DE2217172C3 - Impulsschweißmaschine zur Großserienherstellung von zwei aneinandergeschweißten Elementen - Google Patents
Impulsschweißmaschine zur Großserienherstellung von zwei aneinandergeschweißten ElementenInfo
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- DE2217172C3 DE2217172C3 DE19722217172 DE2217172A DE2217172C3 DE 2217172 C3 DE2217172 C3 DE 2217172C3 DE 19722217172 DE19722217172 DE 19722217172 DE 2217172 A DE2217172 A DE 2217172A DE 2217172 C3 DE2217172 C3 DE 2217172C3
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Description
Die Erfindung betrifft eine Impulsschweißmaschine zur Großserienherstellung von zwei aneinandergeschweißten
Elementen mit sehr rascher Fabrikationsfolge, wobei die Elemente im wesentlichen aus zwei
stoßgeschweißten Elementen bestehen, beispielsweise zwei verschiedenartigen Melalldrahtabschnitlen, einem
Dfahl und einer Metallschale die cifien Träger für ein anderes, später in sie eingesetztes oder eingefalztes
Element, wie einen Transistor, einen elektrischen Widerstand od. dgl., bildet, eine Qucrplaüe oder ein
Querkopf und ein elektrischer Verbindungsdrahl usw.
Die erfindungsgemäße Maschine ist insbesondere anwendbar bei der Herstellung von Bauteilen, die im
allgemeinen als Stifte bezeichnet werden und als elektrische Verbindungselemente zwischen einer Elektrode
einer Vakuumröhre, beispielsweise einer Diode, und dem Äußeren dieser Röhre dienen, indem siie die
dichte Durchführung durch die Wand der Röhre ermöglichen. Derartige Stifte haben gewöhnlich die
Form eines ersten Drahtabschnitts aus elektrisch leitendem Drah*. insbesondere aus Kupfer oder anderen
Metallen, wie Molybdän, Wolfram, Tantal, von geringer Länge, der aus einer leitenden Metallseele und einer
äußeren Isolierschicht besteht, beispielsweise aus einer Kupfer-Bor-Verbindung, und eines zweiten längeren
Abschnitts von leitendem Draht, beispielsweise aus reinem Kupfer oder Nickel, wobei diese beiden
Abschnitte mit ihren gegenüberliegenden ebenen Flächen, die zwei geraden Schnitten der sie bildenden
Drähte entsprechen, stoßweise aneinandergeschweißt sind.
Es sind bereits zahlreiche Typen von impulsschweißmaschinen
zur Herstellung solcher Bauteile bekannt, in denen die zu verschweißenden Drahtabschni'.e kontinuierlich
von zwei Drähten erhalten werden, die sich von zwei getrennten Spulen abwickeln, wobei die
Abschnitte jeder durch Abschneiden der Drähte mit der gewünschten Länge erhalten und anschließend in
Zangen eingespannt werden, welche sie so stoßweise zueinanderbringen, daß ein von einer Hochspannungsquelle
gelieferter, im Augenblick ihrer gegenseitigen Berührung ausgelöster elektrischer Impuls ihre Widerstandsschweißung
bewirkt, worauf der erhaltene Stift sofort ausgeworfen wird, um einen weiteren Stift
schweißen zu können, und dieser Vorgang sich in möglichst rascher Folge wiederholt. In diesen Maschinen
wird jedoch der für den Betrieb erforderliche Bewegungsablauf, der insbesondere in der genauen
zeitlichen Verteilung der Phasen des Vorschubs und Schnitts der Drähte, der Heranführung der beiden
verschiedenen Abschnitte in die Schweißstellung, der Schweißung Jieser beiden Abschnitte an ihren Berührungsflächen
und des Auswurfs der erhaltenen Stifte besteht, durch eine Anordnung von Nockenscheiben
realisiert, die von mindestens einer angetriebenen und sich parallel oder senkrecht zu den Drähten erstreckenden
Welle getragen sind, wobei diese Nockenscheiben auf Betätigungshebel einwirken, we^he die aufeinanderfolgenden
mechanischen Arbeitsgänge bewirken. Die Nockenscheiben wirken daher stets positiv auf die
entsprechenden Hebel, deren Rückstellung gegen die Wirkung der Nockenschdben mittels Federn von im
allgemeinen großer Länge erfolgt. Durch eine solche Konstruktion dieser Maschinen stößt die erwünschte
Erhöhung der Produktionsfolge an eine Grenze. Die Produktion kann im allgemeinen nicht über 10 000 bis
12 000 Stück pro Stunde gesteigert werden, da sonst die
Trägheit der Hebel und Rückstellfedern unkontrollierbare Schläge der Hebel erzeugen, welche notwendigerweise
die Fabrikation unterbrechen.
Die Erfindung betriff« eine Impulsschweißmaschine der eingangs genannter· Art, welche diese Nachteile
behebt und wesentlich rHschere Produkiionsfoigen als
die bisherigen Maschinen ermöglicht. Das wird insbesondere
erreicht durch die Vermeidung von langen Rückholfedern, die den Sleuernockenscheiben entgegenwirken.
