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Bezeichnung: Vorrichtung zum elektrischen Widerstandsschweißen von
Stäben mit gleichen Profilen, insbesondere von Kettengliedern Zusatz zum Patent
... (Aktenzeichen P15 40 943.5) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausübung
des Verfahrens zum Verschweißen c-förmig vorgebogener Kettenglieder, bei dem die
Glied enden über an den Gliedkrümmungen angreifende Stauchstähle einander unter
angelegter elektrischer Spannung mit einer mittleren, vorzugsweise gleichbleibenden
Geschwindigkeit genhert werden, die kleiner ist als die dem Werkstoff und den Abmessungen
der Glieder entsprechende, mittlere, zur bzwl kurz unterhalb der Schweißtemperatur
führende Abbrenngeschwindigkeit, worauf gestaucht und entgratet wird, nach Patent
... (Aktenzeichen P 15 40 943.5).
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Das elektrische Widerstandsschweißen c-förmig vorgebogener Kettenglieder
erfolgt bisher nach zwei verschiedenen Verfahren, nämlich dem Stumpf- und dem Abbrenn-Schweißverfahren.
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Beim
Beim erstgenannten werden die zu einer fortlaufenden
Ketten ineinandergefügten, aber noch nicht verschweißten Kettenglieder nacheinander
in eine Schweißmaschine auf einen Sattel gebracht, durch zwei in entgegengesetzten
Richtungen an den einander gegenüberliegenden Gliedkrümmungen ansetzende Stauchstähle
justiert und derart verformt, daß die Gliedenden einander unter hohem Druck berühren.
Gleichzeitig werden die Elektroden aufgesetzt und der Schweißstrom eingeschaltet,
bis die erforderliche Schweißtemperatur erreicht ist. Danach wird das Glied gestaucht
und der Grat entfernt.
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Dieses Stumpf-Schweißverfahren hat den Nachteil, daß die Schweißstelle
nicht völlig sauber ist, wenn die Gliedenden es nicht sind, weil die Verunreinigungen
der Gliedenden zumindest teilweise in der Schweißstelle eingeschlossen bleiben,
soweit sie nicht durch den Stauohvorgang teilweise in den Grat abgedrückt und mit
diesem entfernt werden. Außerdem hat dieses Verfahren den Nachteil, daß die Erwärmungverhältnismäßig
viel Zeit in Anspruch nimmt und infolgedessen die Leistung einer solchen Schweißmaschine
nicht zufriedenstellend ist. Schließlich sind für dieses Verfahren hohe elektrische
Leistungen erforderlich.
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Das Abrenn-Schweißverfahren arbeitet mechanisch ähnlich, jedoch werden
hler die Gliedenden von den Stauchstählen seitlich zwangshäufig eingespannt, und
die Stauchstähle liegen nicht nur - wie beim Stumpf-Schweißverfahren - in Glied-Längsrichtung
außen an den GliedkrUnu0iungen kraftsohlüsig an. Daher ist die mechanische Anordnung
bei Abbrenn-Schweißmaschinen aufwendiger als bei Stumpf-
Stumpf-Schweißmaschinen.
Die zwangsläuSige Verbindung zwischen Stauchstählen und Gliedenden ist deshalb erforderlich,
weil beim Abbrenn-Schweißverfahren die Gliedenden mehrmals gegeneinander geführt
und reversiert werden, während Spannung angelegt ist, so daß ein Lichtbogen entsteht,
durch den die Temperatur erhöht und die Unreinigkeiten aus der Schweißstelle herausgeschleudert
werden.
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Dieses Verfahren hat zwar gegenüber dem Stumpf-Schweißverfahren den
Vorteil einer sauberen Schweißstelle, jedoch neben dem bereits erwähnten Nachteil
einer aufwendigeren Konstruktion für die Einspannung den weiteren, daß die für den
Abbrennvorgang erforderliche, gegenüber dem Stumpf-Schweißverfahren geringere elektrische
Leistung dadurch wesentlich erhöht wird, daß beim Reversieren und Unterbrechen des
Lichtbogens die Spannung weiter an den Gliedenden angelegt bleibt und über den Gliedrücken
kurzgeschlossen wird, so daß neben dem elektrischen Leistungsverlust e noch eine
unangenhme und für den Werkstoff gefährliche REckenerwärmung des Gliedes erfolgt,
die Gefügeänderungen auch in diesem Teil zur Folge haben kann.
