DE2457180B2

DE2457180B2 - Elektrische Widerstands-Stumpf- oder Abbrennschweißmmaschine zum Verschweißen von Werkstücken mit stabförmigen Enden

Info

Publication number: DE2457180B2
Application number: DE2457180A
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Toni 5000 Köln Wüst
Original assignee: Meyer Roth & Pastor Maschinenfabrik 5000 Koeln De GmbH
Current assignee: Meyer Roth & Pastor Maschinenfabrik 5000 Koeln De GmbH
Priority date: 1974-12-04
Filing date: 1974-12-04
Publication date: 1981-04-09
Also published as: SE7513663L; FR2293280A1; GB1527366A; DE2457180C3; IT1052494B; US4075451A; DE2457180A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißmaschine gemäß ss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Maschine ist aus der DE-OS 22 22 869 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Schweißmaschine so auszubilden, daß die mit der Kraftmeßeinrichtung zusammenhängenden Teile ω durch die beim Auslösen des Stauchschlags wirksam werdenden Kräfte nicht beaufschlagt werden,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs beschriebene Ausbildung gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schweißmaschine sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand sphematischer Zeichnungen eines Ausfßhrnngsbeispjels nfther erläutert, Es zeigt

Figj eine erfmdungsgemäß ausgebildete Schweißmaschine in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

Pi g, 2 eine vereinfachte Darstellung der Aufsicht auf die Schweißmaschine gemäß F i g„ I,

F i g, ,3 zeigt in vergrößertem Maßstab die Ausgestaltung des verschiebbaren Stauchstahles,

Wie F \& 1 erkennen läßt, werden die zu, einer Kette zusammengefügten, C-formig vorgebogenen .Kettenglieder 1 über eine Zuführeinrichtung 2 mit Hilfe eines heb- und senkbaren Sattels 3 hochkant stehend in die Schweißpasition unter den Schweißelektroden 4 und 5 gebracht Das zu schweißende Kettenglied wird hierbei durch jeweils schwenkbar gelagerte Stauchstähle 6 und ,7 auf dem Sattel 3 gehalten, deren Funktionsweise nachstehend erläutert werden wird. Die Ausbildung der Zuführungseinrichtung des Sattels einschließlich des Antriebes, die schwenkbare Anordnung der Stauchstähle sowie der Bewegungsmechanismus zum Heben und Senken der Elektroden 4,5 sind grundsätzlich bekannt, wobei das die genannten Teile haltende Maschinengestell in der Darstellung nicht gezeigt ist Mit dem Maschinengestell ist ferner eine Steuereinrichtung, beispielsweise in Form einer durchgehenden Welle mit aufgesetzten umlaufenden Kurvenscheiben, verbunden, über die der Bewegungsablauf der Elektroden des Sattels sowie des Stauchstahles 7 zwangsläufig und in vorgegebener Abhängigkeit voneinander gesteuert wird. Auch dies ist grundsätzlich bekannt und der Einfachheit halber zeichnerisch nicht dargestellt

Während der Stauchstahl 6 in horizontaler Richtung starr auf dem Maschinengestell gelagert ist und lediglich zum Einführen eines zu verschweißenden Kettengliedes in Richtung des Doppelpfeiles 8 nach oben schwenkbar gehalten ist, ist der Stauchstahl 7 in einer ebenfalls schwenkbar gelagerten Schwenkhülse 9 in axialer Richtung verschiebbar gelagert Sobald ein zu verschweißendes Kettenglied 10 auf dem Sattel 3 in Schweißposition gebracht ist, wird der Stauchstahl 7 zunächst mit geringer Kraft soweit vörgefahren, daß das Kettenglied 10 fest auf dem Sattel gehalten ist Anschließend werden die Elektroden auf den beiden freien Gliedenden des Kettengliedes zur Anlage gebracht Anstelle von nur zwei Elektroden, wie hier dargestellt können jeweils zwei zangenförmig ausgebildete Elektrodenpaare verwendet werden. Nachdem die Elektroden an dem Kettenglied zur Anlage gebracht worden sind, wird der Stauchstahl 7 weiter in axialer Richtung bewegt, so daß die beiden freien Gliedenden mit ihren Stirnflächen sich gegenseitig berühren. Während dieses Vorganges wird zu einem bestimmten Zeitpunkt, der durch die Steuereinrichtung vorgegeben wird, der Strom eingeschaltet, so daß die Schweißung beispielsweise im Abbrennstumpfschweißverfahren erfolgt Nach Abschalten des Schweißstromes wird über den Stauchstahl 7 schließlich der sogenannte »Stauchschlag« in das Kettenglied eingeleitet, durch den die beiden zu verschweißenden Kettengliedenden aufeinander gedrückt werden.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Schweißmaschine ist nun der in der Schwenkhülse 9 verschiebbar gelagerte Stauchstahl 7 als getrenntes Bauteil ausgebildet, auf das kraftschlüssig die Mittel zur übertragung der Bewegung in axialer Richtung einwirken. Zur Übertragung des Bewegungsprogrammes auf den Stauchstahl 7 ist im Maschinengestell ein Schlitten U verschiebbar gelagert, der im wesentlichen aus einem