Die erfindungsgernäße Maschine ermöglicht
ausgehend von einem kontinuierlichen Draht den Vorschub und das Abschneiden von Abschnitten von
diesem Draht und schließlich das AnschweiBen dieser Abschnitte an einem zweiten Element, das insbesondere
ein zweiter Dratuabschnitt sein kann, dsr in entsprechender
Weise in einer zweiten Maschine behandelt ·> wurde, die in der automatischen Maschine gegenüber
der ersten Maschine angeordnet ist
Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient eine Maschine der eingangs angegebenen Art, die erfindungsgemäß
gekennzeichnet ist durch eine waagerecht ίο drehbare Steuerwelle, die in einem festen Gestell auf
zwei Endlagern läuft, eine zur Welle koaxiale und mit ihr fest verbundene zylindrische Hülse, in deren Außenfläche
eine Mehrzahl von Führungsnuten ausgebildet sind, eine waagerechte obere ebene Platine mit mindestens
zwei parallelen übereinander angeordneten Gleilschienen
für zwei unabhängige bewegliche Wagen, von denen jeder einen senkrechten Zapfen mit einer Rolle
aufweist, die in eine als Führungsnoäce dienende Nut
der Hülse eingreift, zwei Drahtgreifzangen, die von den Wagen getragen sind, welche durch die Führungsnuten
gemäß programmierten Wechselbev jungen verschoben werden, wobei die Greifzangen a"ßerdem abwechselnd
und entgegengesetzt zueinander offen und geschlossen sind, um den kontinuierlichen Vorschub des
Drahts in der Transfervorrichtung zu bewirken, eine Vorrichtung, weiche zusammen mit der Steuerung der
Stellung der Wagen auf den Gleitschienen das öffnen und Schließen der Greifzangen bewirkt, eine Schneidvorrichtung,
welche den Draht nach seinem Vorschub durch die Wagen in Abschnitte bestimmter Länge
zerschneidet, und durch eine Vorrichtung, die jeden Drahtabschnitt nach dem Abschneiden mit einer
Klemme einer elektrischen Hochspannungsquelle verbindet, die einen Schweißimpuls liefert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine trägt der erste Wagen eine erste Greifzange, weiche zwei an vom Wagen getragenen senkrechten Achsen angelenkte Backen aufweist, die durch eine Querfeder von geringer Trägheit in die Öffnungsstellung der Greifzange gedrückt werden und an einem Ende Nasen für daj> Einspannen des Drahts und am anderen Ende Andruckrollen aufweisen, die mit abgestuften Rampen in Berührung stehen, die in den Seitenflächen eines waagerechten Schlittens vorgesehen sind, der von einem dritten, auf der gleichen Gleitschiene wie der erste Wagen angeordneten Wagen getragen ist, der in Richtung der Achse der Greifzange mit einer Wechselbewegung verschoben wird, die durch eine in eine andere Führungsnut der zylindrischen Hülse eingreifende Rolle erhalten wird. Vorteilhafterweise weisen die abgestuften Rampen des waagerechten Schuhs drei aufeinanderfolgende und versetzte ebene Stufen auf, welche für die erste Greifzange drei Stellungen, nämlich öffnen, Schließvorbereitung und Schließen auf dem entsprechenden Drahtabschnitt bestimmen
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine trägt der erste Wagen eine erste Greifzange, weiche zwei an vom Wagen getragenen senkrechten Achsen angelenkte Backen aufweist, die durch eine Querfeder von geringer Trägheit in die Öffnungsstellung der Greifzange gedrückt werden und an einem Ende Nasen für daj> Einspannen des Drahts und am anderen Ende Andruckrollen aufweisen, die mit abgestuften Rampen in Berührung stehen, die in den Seitenflächen eines waagerechten Schlittens vorgesehen sind, der von einem dritten, auf der gleichen Gleitschiene wie der erste Wagen angeordneten Wagen getragen ist, der in Richtung der Achse der Greifzange mit einer Wechselbewegung verschoben wird, die durch eine in eine andere Führungsnut der zylindrischen Hülse eingreifende Rolle erhalten wird. Vorteilhafterweise weisen die abgestuften Rampen des waagerechten Schuhs drei aufeinanderfolgende und versetzte ebene Stufen auf, welche für die erste Greifzange drei Stellungen, nämlich öffnen, Schließvorbereitung und Schließen auf dem entsprechenden Drahtabschnitt bestimmen
Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal besteht die vom zweiten Wagen getragene zweite
Greifzange aus zwei Backen, von denen die eine feststeht und d: zweite, gegenüber der ersten
bewegliche Backe an einer vom Wagen getragenen Waagerechten Achse angelenkt ist, wobei die beiden
Backen durch eine zwischen ihnen eingespannte Feder in die Schließstellung auf dem Draht gedruckt werden
und die bewegliche Backe durch eine mit einer anderen Führungsnut der zylindrischen Hülse zusammenwirkende
Rolle gesteuert wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs-
form weist die Drahtsehneidevomehtung zwei Läufe mit waagerechter Achse auf, durch die der Draht läuft
und von denen einer von einem feststehenden Gerüst und der zweite von einem Schieber getragen ist, der in
einer senkrechten Gleitschiene des feststehenden Gerüsls geführt ist und durch eine Druckrolle einer
Wechselverschiebung unterworfen wird, indem die Druckrolle von einer mit dem Schieber verbundenen
Waagerechten Achse getragen ist und mit einer ersten
Nockenscheibe zusammenwirkt, die am Ende der zylindrischen Hülse vorgesehen ist, wobei sie unter der
Wirkung einer zwischen dem Schieber und einem waagerechten Kragen des feststehenden Gerüsts
angebrachten Rückholfeder steht.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann schließlich die Vorrichtung zur Verbindung jedes
abgeschnittenen Drahtstücks mit einem Pol einer elektrischen Hochspannungsquelle je nach dem Fall und
der Art des benutzten Drahts entweder aus einer direkten Verbindung mit mindestens einer der Backen
der ersten Greifzange in Schließstellung auf dem Drahtstück oder aus einer axialen, hinter dem
abgeschnittenen Stück angreifenden Kontaktelektrode bestehen, die von einem zweiten, in einer senkrechten
Gleitschiene des feststehenden Gerüsts unter der Wirkung einer mit einer zweiten, von der zylindrischen
Hülse getragenen Nockenscheibe in Berührung stehenden zweiten Druckrolle verschiebbaren Schieber
bewegt wird. Vorzugsweise sind die beiden vom feststehenden Gerüst getragenen Schieber in parallelen
Gleilschienen verschiebbar, die in einander gegenüberliegenden senkrechten Flächen des Gerüsts ausgebildet
sind, die sich senkrecht zur Längsachse des Drahts erstrecken. Die Druckrolle des zweiten Schiebers ist
vorzugsweise von einem U-förmigen Umlenkbügel getragen, der an einer waagerechten Achse am
feststehenden Gerüst angelenkt ist. wobei die beiden Schenkel des Bügels zu den beiden Seiten des Gerüsts
parallel sind.
