköl in den Raum oberhalb des Kolbens des Einspannzylinders 11 zugeführt wird und die Backe l spannt wieder den linken Teil des Schweissteiles 7 fest.
In diesem Augenblick kann alternativ der automatische Zyklus unterbrochen werden, was der Be- dienung die Möglichkeit bietet, das Einspannen des Schweissteiles 7 zu kontrollieren.
Bei der Alternative, bei welcher der automatische Zyklus nicht unterbrochen wird, drückt kurz vor dem Einspannen der Vorsprung der linken Spannbacke 1 den Endschalter 21 nieder, der den Impuls erteilt, welcher sich mittels des nicht dargestellten Zeitschalters verzögert und nach durchgeführtem Ein- spannen der Backe 1 den Verteiler 13 in die Stellung a verstellt, so dass das Drucköl in den linken Raum der Stauchzylinder 10 zugeführt wird und somit das wiederholte Stauchen vor sich geht.
Kurz vor der Beendigung des Stauchens drückt der Anschlag 31 den Schalter 27 nieder. Dadurch wird ein Impuls ausgelöst, der mittels eines nicht dargestellten Zeitschalters verzögert wird und der den
Verteiler 13 in die Stellung b verstellt, so dass die Druckölzufuhr in die Einspannzylinder 10 ein- gestellt wird. Der Vorgang des wiederholten Stauchens ist somit beendet.
Alternativ ist es möglich, das wiederholte Stauchen zu wiederholten, wobei der Schweissteil 7 wieder in die Ausgangslage gebracht wird und der bereits beschriebene Zyklus des wiederholten Stauchens wiederholt wird.
Im Falle, dass das Stauchen nicht mehr wiederholt werden soll, wird der Arbeitszyklus auf folgende
Weise beendet :
Der den Verteiler 13 verstellende Impuls wird mittels eines weiteren nicht dargestellten Zeit- schalters verzögert und verstellt, nach beendigter Wirkung der Stauchkraft den Verteiler 15 des Zy- linders 12 in die Stellung a, so dass das Drucköl unter den Kolben dieses Zylinders zugeführt wird.
Die Backe 3 löst den Schweissteil 7, der nur durch die linken Spannbacken 1, 2 gehalten wird.
Nach Lösung drückt der Vorsprung der Backe 3 den Endschalter 22 nieder. Dadurch erteilt der
Schalter einen Impuls zum Einstellen der Lösungsbewegung, der den Verteiler 15 in die Stellung b verstellt, so dass die Zufuhr des Drucköls in den Spannzylinder 12 eingestellt wird. Der gleiche Impuls verstellt den Verteiler 13 in die Stellung c, so dass das Drucköl in den rechten Teil der Stauch- zylinder 10 zugeführt wird. Der bewegliche Support 8 entfernt sich von dem festen Support 9 und
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Schalter erteilt einen Impuls, der den Verteiler 13 in die Stellung b verstellt, so dass die Zufuhr des Drucköls in die Stauchzylinder 10 und die Bewegung des beweglichen Supports 8 eingestellt wird. Der gleiche Impuls verstellt den Verteiler 14 in die Lage a, so dass das Drucköl unter den Kolben des linken Spannzylinders 11 geleitet wird.
Die linke Backe 1 löst den Schweissteil 7. Nach dem Lösen drückt der Vorsprung der Backe 1 den Schalter 20 nieder. Dadurch wird durch den Schalter ein Impuls erteilt, der den Verteiler 14 in die Stellung b verstellt, und die Lösungsbewegung eingestellt. Der Schweissteil 7 wird aus den Schweissbacken herausgenommen und der Arbeitszyklus kann wiederholt werden.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gegenüber den bekannten Einrichtungen dadurch gekennzeichnet, dass der Schweissteil nach durchgeführtem Stauchen automatisch in die Ausgangslage für das nachfolgende Stauchen versetzt wird, worauf das wiederholte Stauchen automatisch oder auf Befehl der Be-
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Die Einrichtung weist ausserdem die folgenden Vorteile auf : Beim automatischen Einlegen des Schweissteiles vor dem wiederholten Stauchen ist die Schweissstelle in genauer Lage bezüglich der beiden
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Schweissbackenpaare angeordnet, wodurch eine gleichmässige Qualität der Schweissung unabhängig von der Bedienung erreicht wird.
Die gefährliche und anspruchsvolle Manipulation mit dem Schweissteil vor dem wiederholten Stauchen wird beseitigt und es wird ermöglicht, auch kurze Teile, die aus den Schweissbacken nicht hervorragen, gefahrlos zu versetzen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum wiederholten Stauchen beim Kaltpressstumpfschweissen, dadurch gekenn- zeichnet, dass nach dem vollzogenen Stauchen des Schweissteiles (7) eines der beiden Schweissbacken- paare (1, 2 oder 3,4) gelöst wird, so dass der Schweissteil (7) nur in dem zweiten Paar (3,4 oder l, 2) eingespannt bleibt und dass durch nachfolgendes gegenseitiges Entfernen der beiden Schweissbacken-
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entspricht.