vorderen Qwerjoch 12^nd einem, hinteren Querjoch 13 besteht, die dwrph Seitenwagen starr miteinander verbunden sind,'Am vorderen Qtjerjpch 12 ist eine KraftmeBeinrichtung J4 befestigt, die beispielsweise aus einer KoltenzyHndereinheit besteht, die ober eine Zuleitung 15 an einen als hydro-pneumatische Feder wirkenden Druckspeicher 16 angeschlossen ist Diese Anordnung hat den Vorteil, daß selbst bei hohen Vorspanndrücken sich nach Erreichen der vorgegebenen Anpreßkraft die durch den hydro-pneumatischen ι ο Druckspeicher gebildete Federeinrichtung eine relativ flache Federkennlinie aufweist, so daß verhältnismäßig große Schaltwege erzielt werden, ohne daß die auf das zu verschweißende Werkstück durch die Stauchstähle eingeleiteten Anpreßkräfte wesentlich ansteigen.

Ein Hebel 17 ist mit seinem einen Ende schwenkbar am Schlitten 11 befestigt und stutzt sich mit seinem anderen Ende auf dem Kolben der Kolbenzylindereinheit 14 ak Auf dem Hebel 17 ist ferner eine Rolle 18 gelagert. Die Rolle 18 stützt sich auf einer Steuerkurve 19 ab, die auf einem Tragkörper 20 befestigt ist, der mit einer Zugstange 21 mit der Steuereinrichtung der Schweißmaschine, beispielsweise einer auf eint- umlaufenden Welle angeordneten Steuerkurve mit entsprechenden Steuernocken befestigt ist Der Tragkörper 20 stützt sich hierbei auf zwei Rollen 22 ab, die auf einer entsprechenden Konsole am Maschinengestell gelagert sind. Wird nun über die Zugstange 21 die Steuerkurve 19 in Richtung des Pfeiles 23 nach oben bewegt so wird der ganze Schlitten über die Druckrolle 18 in Richtung auf das zu verschweißende Kettenglied bewegt und dadurch der Stauchstahl 7 an dieses Kettenglied angedrückt Die Vorschubgeschwindigkeit wird im wesentlichen durch die nicht dargestellte Steuereinrichtung, über die auch die Bewegung der Elektroden 4 und 5 erfolgt bestimmt Zusätzlich kann jedoch über eine Stellschraube 24 im Tragkörper 20 die Neigung der Steuerkurve 19 zur Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit eingestellt werden, sowie über eine Stellschraube 25 im Sinne einer Feineinstellung der Beginn der Vorschubbewegung des Schlittens und damit des Stauchstahles einreguliert werden. Der Schlitten und damit der Stauchstahl wird somit entsprechend der vorgegebenen Geschwindigkeit gegen das Kettenglied 10 gedruckt wobei unter geringfügiger Verformung die beiden freien Kettengliedenden stirnseitig gegeneinander gedrückt werden. Die hierbei auftretende Anpreßkraft ergibt sich einmal aus der erforderlichen Verformungskraft und zum anderen aus der höheren Reaktionskraft in dem Augenblick, in dem die beiden Stirnflächen der beiden Kettengliedenden in noch kaltem Zustand gegeneinander zur Anlage kommen.

Bei der vorliegenden Schweißmaschine ist die mit der Steuerkurve 19 zusammenwirkende Druckrolle 18 im Hebel 17 gelagert der mit seinem freien Ende sich auf der Kolbenzytindet einheit 14 abstützt. Durch die vorgegebene Vorspannung des hydro-pneumatischen Druckspeichers 16 ergibt sich zunächst während der ersten Bewegungsphase der Steuerkurve 19 eine starre Verbindung zwischen der Druckrolle 19 einerseits und dem Schlitten 11 andererseits. In dem Augenblick jedoch, in dem der vorgegebene Vorspanndruck des Druckspeichers 16 erreicht wird, weicht der Kolben 14 aus, so daß kurzzeitig der Schlitten 11 in der erreichten Position stehenbleibt, während die Steuerkurve entspre- es chend dem vorgegebenen Bewegungsablauf der Steuereinrichtung weiter bewegt wird. Der pneumatische Teil des Druckspeichers 16 ist hierbei so ausgelegt, daß die sieh ergebende Durchfederung des Kolben» 14 einer Abstützung Ruf einer Feder mit flacher Kennlinie entspricht