Zur Erläuterung der Erfindung wird eine Ausführungsform der Impulsschweißmaschine im folgenden
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Hierin ■icigi
F i g. 1 einen schematischen Aufriß einer Maschine zur Herstellung von Bauteilen aus zwei stoßgeschweißten
Abschnitten verschiedener Drähte.
F i g. 2 einen Querschnitt der Maschine der F i g. 1 mit halb aufgeklapptem Oberteil;
F i g. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung der F i g. 2;
F i g. 4 einen Ausschnitt der F i g. 2 in etwas größerem Maßstab, der eine abgewandelte Ausführungsform der
elektrischen Verbindungsvorrichtung zeigt:
Fig.5 einen Querschnitt längs V-V der Fig. 2. der
insbesondere die Gleitschienen für die Relativverschiebungen der Wagen der Vorrichtung zeigt.
Im folgenden Beispiel dient die Maschine dazu, in großer Serie und mit rascher Folge aus zwei
stoßgeschweißten Teilen bestehende Elemente herzustellen, wobei jeder dieser Teile aus einem Abschnitt
von Metalldraht besteht, von denen der eine aus Kupfer, Nickel oder Eisen besteht und ein Leiter ist, während
der andere kürzere Abschnitt aus einer Seele aus Nickel oder Kupfer besteht, die mit einer isolierenden Hülle,
beispielsweise aus borhaltigem Kupfer, beschichtet ist
F i g. 1 zeigt das Maschinengerüst I, das in der Hauptsache aus einem mittels Füßen 3 auf dem Boden
ruhenden waagerechten Tisch 2 besteht- Auf diesem Tisch 2 sind einander gegenüber zwei Transfervorrichtungen
4 und 5 angebracht; die jeweils den Vorschub, das Abschneiden, die richtige Anordnung und schließlich
das Schweißen der Drahtabschnitte besorgen, die miteinander den fertigen Bauteil bilden und Von
r> Drähten 6 und 7 erhalten werden, die sich kontinuierlich
von nicht gezeigten Vorratsspulen abspulen. Die beiden Transfervorrichtungen 4 und 5 weisen waagerechte
Steuerwellen 8 und 9 auf, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit Antriebsrilzeln IO und U versehen sind.
Die Wellen 8 und 9 werden von einem einzigen Elektromotor 12 synchron angetrieben, dessen Abtriebswelle
13 ein Ritzel 14 trägt, das mit einem Transmissionszahnkranz 15 kämmt, das direkt mit dem
Ritzel 10 kämmt und außerdem fest mit einer waagerechten Welle 16 verbunden ist. die sich parallel
zum Tisch 2 erstreckt und unter diesem in Lagern 17,18,
19 und 20 gehalten ist. An dem dem Zahnkranz 15 entgegengesetzten Ende ist auf die Welle 16 ein zweiter
Zahnkranz 21 aufgekeilt, der mit dem Ritzel 11 am Ende
der Welle 9 kämmt.
Für das Schweißen der Drahtabschnitte sind die beiden Transfervorrichtungen 4 und 5 mit elektrischen
Verbindungen 22 und 23 verbunden, die dazu dienen, den von den Drähten 6 und 7 kommenden Drahtstücken
einen kurzen Impuls von sehr hoher Leistung zuzuführen, der genau bei Berührung der beiden Drahtabschnitte
in der Mittelebene 24 der Maschine erzeugt wird und in an sich bekannter Weise die Stoß-Widerstandsschweißung
der beiden Abschnitte bewirkt, wodurch das schematisch gezeigte Bauteil 25 erhalten wird, das
anschließend ausgeworfen und dann in einem Abführungstrichter 26 aufgefangen und einem Lagerplatz
zugeführt wird.
Fig. 2 zeigt im einzelnen und in größerem Maßstab die besondere Ausführungsform der einen der beiden
Transfervorrichlungen der Maschine, nämlich die der in F i g. 1 links gezeigten Transfervorrichtung 4. Die
oberhalb des Tisches 2 waagerecht verlaufende Steuerwelle 8 trägt an ihrem linken Ende eine
•to Lagerbuchse 30 für ein konisches Rollenlager 31, das mit
einem Druckring 32 zusammenwirkt, der selbst im Inneren eines Halters 33 angebracht ist, der mit einer
ü^lsrs" ^!ntirn? 34 ■d'J'O'1 ^rhrauhpn Vi fpRt vprhundpn
ist. Die Platine 34 ruht selbst auf Keilen 38 auf dem Tisch 2 des Gerüsts 1, wodurch die seitliche Stellung der
Vorrichtung 4 und gegebenenfalls ihre Längsstellung zur Einstellung der Drähte 6 und 7 zueinander geregelt
werden kann. Die mit den Keilen 36 zusammenwirkenden Einspann- und Richtvorrichtungen 36a und 366 sind
in F i g. 5 schematisch gezeigt. An ihrem in F i g. 2 rechts liegenden Ende ist die Welle 8 fest mit einer zweiten
Lagerbuchse 37 für ein anderes Rollenlager 38 verseiic/i,
das mit einem von einem zweiten Halter 40 getragenen Ring 39 zusammenwirkt, wobei der zweite Halter zum
ersten Halter 33 parallel und mit der unteren Platine 34 fest verbunden ist.
