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Verfahren zur Herstellung von Gitterrosten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gitterrosten, bei dem eine aus einem Winkelprofil bestehende Randeinfassung an den Enden der Gitterstäbe mittels Widerstandsschwei- Sang befestigt wird.
Randeinfassungen mit angeschweissten Trag- und Querstäben sind an sich bekannt. So sind beispiels- weise Gitterroste vorgeschlagen worden, deren Stabverband mit der Randeinfassung mittels Lichtbogen- schweissung verbunden ist. Derartig verbundene Gitterroste haben aber den Nachteil, dass sich an den
Schweissstellen meist Schlackenreste befinden, die eine sehr sorgfältige Reinigung vor einer Oberflächen- behandlung der Gitterroste erforderlich machen. Mängel in der Reinigung der Schweissstellen sind Ansatzpunkte für Korrosionserscheinungen, und machen unter Umständen die bei Gitterrosten übliche Oberflächenbehandlung z. B. Verzinkung, illusorisch. Auch ist der zur Reinigung der Schweissstellen erforderliche
Zeitaufwand beachtlich.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, dünne miteinander zu verschweissende Bleche mit Warzen oder beiderseitigen Abwinklungskanten zu versehen, damit sich diese beim Schweissvorgang nicht vorzeitig verformen und erst eine lokale Kontaktstelle bilden.
Ein massgeblicher Erfindungsgedanke ist nun darin zu sehen, dass dieRandeinfassung in der an sich be- kanntenAusführungsform von im Querschnitt winklig abgebogenen Eisen-bzw. Stahlblechen durch Punktschweissen mit dem aus Trag- und Querstäben bestehenden Stabverband verbunden wird, u. zw. vorzugweise mit dem parallel zur Gitterebene verlaufenden Schenkel der Randeinfassung. Es hat sich gezeigt, dass eine sichere Schweissverbindung des Stabverbandes mit der Randeinfassung durch Punktschweissen je- doch nicht so ohne weiteres zu erzielen ist, wenn die Randeinfassung die gleiche Stärke wie die Gitterstäbe besass oder gar stärker als dieselbe war.
Die Befestigung einer stärkeren Randeinfassung bereitet erfahrungsgemäss deshalb grosse Schwierigkeiten, weil die Ableitung der Schweisswärme bei den hochkant stehenden Gitterstäben gegenüber den stumpf aufliegenden Schenkeln der Randeinfassung nur nach einer Seite möglich ist. was eine übermässige Erwärmung derselben zur Folge hat. Die einzelnen zu verschwei- ssenden Gitterstäbe verbogen sich daher unter der Wirkung des Elektrodendruckes, bevor eine sichere Schweissverbindung eingetreten war.
Die Erfindung ermöglicht es nun, eine in bezug auf die Gitterstäbe gleichstarke oder stärkere Randeinfassung einwandfrei mit einem aus und Querstäben bestehenden Stabverband durch Punktschwei- sung zu verbinden. Die Tragfähigkeit der Gitterroste kann damit erheblich heraufgesetzt werden.
Dies wird im wesentlichen durch eine Vorbereitung derRande1nfassung vor dem Verschweissen ermöglicht, durch die eine lokale punktförmige Kontaktstelle zwischen der Randeinfassung und den Gitterroststäben besteht, an der eine stetig ins flächenhafte fortschreitende Punktschweissung einsetzt.
Die Erfindung sieht daher vor, die aus in bekannter Weise winklig abgebogenen Stahl- bzw. Eisenblechen bestehende Randeinfassung so vor der Verschweissung umzubiegen, dass die beiden Schenkel zum mindesten im Bereich der Biegestelle einen spitzen Winkel bilden. Das hat zur Folge, dass der in der Gitterebene anliegende Schenkel an den hochkant aufrechtstehenden Gitterstäben in Punktberührung anliegt, u. zw. mit der unteren Randkante des Schenkels.
Wenn nun beim Schweissen der stirnseitig am Stabverband befindliche Schenkel der Randeinfassung gegen einen nicht stromführenden Anschlag angedrückt und
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gleichzeitig Andruckelektroden senkrecht zur Gitterebene gegen den aufliegenden Schenkel der Randen- fassung geführt werden, so entsteht im selben Augenblick-Verbindung des Stabverbandes mit den Gegen- elektroden vorausgesetzt - Kurzschluss bei dem in Punktberührung aufliegenden Rand des Schenkels. An den Berührungsstellen wird das Material dabei erhitzt. Durch die verhältnismässig scharfe Randkante des
Schenkels wird eine innige Kontaktberührung erzielt.
An dieser Stelle tritt daher eine verhältnismässig schnelle Temperatursteigerung ein und der Schenkel dringt keilförmig in die aufrechtstehenden Gitterstäbe ein und durch den Anpressdruck der Andruckelektrode biegt sich der Schenkel bei gleichzeitiger Ausdeh- nung des Kurzschlussbereiches und damit der Schweissstelle fortschreitend inRichtung zum Stabende durch.
Hiebei werden die Schenkel vorzugsweise nur so weit aufgebogen, dass sie einen rechten Winkel bilden, was vordem oft beim Schweissvorgang angestrebt, aber bei den in üblicher Weise vor dem Schweissen im rechten Winkel abgebogenen Schenkeln nicht zu erreichen war.