Der Hebej 17 ist mit einem Schalter 26 verbunden, der erst dann betätigt wird, wenn der Vorspanndruck des Druckspejchers 16 überschritten wird und der Hebel 17 relativ zum Schlitten 11 verschwenkt wird. Der Schalter 26 steht hierbei mit der Stromversorgung für die Elektroden 4 und 5 in Verbindung, so daß der Schweißstrom immer dann eingeschaltet wird, wenn eine vorgegebene Anpreßkraft vorhanden ist mit der die beiden Stirnflächen der freien Gliedenden, d, h. also der Schweißstoß aufeinander gepreßt wird. Mit dem einsetzenden Schweißvorgang beginnt im Schweißstoß das Material zu erweichen und flüssig zu werden, so daß das Material nachgibt und die Anpreßkraft unter dem Vorspanndruck des Druckspeichers 16 wieder absinkt und der Kolben 14 in seine Ausgangsposition zurückgedrückt wird und somit zwischen der sich weiter bewegenden Steuerkurve 19, der Druckrolle 18 und dem Schlitten Ii wieder eine starre Verbindung besteht und der Schlitten entsprechend dem durca die Steuerkurve 19 und der übrigen Steuereinrichtung vorgegebenen Bewegungsablauf den Stauchstahl 7 gegen das Kettenglied 10 führt

Die Lagerung der Druckrolle 18 auf dem Hebel 17 hat noch de;* Vorteil, daß entsprechend dem Abstand der Druckrolle von dem Abstützungspunkt des Hebels 17 auf der Kraftmeßeinrichtung sich die auf die Kraftmeßeinrichtung wirkende Auflagerkraft entsprechend der Hebelübersetzung verringert und somit selbst bei hohen Anpreßkräften die tatsächlich in der Kraftmeßeinrichtung zu messende Kraft geringer eingestellt werden kann. Neben einer Verringerung der zu messenden Kraft entsprechend der Hebelübersetzung läßt sich bei entsprechender Anordnung des Schalters 26 eine entsprechende Vergrößerung des Schaltweges erreichen, so daß dieser zuverlässig eingeschaltet wird. Als Schalter wird mit dem Hebel 17 üblicherweise nur ein Steuerschalter verbunden, der auf ein Schaltschütz zum Einschalten des hohen Schweißstromes wirkt

Narh Abschalten des Schweißstromes, was nach Ablauf eines eigenen »Stromprogrammes« selbsttätig erfolgt werden die Elektroden 4 und 5 abgehoben und über eine Staucheinrichtung der Stauchstahl 7 schlagartig auf das Kettenglied 10 gedruckt Die Siaucheinrichtung besteht hierbei üblicherweise aus einem Hydraulikkolben. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Schweißmaschine ist der Hydraulikkolben an das hintere Joch 13 des Schlittens 11 angeschlossen und stützt sich auf einer Konsole 27, die mit dem Maschinengestell fest verbunden ist ab. Beim Einleiten des Stauchschlages wird dieser nicht über die Steuerkurve 19 und die Druckrolle /8 in den Schlitten eingeleitet wird, sondern es sind beim Einleiten des Stauchschlages zwischen der Druckrolle 18 und der Steuerkurve 19 praktisch keine Kräfte vorhanden, so daß die aus dem Hebel 17, der Druckrolle 18 und der Kolbenzylindereinheit 14 mit nachgeschaltetem Druckspeicher 16 bestehende Kraftm?ßetnrichtung durch den Stauchschlag nicht belastet wird, da dieser direkt in den Schlitten eingeleitet wird.