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Dabei hat das Abbrenn-Schweißverfahren gegenüber dem Stumpf-Schweißverfahren
jedoch den weiteren Vorteil einer kürzeren Arbeitsdauer, weil die Erwärmung bis
auf die Schweißtemperatur in kürzerer Zeit erfolgt. Das Stauchen und Abgraten geschieht
im übrigen beim Abbrenn-Schweißverfahren in gleicher Weise wie beim Stumpf-Schweißverfahren.
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Durch
Durch das Patent ... (Aktenzeichen P 15 40
943.5) ist ein Verfahren bekannt geworden, welches die Vorteile des Stumpf- und
Abbrenn-Schweißverfahrens aufweist und die ihnen anhaftenden Nachteile dadurch vermeidet,
daß die Gliedenden einander unter angelegter elektrischer Spannung mit einer mittleren,
vorzugsweise gleichbleibenden Geschwindigkeit genähert werden, die kleiner ist als
die dem Werkstoff und den Abmessungen der Gliederentsprechende mittlere, zur bzw.
kurz unterhalb der Schweißtemperatur fUhrende Abbrenngeschwindigkeit, worauf in
bekannter Weise ges-taucht und entgratet wird.
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Theoretisch ist dieses Verfahren ein Abbrenn-Schweißverfahren Die
Gliedenden liegen keineswegs auf dem gesamten Profil-Querschnitt aneinander, sondern
berühren sich in der Regel nur auf kleiner Fläche, wenn sie erstmals einander genähert
werden. Es erfolgt deshalb zunächst unter geringem Druck eine Kontaktgabe und eine
schnelle Erwärmung sowie ein Abbrennen, wobei der Abbrennvorgang anfangs schneller
verläuft als die Annäherung der Gliedenden, so daß der Strom kurzzeitig unterbrochen
wird bis die Glieder wieder einander zur Berührung genähert sind, und dann wiederum
fließt. Nach Maßgabe des Abbrennens der Unebenheiten an den Gliedenden verlängert
sich die Zeitdauer der einzelnen Abbrennvorgänge, bis schließlich die Schweißtemperatur
erreicht ist. Es ist leicht, die hier erforderliche Zeit festzustellen und nach
ihrem Ablauf den Stauchvorgang einzuleiten. Diese Schweißzeit richtet sich nach
den Gliedabmessungen, dem Werkstoff und den elektrischen Daten sowie der gewählten
Näherungsgeschwindigkeit.
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Dabei
Dabei ist weiterhin vorgesehen, daß die vorzugsweise
gleichbleibende Näherungsgeschwindigkeit nicht nur anfangs kleiner sein soll als
die mittlere Abbrenngeschwindigkeit, damit der gewünschte periodische Abbrennvorgang
ohne Reversieren gesichert ist, sondern es kann dafür Sorge getragen werden, daß
die Näherungsgeschwindigkeit schließlich oberhalb der zur Schweißtemperatur führenden
Abbrenngeschwindigkeit liegt, damit im letzten Zeitabschnitt des Aufheizens der
Gliedenden die Abbrenn-Schweißung in eine Stumpf-Schweißung übergeht, also nicht
mehr abgebrannt und kein Werkstoff aus der Schweißstelle herausgeschleudert, sondern
lediglich durch den elektrischen Widerstand die noch Sehlende Temperaturerhbhung
herbeigeführt wird.
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Hierbei ist es gleichgültig, ob infolge gewisser Unregelmäßigkeiten
in der Formgebung und der Verunreinigungen der Glieder das Verhältnis der Abbrenn-Schweißzeit
zur Stumpf-Schweißzeit ein wenig schwankt, da stets die Unreinigkeiten zunächst
aus der Schweißstelle herausgeschleudert und der Rest, welcher sich am Rande befindet,
durch das in Jedem Fall mit größerer Geschwindigkeit einsetzende Stauchen in den
Grat hineingedrückt wird.
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Wegen des anfänglichen Abbrennvorganges ist die Schweißstelle sauber;
wegen der gleichgerichteten Näherungsgeschwindigkeit der beiden Gliedenden während
des Aufheizens der Schweißstelle ist die mechanische Konstruktion der Stauohsttthle
so einfach wie bei Stumpf-Schweißmaschinen; wegen der Vermeidens von Reversierungen
sind die Rückenverluste gering, und die elektrische Leistung ist deshalb niedrig
schließlich ist wegen des Abbrennvorganges die Gesamtschweißzeit kurz und die Leistung
einer entsprechenden Schwei
entsprechenden Schweißmaschine groß.
Die Erwärmungen des Gliedrückens werden auf ein Mindestmaß gehalten.