Erfindungsgemäß trägt die Weile 8 eine aus mehreren aneinanderstoßenden Teilen bestehende zylindrische
Hülse 41, die sich koaxial zur Welle erstreckt und auf dieser durch einen Längskeil 41a blockiert ist. Diese
Hülse weist in ihrer Außenfläche eine Reihe von unabhängigen Führungsnuten auf, die jede um die Hülse
41 herum reichen und in sich geschlossen sind, um eine Nockenscheibe in Form eines Führungsweges mit
bestimmtem Profil zu bilden. Im beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel
sind drei solche Nuten vorgesehen, die von links nach rechts her mit 42, 43 und 44 bezeichnet sind. An ihrem
dem Halter 40 zugewandten Ende weist die Hülse 41 einen nach außen Völlig offenen Abschnitt 45 auf, der
wie die obigen Nuten als Nockenscheibe für eine Rolle 95 dient, deren Aufgabe weiter unten erläutert ist.
Schließlich ist die Welle 8 rechts vom Halter 40 fest mit Zwei anderen plattenförmigen NöCkehScheiben mit
entsprechenden Außenprofilen verbunden.
Oberhalb der Hülse 4l und der Nockenscheiben 46 und 47 '/eist die Transfervorrichiung 4 gegenüber der
ersten Platine 34 eine zweite waagerechte Platine 48 auf, die, wie im Querschnitt der F i g; 5 gezeigt, zwei
Führungsschuh^ aufweist, die Gleilschienert 49 und 50
für Kugeln 51 und 52 bilden, die zwei übereinander angeordnete und voneinander unabhängige Wagen 53
bzw. 54 halten. Der erste Wagen 53 trägt einen sich senkrecht von ihm nach unten erstreckenden Zapfen 55,
der durch eine Mutter 56 blockiert ist und an seinem entgegengesetzten Ende in einer RnIIe 57 endet, die in
eine der Führungsnuten der Hülse 41, nämlich die Miüeifiui 43 eingreif! S"h''A^'*'*h ict α\ϊΐ ^riMAr ^o^11 **"
61 hinter dem ersten Wagen 53 auf den Kugeln 51 der Gleitschiene 49 gehalten, der wie die beiden anderen
Wagen mit einem durch eine Mutter 63 blockierten senkrechten Zapfen 62 versehen ist, der in einer Rolle 64
endet, die in die dritte Führungsnut 42 der Hülse 41 r> eingreift. Die Drehung der Hülse führt unter diesen
Bedingungen zu einem gleichzeitigen und koordinierten Antrieb der drei Wagen 53, 51 und 61 auf ihren
jeweiligen Gleitschienen, entsprechend den vom Profil der Führungsnuten 43,44 und 42. die mit den Rollen 57, m
60 und 64 zusammenwirken, bestimmten Hin- und Herbcvegungen. Diese Bewegungen führen zum
kontinuierlichen Vorschub des Drahts 6 in der Transfervorrichtung mit einer durch die Drehgeschwindigkeit
der Welle 6 festgelegten Produktionsfolge des J5 Bauteils.
Zu diesem Zweck trägt der dritte Wagen 61, wie F i g. 3 genauer zeigt, axial einen Schieber oder Schlitten
65, der am Wagen durch Blockierungsschrauben 65a festgestellt ist. Dieser Schlitten wirkt im Sinn des
öffnens oder Schließens auf eine erste Greifzange 66 ein. die am ersten Wagen 53 gehalten ist und so betätigt
wird, daß sie den Draht 6 ergreift, der axial durch die
Transfervorrichtung und insbesondere den Schlitten 65 in einem Axialschlitz 656 desselben hindurchläuft. Diese
Greifzange 66 weist zwei Backen 69 und 70 auf. die an zwei vom Wagen getragenen senkrechten Achsen 67
und 68 angelenkt und durch eine kleine Querfeder 71 von sehr geringer Trägheit dauernd gegeneinander
gezogen sind. An ihren zu dieser Feder bezüglich der Drehachsen 67 und 68 entgegengesetzten Enden weisen
die Backen 69 und 70 Klemmfinger 73 und 74 auf. die durch Schrauben 72 an den Backen befestigt sind. Diese
Klemmfinger sind so betätigt, daß ihre Enden 75 und 76
bei größerer Annäherung aneinander zwischen sich den « Draht 6 einklemmen, damit die die Greifzange 66
mitführende Verschiebung des Wagens 53 mit der Verschiebung der Greifzange den Vorschub des Drahts
um die gleiche Strecke bewirkt Um von da an das öffnen und Schließen der Backen 69 und 70 zu steuern.
weisen diese an ihren den Kiemmfingern 73 und 74
entgegengesetzten Enden Ausnehmungen 77 und 78 auf, weiche die Anlenkung von Hebeln 79 und 80 an diesen
Backen ermöglichen. Die Hebel enden in Druckrollen 81 und 82, die in gleichzeitige Berührung mit abgestuften
Rampen 83,84 und 85 kommen, welche am Schlitten 63 des dritten Wagens 81 ausgebildet sind, je nach der
Relativstellung der Wagen 53 und 61. d h. der Stellung
des Schlittens 65 zwischen den Backen 69 und 70, wirkt die eine oder andere der Rampen 83,84 oder 85 auf die
Rollen 81 und 82 und gegen die Wirkung der Rückstellfeder 71, um die Klemmfinger 73 und 74 in
Öffnungsstellung, Schließvorbcreitungsstellung oder Schließstellung bezüglich des Drahts 6 zu bringen,
wobei die Einregulierung der Backenstelluhg zuvor durch mittels Muttern 87 einstellbarer Anschläge 86
reguliert ist, um den Draht nicht zu zerdrücken.