Die Ausbildung des Stauchstahles 7 ist in F i g. 3 in vergrößertem Maßstab und im Schnitt dargestellt Wie die schematische Zeichnung erkennen läßt, ist der Stauchstahl 7 in seinem hinteren Ende mit einer Ausnehmung 30 versehen, in der ein Bolzen 31, der an seinem hinteren Ende mit einem Bund 32 versehen ist, in

axialer Richtung gefuhrt. Im Boden der Ausnehmung ist ein Fcdcrclcment 33 gelagert, auf dem sich der Bolzen

31 abstützt. Das Fedcrclement besteht beispielsweise aus zu einem Paket zusammengefaßten Tellerfedern, dessen Vorspannung durch nicht näher dargestellte Mittel eingestellt werden kann. Die Härte des Federpaketes einerseits und die Länge des Federpaketes sind hierbei so bemessen, daß in Ruhelage zwischen dem Ende des Stauchstahles 7 einerseits und dem Bund

32 andererseits ein Spalt vorgegebener Größe freibleibt. Drückt nun entsprechend dem durch die Steuerkurve 19 vorgegebenen Vorschub der Schlitten !1, der in Fig.3 nur durch sein Druckstück 34, beispielsweise in Form einer Schraube zur genauen Einjustierung der Abstände, dargestellt ist, gegen den Kopf des Bolzens 31, so wird der Stauchstahl 7 sich zunächst in Richtung auf das zu spannende Kettenglied 10 bewegen und in dem Augenblick, in dem der Stauchstahl am Kettenglied 10 zur Anlage kommt, zunächst das Federelement 33 zusammengepreßt, bis der vorgegebene Abstand zwischen dem Bund 32 und der stirnseitigen Anlagefläche des Stauchstahles 7 überbrückt ist. Das Federelement 33 ist hierbei so bemessen, daß die auf das zu schweißende Kettenglied wirkende Anpreßkraft gerade ausreicht, dieses fest in Schweißposition zu halten, damit die Schweißelektroden angelegt werden können. Während der Zeit, in der der Abstand des zwischen dem Bund 32 und der rückwärtigen Anlagefläche des Stauchstahles überbrückt wird, steht der Stauchstahl somit still, während der Schlitten sich entsprechend dem vorgegebenen Bewegungsablauf weiter bewegt. Die Steuereinrichtung ist hierbei so abgestimmt, daß während dieser kurzen Zeit die Schweißelektroden zur Anlage kommen und somit gewährleistet ist, daß während des Anlegens der Schweißelektroden keine Relativbewegungen zwischen den Anlageflächen der Elektroden und dem zu verschweißenden Kettenglied auftreten. Erst nach dem Überbrücken des Abstandes folgt der Stauchstahl voll dem durch den Schlitten 11 eingeleiteten Bewegungs-

?n ablauf, bis die durch die Kraftmeßeinrichtung 14 vorgegebene Anpreßkraft erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

PatentansprQche?

\, Elektrische Widerstands-Stumpf- oder Apbrennschwejßmsischine zum Verschweißen von Werkstücken mit stabförinigen Enden, insbesondere zum Verschweißen der Enden C-fprmig vorgebogener Kettenglieder, mit wenigstens einem an das Werkstück anpreßbären, in Stauchrichtung verschiebbaren Stauchstahl, mit einer Vorrichtung zum Steuern des Bewegungsablaufs des Stauchstahls und mit einer Kraftmeßeinrichtung zum Steuern des Schweißstroms in Abhängigkeit von der Anpreßkraft des Stauchstahls, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauchstahl (7) Ober einen auf dem Maschinengestell geführten Schlitten (11) verschiebbar ist und an einem vorderen, dem Stauchstahl zugekehrten Querjoch (12) des Schlittens über die den Schweißstrom einschaltende Kraftmeßeinrichtung (14) ein den Anpreßdruck während des Erwärmens bzw. Abbrennens bewirkendes Teil der Vorrichtung und an einem hinteren Querjoch ^1}) des Schlittens ein den Stauchdruck bewirkendes Teil der Vorrichtung angreift
2. Schweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung (14) mit dem den Anpreßdruck während des Erwärmens bzw. Abbrennens bewirkenden Teil der Vorrichtung über eine Druckrolle (18) in Verbindung steht, die sich auf einer von diesem Teil der Vorrichtung angetriebenen Steuerkurve (19) abstützt, die gegen-Ober dem Maschinengestell verschiebbar gelagert ist
3. Schweißmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (19) auf einem Trägerkörper (20) längsverschiebbar und schwenkbar sowie mit Festsf Hmitteln (24, 25) arretierbar befestigt ist
4. Schweißmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrolle (18) an einem Hebel (17) angeordnet ist, wobei ein Ende des Hebels (17) am Schlitten gelagert ist und das andere Ende sich auf der Kraftmeßeinrichtung (14) abstützt, und daß mit dem Hebel (17) ein Schalter (26) zum Einschalten des Schweißstrome* verbunden ist
5. Schweißmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung eine Kolbenzylindereinheit (14) aufweist, die mit einem hydro-pneumatisch arbeitenden Druckspeicher (16)

in Verbindung steht so