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Zur Ausübung dieses Verfahrens sind durch das Patent ... (Aktenzeichen
P 15 40 943.5) auch verschiedene hydraulische Vorrichtungen bekannt geworden. Hydraulische
Vorrichtungen eignen sich aber vor allem für hydraulische Schweißmaschinen, wahrend
für mechaniache Schweißmaschinen - wenn auch nicht notwendig, so doch zweckmäßig
- mechanische Vorrichtungen vorgesehen werden.
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So ist es Aufgabe der Erfindung, eine mechanische Vorrichtung zur
Ausübung des Verfahrens nach Patent ... (Aktenzeichen P 15 40 943.5) zu schaffen,
die insbesondere bei mechanischen Schweißmaschinen angewandt, aber auch hydraulischen
Maschinen angepaßt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durchsein an. sich bekanntes
Steuerwellen-Kurvengetriebe, das die Stauchstähle im Eilgang gegen die EraSt einer
oder mehrerer Stumpfschweiß-und-Stauchfedern an das Glied legt und dieses justiert,
sowie durch ein zusätzliches und vom Steuerwellen-Kurvengetriebe unabhängiges Schweiß-Kurvengetriebe,
das die Stauchstähle zum Aufrechterhalten des Schweißspaltes gegen die Kraft der
Stumpfsohweiß-und-Stauchfeder(n) während des Abbrennens steuert und anschließend
die Federkraft zum Stumpfschweiß- und Stauchvorgang freigibt. Zwischen
Zwischen
dem Steuerwellen-Kurvengetriebe und den ~Stauchstählen können Übertragungsglieder,
wie Laschen, Hebel, Zug-Druckstangen oder dgl., vorgesehen werden. Die Vorrichtung
kann erfindungsgemäß auch 2 Steuerwellen- und/oder Schweiß-Kurvengetriebe aufweisen.
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Das Schweiß-Kurvengetriebe selbst kann unterschiedlicher Art sein,
nämlich z. B. aus Kurvenscheibe mit Umfangskurve und Rolle oder aus Trommelkurve
und Rolle bestehen oder auch ein gradlinig geführter Keiltrieb sein. Allen Kurvengetrieben
ist gemeinsam, daß sie nicht form- sondern kraftschlüssig arbeiten.
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Die Schweiß-Kurvengetriebe können auf unterschiedliche Weise einstellbar
ausgeführt werden: So z. B. durch eine radial bzw. axial einstellbare Kurvenscheibe
bzw. Trommelkurve; durch eine einstellbare Rolle, vorzugsweise am Schweißhebel;
durch einen einstellbaren Abstand zwischen der Drehachse der Kurvenscheibe und der
Rolle bzw. der Trommelkurve und der Rolle.
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Außerdem kann aber auch das Schweiß-Xurvengetriebe mit einer stufenlos
regelbaren Winkelgeschwindigkeit des Antriebes versehen sein. Zweckmäßig ist ein
Untersetzungsgetriebe zwischen Antrieb und Schweiß-Kurvengetriebe. Zwischen Antrieb
und Untersetzungsgetriebe wird vorteilhaft eine schaltbare Kupplung angeordnet,
die zum An- bzw. Abschalten des Schweiß-Kurvengetriebes dient.
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Eine Schaltung der Vorrichtung mit einem vorzugsweise von der Steuerwelle
betätigten Schalter, der nach Justierung des Gliedes den Antrieb der Steuerwelle
ab- und den S1chweißstrom einschaltet,
einschaltet, sowie mit einem
vorzugsweise vom Schweißhebel betätigten Schalter, der nach dem Stumpfschweißen
und Stauchen den Schweißstrom aus- und die Steuerwelle einschaltet1 ist dadurch
g e k e n n z e i c h n e t , daß der vorzugsweise von der Steuerwelle betätigte
Schalter gleichzeitig das Schweiß-Kurvengetriebe an- und der vorzugsweise-vom Schweißhebel
betätigte Schalter gleichzeitig das Schweiß-Kurvengetriebe abschaltet.
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Dabei führt während des Stillstandes des Steuerwellen-Kurvengetriebes
das Schweiß-Kurvengetriebe vorteilhaft einen vollständigen Umlauf aus.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispieles,
das in der Zeichnung dargestellt ist, im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht und Pig. 2 eine Seitenansicht.
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Ein Kettenglied 11 befindet sich in Hochlage auf einem nicht dargestellten
Sattel. Die Gliedenden stehen sich einander in geringem Abstand 12 gegenüber. Im
dargestellten Zeitpunkt berühren die Stauchstähle 13 das Glied 11 nicht. Sie werden
über zweiarmige Hebel 14, Laschen 15 und eine gemeinsame Traverse 16 am Schweißhebel
17 betätigt.