Der auf der Gleitschiene 50 unter den Wagen 53 und 61 gleitende zweite Wagen 54 weist seinerseits an
seinem in der Zeichnung rechts liegenden Ende einen Kragen 88 auf, der eine der waagerechten Klemmbakkcn
einer zweiten, zwischen den Backen 69 und 70 der ersten Greifzange 66 angeordneten, jedoch von dieser
unabhängigen zweiten Greifzange 89 bildet, deren ändere Backe 90 an einer von diesem Wagen
getragenen waagerechten Achse 91 angelenkt ist. Die zwei Backen 88 und 90 der zweiten Greifzange 89 sind
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angeordnete Feder 92 gegeneinandergedrückt. um zwischen sich den Draht 6 einzuspannen, wobei eine
Ausnehmung 93 des Wagens 54 die Schwenkung der beweglichen Backe 90 ermöglicht. An ihrem unteren
Ende weist die Backe 90 einen Verlängerungszapfen 94 auf. auf dem eine Rolle 95 gehalten ist, die gegen den als
Nockenscheibe dienenden, am Ende der Hülse 41 vorgesehenen freiliegenden Abschnitt 45 drückt.
Zu der beschriebenen Transfervorrichtung gehört schließlich eine Schneidvorrichtung, die in Abhängigkeit
von den Vorschubbewegungen des Drahts 6. welche von den Greifzangen 66 und 89 bewirkt werden, die selbst in
Verbindung mit der abwechselnden Verschiebung der Wagen 53, 54 und 61 gesteuert sind, den Draht in
Abschnitte bestimmter Länge entsprechend den Eigenschaften des herzustellenden Bauteils 25 schneidet, das.
wie bereits angegeben, aus zwei stoßgeschweißten Elementen oder Drahtabschnitten besteht. Zu diesem
Zweck ist die untere Platine 34 durch Schrauben % mit einem feststehenden Hilfsgestell 97 (Fig.2) fest
verbunden, das sich senkrecht und im rechten Winkel zum Draht 6 erstreckt. Dieses Hilfsgestell 97 hält in
einer Gleitschiene 98 mit Schwalbenschwanzquerschnitt (F i g. 3), die in seiner der Hülse 41 zugewandten
Seite ausgearbeitet ist. einen Schieber 99, der durch eine Rolle 100. die von einer durch eine Mutter 102 befestigte
Querachse 101 getragen ist und in direkter Berührung mit der am Ende der Steuerwelle 8 angebrachten
Nockenscheibe 47 zusammenwirkt, in Wechselbewegung versetzt wird. Eine zwischen dem beweglichen
Schieber 99 und einem ebenen unteren Kragen 104 des feststehenden Hilfsgestells 97 angeordnete und eingespannte
Druckfeder 103 drückt den Schieber dauernd gegen die von der Nockenscheibe 47 ausgeübte Kraft
nach oben. Das feste Hilfsgestell 97 ist an seinem oberen Teil mit einem feststehenden Lauf 105 versehen, der aus
einem kleinen Rohr aus sehr hartem Material, beispielsweise Wolframcarbid, besteht, und das eine
Axialbohrung aufweist, deren Durchmesser kaum größer als der des durchlaufenden Drahts 6 ist. Der
Schieber 99 weist ebenfalls einen dem Lauf 105 entsprechenden Lauf 106 auf, der normalerweise diesem
gegenüber in der gleichen Achse angeordnet ist, solange die Nockenscheibe 47 diesen Schieber nicht in seiner
Schiene 98 nach unten drückt Durch diese Abwärtsbewegung wird, wie Fig. 2 zeigt der Draht 6 plötzlich
zerschnitien. Der Schieber 99 kehrt anschließend in seine Ausgangsstellung zurück, wo die Läufe 105 und
106 axial übereinstimmen, und ein neuer Vorschub des Drahts in diesen Läufen schieb! den abgeschnittenen
Abschnitt vor, der am Ausgang des Laufs 105 von den KJemmfingern der Greifzange 66 ergriffen und in die
Schweißstellung gebracht wird.
Je nachdem der Draht 6 die Form eines an seiner Außenfläche elskirisch leitenden Elements aufweist
oder nicht, sind nun zwei Fälle zu betrachten.
Im ersten, einfachsten Fall kann die Stromzuführung zu dem aus dem Lauf 105 austretenden Drahtabschnitt
unmittelbar durch die Enden 75 urtd 76 der Greiffinger
73 und 74 der Backen 69 und 70 der Zange 66 erfolgen, die selbst durch die Verbindung 22 (Fig. I) mit der
Spannungsquelle verbunden sind. Im zweiten Fall dagegen, wo insbesondere der Draht 6 mit einer
Isolierschicht umhüllt ist. muß der Strom durch die Seele des Drahts, d. h. gemäß der Achse des aus dem Lauf 105
austretenden und von den Greiffingern der Backen der Zange 66 ergriffenen Drahtabschnitt zugeführt werden.
Zu dieser;; ZvvscK irä"! das Hi"*""""" °7 "" -«■-"- ί»-
Gleitschiene 98 entgegengesetzten Seile einen zweiten Schieber 107, der mil einem Kopf 108 versehen ist, der in
einer Elektrode 109 (Fig.4) endet, die so geformt ist.
daß sie hinter den Drahtabschnitt gleiten kann, der zwischen den Enden 75 und 76 der Greiffinger 73 und 74
der Zange 66 gehalten ist und dabei mit der bezüglich der Vorschubrichtiing des Drahts in der Transfervor
richtung hinten liegenden Fläche des Drahtabschnitts in Berührung kommt. Dieser zweite Schieber 107 ist bei
seinen Verschiebungen durch eine am Hilfsgestell 97 befestigte Schiene 110 geführt und wird durch eine Rolle
111 mit abwechselnder senkrechter Bewegung angetrieben.
Die Rolle 111 ist am Ende des einen der Schenkel
112 eines U-Bügels 113 gehalten, der an einer Querachse
114 des feststehenden Hilfsgestells 97 angelenkt ist.
während der zweite Schenkel 115 des U-Bügels selbst in
einer Rolle 116 endet, die in Berührung steht mit der zweiten, am Ende der Steuerwelle 8 gehaltenen
Nockenscheibe 46.
Die Arbeitsweise der Maschine ergibt sich ohne weiteres aus der obigen Beschreibung. Der axial durch
die Vorrichtung laufende Draht 6 wird zu einem ersten Zeitpunkt zwischen den "iacken 88 und 90 der zweiten
Zange 98 ergriffen, die vom zweiten Wagen 54 getragen wird. Die axiale Verschiebung desselben auf seiner
Gleitschiene 50 unter der Wirkung der in die Führungsnut 44 der Hülse 41 eingreifenden Rolle 60
nimmt diese Zange 98 mit und bewirkt damit den Vorschub des Drahts 6 über eine Länge gleich der
maximalen Bewegungsamplitude des Wagens. In dieser ersten Phase läuft der Draht 6 frei durch die beiden
Läufe 105 und 106 des Hilfsgestells 97 und des ersten Schiebers 99, die einander gegenüberliegen. Am Ende
der Verschiebung des Wagens 54 erfolgt das plötzliche Abschneiden des Drahts in der Berührungsebene der
beiden Läufe durch Verschiebung des Schiebers 99 in seiner Gleitschiene 98 unter der Wirkung der
Nockenscheibe 47. Unmittelbar danach nimmt dieser Schieber seine Ausgangsstellung wieder ein, um den
Lauf 106 in die Achse des Laufs 105 zurückzubringen, in dem der abgeschnittene Drahtabschnitt zurückgeblieben
ist. Dieser wird nun durch den folgenden Drahtabschnitt in der Vorschubrichtung des Drahts, d. h.
von links nach rechts in den F i g. 2 und 3, vorgeschoben, und ein entsprechender Vorschub erfolgt bei jedem
neuen Zyklus.
Der Drahtabschnitt, der unter diesen Bedingungen zum betrachteten Zeitpunkt rechts aus dem feststehen
den Lauf 105 austritt, wird von den Klemmfingern 73 und 74 der ersten Zange 66 ergriffen. Zu diesem Zweck
wird die Zange 66, deren Klemmfinger unmittelbar hinter dem Lauf 105 liegen, zunächst in die Schließvorbereitungsstellung
gebracht, wo ihre Backen 69 und 70 tinier der Wirkung der Feder 71 etwas voneinander
entfernt sind, weil die Druekfollen 81 und 82 jeweils in
Berührung mit der entsprechenden Mittelrampe 84 stehen, die an jeder Seite des Schlittens 65 vorgesehen
ist. In dieser Stellung dienen die Enden 75 und 76 der Klemmfinger 73 und 74 nur zur Führung des aus dem
Lauf 105 austretenden Dfahtabschnitts, der sich also frei und ohne Gefahr einer Blockierung zwischen diese
klemmfinger schiebt. Um anschließend die Zange 66 zu schließen und die Klemmfinger 73 und 74 über dem
zwischen sie eingeführten Drahtabschnitt einander zu nähern, läuft der dritte Wagen 61 unter der Wirkung d:r
in die Führungsnut 42 eingreifenden Rolle 64 auf d»?r Gleitschiene 49 nach rechts und schiebt die zu den
st 69 \iV,U 7Q
84
zu
von der Rampe 84 auf die Rampe 85, was die Schwenkung dieser Backen um ihre Achsen 67 und 68
im gewünschten Sinn bewirkt. Der so zwischen den Enden 75 und 76 der Klemmfinger 73 und 74
eingeklemmte Draht 6 wird nun durch die Zange 66 aus dem festen Lauf 105 herausgezogen und in die
Schweißstellung gebracht. Zu diesem Zweck verschiebt sich die von den beiden Wagen 53 und 61 gebildete
Anordnung nach rechts, indem die Rollen 57 und 64 in den entsprechenden Führungsnuten 42 und 43 über
Strecken von genau gleichem Profil geführt werden. Am Ende der Laufstrecke ist der Drahtabschnitt bereit für
das Anschweißen am entsprechenden Drahtabschnitt, der gleichzeitig aus dem Draht 7 durch die der ersten
Transfervorrichtung gegenüberliegende zweite Transfervorrichtung 5 hergestellt wurde (Fig. 1). Falls der
Draht 6 selbst leitend ist, kann der erforderliche Schweißimpuls dem Drahtabschnitt direkt durch eine
der Backen 69 oder 70 der Zange 66 zugeführt werden, die durch eine nachgiebige Verbindung 22 mit der
Spannungsquelle verbunden ist, wobei die Berührung der beiden Drahtabschnitte 6 und 7 eine elektrische
Entladung bewirkt, die zur sofortigen Schweißune dieser beiden Elemente führt. Im anderen Fall, wenn
4r> beispielsweise der Drahtabschnitt 6 mit einer Isolierschicht
bedeckt ist, tritt die vom zweiten Schieber 107 getragene Elektrode 109 in Tätigkeit, die durch die
elektrische Verbindung 22 mit der Spannungsquelle verbunden ist und sich unter der Wirkung der
Nockenscheibe 46, der Rolle 116 und der vom Bügel 113
gebildeten mechanischen Umlenkung hinter den Drahtabschnitt 6 und in Berührung mit der leitenden Seele
desselben schiebt Der Aufprall des von der zweiten Transfervorrichtung 5 herangeführten zweiten Drahtabschnitts
7 auf den ersten Drahtabschnitt 6 bewirkt in jedem Fall eine ausreichende elektrische Verbindung
mit der Elektrode 109, so daß die Verschweißung der beiden Drahtabschnitte wie zuvor erfolgt Nach
Herbeiführung der Schweißung läuft der Wagen 61 auf der Gleitbahn 49 nach links zurück (Fig.2 und 3),
wodurch die Druckrollen 81 und 82 von der Rampe 85 zur Rampe 83 gelangen und somit unter der-Wirkung
der Feder 71 die Klemmfinger 73 und 74 der Backen 69 und 70 der Greifzange 66 geöffnet werden. Der gleiche
Ablauf erfolgt gleichzeitig in der zweiten Transfervorrichtung, so daß das aus den beiden verschweißten
Drahtabschnitten gebildete Bauteil 25 automatisch freigelassen wird und in den Abführtrichter 26 einfach
hineihfäül oder durch einen von einer nicht gezeigten
Düse kommenden Luftstrom hineingeblasen wird.