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Das Steu.rwellen-Kurvengetriebe besteht aus einer Kurvenscheibe 18
auf der Steuerwelle 19 und aus einer Rolle 20, die im Schweißhabel 17 gelagert ist.
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Das Schweiß-Kurvengetriebe besteht aus einer Kurvenscheibe 21 und
einer Rolle 22, die ebenfalls im Schweißhebel 17 gelagert ist. Es ist mit einem
nicht näher dargestellten Antrieb . ausgerüstet. Beide
Beide Kurvengetriebe
arbeiten formschlüssig gegen die beiden Stumpf- und-Stauchfedern 24 und 25, die
einerseits ortsfest gelager-t sind, andererseits am Schweißhebel 17 angreifen.
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Aus J?ig 2 ist einerseits die Einstellbarkeit 26 der Rolle 22 im Schweißhebel
17, andererseits die radiale Einstellbarkeit der Kurvenscheibe 21 ersichtlich. Eine
weitere Einstellmöglichkeit des Schweiß-Kurvengetriebes ergibt sich dadurch, daß
die Lage des Antriebes 23 mehr oder weniger beliebig verändert werden kann. Aus
dieser Figur wird weiterhin deutlich, daß die Charakteristik des SchweiS-Kurvenge-triebes
sehr leicht geändert werden kann, indem die Kurvenscheibe 21 auf der Welle 27 mühelos
gegen eine andere ausgewechselt werden kann. Die Vielzahl der lDinstellmöglichkei-ten
ist auch aus dieser Vorrichtung ersichtlich.
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Die Anordnung der beiden Kurvengetriebe auf äo einer Seite der Schweißhebel-Lagerung
ist - wie gesagt - beispielhaft. Die verschiedensten Anordnungen der Kurvengetriebe
und der Federn sind vorstell- und ausführbar.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:
In der dargestell-ten lage arbeitet die Rolle 20 des Schweißhebels 17 durch Einwirken
der Stumpf- und-Stauchfedern 24 und25 auf der Kurvenscheibe 18 der Steuerwelle 19.
Bei Drehung der Steuerwelle 19 setzen sich die Stauchstähle 13 auf das Glied 11
und die Rolle 22 auf den Abbrennteil der Kurvenscheibe 21, wobei die Rolle 20 von
der
der Kurvenscheibe 18 abhebt. Durch einen nicht dargestellten
Scllalter an einer Indexscheibe der Steuerwelle 19 wird diese stillgesetzt und der
Schweißstrom an das Glied 11 gelegt. Die Kurvenscheibe 21 ist so gestaltet, daß
die durch die Elemente 13-17 auf die Gliedenden übertragene Bewegung die ################.
für das Abbrennen geeignete mittlere Näherungsgeschwindigkeit aufweist Nachdem der
gewünschte Äbbrennweg zurückgelegt ist, gibt die Kurvenscheibe 21 die Rolle 22 frei,
so daß mit der gesamten Kraft der Stumpf- und Stauchfedern 24 und 25 stumpfgeschweißt
und gestaucht wird. Dabei legt sich die Rolle 20 wieder auf die Kurvenscheibe 18,
der Schweißhebel 17 betätigt einen nicht dargestellten Schalter, und die Steuerwelle
19 läuft wieder an, während die Drehung der Kurvenscheibe 21 abgeschaltet wird.
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Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Kurvengetrieben läßt sich
jedes Bewegungsgesetz auf einfache Weise verwirklichen, wobei die Bedingungen für
Ruck- und Stoßfreiheit berücksichtig-t werden.
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Durch das Abschalten der Steuerwelle beim Schweißvorgang und das ß
gleichzeitige Anschalten des Schwei-Kurvengetriebes für einen Umlauf kann das Bewegungsgesetz
des Schweißvorganges auf einem vollen Umfang übertragen werden. Dadurch wird der
Nachteil von Survengetrieben vermieden, daß durch unzulängliche Bearbeitung oder
durch Abnützung hohe, nicht voraussehbare Beschleunigungen auftreten, aufgrund deren
sicfi unzulässige Beanspruchungen und bei erhöhten Reibungsverlusten starke Leistungsverminderungen
ergeben. Vielmehr ist durch die Erfindung die Verwendung eines besonders schnell
laufenden Kurvengetriebes ermöglicht worden.
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Die
Die zahlreiche Einstellmöglichkeiten des Schweiß-Kurvengetriebes
erlauben die freie Wahl der.für jede Gliedabmessung und Werkstoffzusammensetzung
optimierten Einflußgroßen von Abbrennhub, -geschwindigkeit, -anfangs- und -endlage
der Stauchstähle.
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Ansprüche