Gleichzeitig mit den vorangehenden Arbeitsgängen öffnet sicli die vom Wagen 54 getragene zweite Zange
98 durch Schwenken der Backe 90 um die Achf/e 91, ->
indem diese Schwenkung durch die auf der am linde der Hülse 41 ausgebildete Nockenfläche 45 abrollende Rolle
95 gesteuert wird. Bei offenbleibender Zange 98 läuft der Wagen 54 auf seiner Gleitbahn 50 nach links in der
Zeichnung (Fig.2 und 3) zurück, um eine neue in Drahtlänge von rückwärts herauszuholen. Zu diesem
Zweck schließt sich am Ende der Laufstrecke der Zange 98 über dem Draht 6, und die Verschiebung des Wagens
54 in umgekehrter Richtung führt zur Wiederholung der oben dargelegten, mit dem Vorschub des Drahts
beginnenden Arbeitsgänge. Gleichzeitig läuft die erste Zange 66 nach öffnen und Ausstoß des geschweißten
Bauteils 25 ebenfalls in der Zeichnung nach links zurück, wobei sich die Wagen 53 und 61 in gleicher Weise
VefäCnieucfi, bis die Enden 75 üiid 75 der Kienüniingef m
73 und 74 Vor den Ausgang des Laufs 105 zurückgebracht
sind. Der Wagen 53 bleibt dann fest, während eine letzte Verschiebung des Wagens 61 in umgekehrter
Richtung die Rollen 81 und 82 der Backen 69 und 70 auf die Mittelrampe 84 zurückbringt, so daß die Klemmfinger
73 und 74 ihre Schließvorbereitungsstellung wieder einnehmen.
Der Zyklus der mechanischen Arbeitsgänge kann also mit einer sehr raschen Schrittfolge durchgeführt
Werden, die unmittelbar von def Umdrehungsgeschwindigkeit
der Steuerwellen 8 und 9 (Fig. 1), d.h. des Antriebsmotor« 12 abhängt. Die einzigen in der
Transfervorrichtung benutzten Federn 71, 92 und 103 sind solche mit sehr geringer Trägheit, die außerordentlich
rasche Wechselbewegungen der Teile, zwischen denen sie montiert sind, ohne Gefahr unkontrollierbarer
Schläge aushalten. Daraus ergibt sich du Möglichkeit erheblich höherer Produktionsgeschwindigkeiten als bei
den bisherigen Maschinen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus,
daß die standardisierten Transfervorrichtungen alle notwendigen mechanischen Funktionen enthalten, wobei
jedoch bestimmte Teile gegebenenfalls weggelassen oder verändert werden können, ohne die anderen
Funktionen zu beeinflussen. Insbesondere ist die 'Montage eines zweiten Schiebers, der eine Elektrode
zur axialen Stromzuführung zu den Drahtabschriitten trägt, nur erforderlich, wenn der Drahtabschnitt eine
äußere Isolierschicht aufweist. Stattdessen kann man diese Elektrode durch ein Messer ersetzen, das im
Zusammenwirken' iiiii einein lesisichenuen Lauf miiieis
eines etwas anderen Verfahrens das Abschneiden der DrahtabscKnittC! entsprechender Länge bewirkt. Ebenso
kann man ohne Schwierigkeit in der Schweißmaschine eine der beiden Transfervorrichtungen durch jede
ändere an sich bekannte Vorrichtung zur Heranführung des einen der beiden zu schweißenden Elemente,
beispielsweise einer Schale, Platte, einer Hülle, ersetzen, wobei das andere Element stets ein Drahtabschnitt ist,
der von der verbleibenden Transfervorrichtung geliefert und am anderen Element angeschweißt wird.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Impulsschweißmaschine zur Großserienherstellung von zwei aneinandergeschweißten Elementen,
insbesondere zwei Drahtabschnitte oder einen Draht und eine Schale, Hülle od. dgl, aufweisenden
Teilen, gekennzeichnet durch eine waagerechte Steuerwelle (8), die in einem festen Gestell (1)
auf Endlagern (32,38) läuft, eine zur Welle koaxiale und mit dieser fest verbundene zylindrische Hülse
(41), eine Mehrzahl von in der Außenfläche der Hülse ausgebildeten Führungsnuten (42, 43, 44, 45),
eine obere ebene waagerechte Platine (48), die mindestens zwei parallele übereinander angeordnete
Gleitschienen (49, 50) für zwei unabhängige verschiebbare Wagen (53, 54) aufweist, von denen
jeder Wagen einen senkrechten Zapfen (55, 58) mit einer Rolle (57, 60) aufweist, die in eine als
Führungsnockenscheibe für diese Rolle dienende Nut (43,44) der Hülse eingreift, zwei Zangen (66,98),
welche den Draht fassen und von den Wagen getragen sind, die in durch die Führungsnuten
programmierten Wechselbewegungen angetrieben lind, wobei die Zangen ebenfalls abwechselnd
gegenläufig zueinander offen und geschlossen sind, lim den dauernden Vorschub des Drahts (6) in der
Maschine zu bewirken, sowie ferner gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die in Verbindung mit der
Steuerung der Stellung der Wagen auf den Gleitschienen die Öffnungs- und Schließbewegungen
der Zangen bewirkt, eine Schneidvorrichtung (105, 106) we'^he den Draht nach seinem Vorschub
durch die Wagen in Abschnitte bestimmter Länge zerschneidet, und durch eine Vorrichtung, welche
jeden Drahtabschnitt nach dem Abschneiden mit einer Klemme (22) einer elektirschen Spannungs-
«luelle verbindet, die einen Schweißimpuls liefert.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wagen (53) eine erste Zange
(66) mit zwei an vom Wagen getragenen senkrechten Achsen (67, 68) angelenkten Backen (69, 70)
trägt, die durch eine Querfeder (71) von geringer Trägheit in die Öffnungsstellung der Zange gedrückt
werden und an einem Ende Klemmfinger (73, 74) zum Einklemmen des Drahts und am anderen Ende
Druckrollen (81, 82) aufweisen, die mit abgestuften Rampen (83, 84, 85) in Berührung stehen, die in den
Seitenflächen eines waagerechten Schlittens (65) vorgesehen sind, der von einem dritten, auf der
gleichen Gleitbahn (48, 49) wie der erste Wagen gehaltenen Wagen (61) getragen ist, wobei der dritte
Wagen durch eine in eine andere Führungsnut (42) der zylindrischen Hülse (41) eingreifende Rolle (64)
mit wechselnden Verschiebungen längs der Achse der Zange bewegt ist.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die abgestuften Rampen des waagefechten Schlittens (3) ebene aufeinanderfolgende
und versetzte Stufen (83, 84, 85) aufweisen, welche lür die erste Zange (66) drei Stellungen, nämlich
öffnung. Schließvorbereitung und Schließen auf dem entsprechenden Drahlabschnitt (6) bestimmen,
4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn*
zeichnet, daß die zweite, vom zweiten Wagen (54) getragene Zange (89) aus zwei Backen besteht, von
denen die eine Backe (88) feststehend und die zweite Backe (90) bezüglich der ersten beweglich und an
einer vom Wagen getragenen waagerechten Achse
(91) angelenkt ist, wobei die beiden Backen durch eine zwischen ihnen eingespannte Feder (92) in
Schließstellung auf den Draht gedrückt werden und die bewegliche Backe am Ende eine mit einer
weiteren Führungsnut (45) der zylindrischen Hülse (41) zusammenwirkende Rolle (95) trägt.
5. Maschine nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung, welche den
Draht m Abschnitte zerteilt, zwei Läuft (105, 106) mit waagerechten Achsen aufweist, durch die der
Draht läuft und von denen der Lauf (105| von einem feststehenden Gestell (97) und der zweite Lauf (106)
von einem in einer senkrechten Gleitbahn (98) des feststehenden Gestells geführten Schieber (99)
getragen ist, der durch eine an ihm an einer waagerechten Achse (101) angelenkte Druckrolle
(lOO), die mit einer am Ende der zylindrischen Hülse (41) vorgesehenen ersten Nockenscheibe (47)
zusammenwirkt, gegen die Wirkung einer zwischen dem Schieber und einem waagerechten Kragen des
feststehenden Gehäuses eingespannten Rückstellfeder (103) mit einer Wechsclbcwegung verschoben
wird.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (22)
zur Verbindung jedes abgetrennten Drahtabschnitts mit einer Klemme einer elektrischen Spannungsquelle je nach der Art des benutzten Drahts
entweder aus einer direkten Verbindung mit mindestens einem der Klemmfinger (73, 74) der
ersten Zange bei Schließstellung derselben auf dem Drahtabschnitt besteht oder mittels einer Elektrode
(109) mit axialem Kontakt gebildet ist, die hinter dem Abschnitt angreift und von einem zweiten Schieber
(107) getragen ist, der in einer senkrechten Gleitbahn (110) des feststehenden Gehäuses unter
der Wirkung einer zweiten Druckrolle (116) verschiebbar ist, die mit einer zweiten, von der
zylindrischen Hülse (41) getragenen Nockenscheibe (46) in Berührung steht.
7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden vom testen Gestell (97)
getragenen Schieber (98,107) in parallelen Gleitbahnen verschiebbar sind, die in gegenüberliegenden
senkrechten Flächen dieses Gestells ausgebildet sind, welche sich senkrecht zur Längsachse des
Drahts erstrecken, und daß die Druckrolle (111) des
zweiten Schiebers (107) von einem U-förmigen Umlenkbügel (113) getragen ist, der an einer
waagerechten Achse (114) am festen Gestell angelenkt ist und dessen beide Schenkel (112,115) zu
den beiden senkrechten Flächen des Gestells parallel sind.
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