Daher lassen sich die auf diese Weise her- gestellten Gitterroste auch besser nebeneinander verlegen, ohne dass die stimseitigenSchenkel störend ab- stehen und so ein bündiges Aneinanderfügen einzelner Gitterroste verhindern.
Die Anordnung der Schenkel in der erfindungsgemässen Weise ist in mehr als einer Hinsicht fortschrittlich. Es ist z. B. infolge der Punktberührung beim Schweissvorgang auch gänzlich unerheblich, ob die einzelnen Gitterstäbe alle die gleiche Länge aufweisen, so dass der Schweissstrom nicht wie bei stumpfer Flächenauflage der Schenkel an den Gitterstäben entsprechend der verschieden grossenstromübergänge jeweils entsprechend variiert werden muss. Auch ist festgestellt worden, dass selbst ungereinigte Werkstükke in der gleichen Zeit zu verschweissen waren, wie gereinigte.
Das ist unter anderem darauf zurückzu - führen, dass durch die Spitzenauflage des Schenkels der Randeinfassung die Kontaktberührung inniger und damit der Übergangswiderstand erheblich herabgesetzt wird. Nicht zuletzt wird hiedurch auch eine Stromersparnis erzielt. Auch kann durch Bemessung der Anpresszeit festgelegt werden, auf welche Fläche der an den Gitterstäben aufliegenden Randeinfassung sich die Schweissverbindung an den Berührungspunkten erstrecken soll. Dadurch kann die Form der Randeinfassung wesentlich bestimmt werden. Im Hinblick auf wirtschaftliche Fertigung und zur Erzielung erhöhter Rutschfestigkeit der Randeinfassung hat es sich z. B. als vorteilhaft erwiesen, wenn nur jeder zweite Stab mit der Randeinfassung verschweisst ist, so dass der aufliegende Schenkel eine wellige Form besitzt.
Obwohl die beschriebene Anordnung der Schenkel der Randeinfassung und die damit erzielte Punktberührung mit dem Stabverband die Verbindung ungleicher Materialstärken in weiten Grenzen ermöglicht, können bei grösseren Unterschieden der Stärke unter Umständen jedoch noch die gleichen Schwierigkeiten eintreten, die zu beheben Aufgabenstellung der Erfindung ist. Die Schwierigkeiten bestehen im wesentli- chen in der ungleichen Wärmeableitung der in der T-Verbindung stumpf an dem aufrechtstehenden Gitterstab anliegenden Randeinfassung. Das Temperaturgefälle kann sich, wie bereits erwähnt, bei den Gitterstäben nur nach einer Richtung hin ausgleichen, so dass der Gitterstab also unter gegebenen Umständen schneller teigig werden kann.
Hier setzt nun der zweite erfinderische Schritt ein, der darin besteht, dass als Gegenelektroden in an sich bekannter Weise Zangenelektroden verwendet werden, mit deren Einspannbacken die Gitterstäbe beim Schweissvorgang festgehalten werden und die nun gleichzeitig mit Mitteln zur Wärmeableitung ausgestattet sind, wie z. B. vergrösserten Backenflächen, Hohlbacken mit Wasserkühlung u. dgl. In Zusammenwirkung mit der besonderen Ausbildung der Randeinfassung vor dem Schweissen. wer- den so einwandfreie Schweissverbindungen selbst bei grösseren Unterschieden der Materialstärke erzielt.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird vorteilhaft eine Schweissvorrichtung verwendet, mit der in wesentlich schnellerer Folge, als es bisher üblich war, gearbeitet werden kann. Die Schweissverbindung der Randeinfassung mit den Gitterstäben kann damit sozusagen am laufenden Güterstrom erfolgen. Zu diesem Zweck sind die Zangenelektroden verstell-und arretierbar angeordnet und können auf den jeweiligen Abstand der Gitterstäbe voneinander eingestellt werden. Die eine Seite der jeweils gleichwirkenden Einspannbacken ist vorzugsweise feststehend, die andere Seite beweglich angeordnet. Die Andruckelektroden sind als Vielpunktelektroden an einem Elektrodenarm ausgebildet und besitzen eine den Bedürfnissen entsprechende Ausladung. DieElektroden können pneumatisch, mechanisch und hydraulisch bewegt werden.
Die Verbindung starker Randeinfassungen mit schwächeren Gitterstäben ist nun in jedem beliebigen Abmessungsverhältnis möglich. Die derart ausgeführten Gitterroste besitzen höchste Verdreh- und Verwindungssteifigkeit und sind stärksten Beanspruchungen gewachsen. Infolge der stabilen Schweissverbindung Ist es nunmehr auch möglich, die Randeinfassung an der oberen Seite der Gitterroste anzubringen. Dies war eine seit jeher erstrebenswert Massnahme, weil die bisher unterhalb der Gitterebene vorgesehenen Randeinfassungen sich bekanntlich mit Staub belegten, was in explosionsgefährdeten Betrieben unbedingt zu vermeiden ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und der Beschreibung. Fig. 1 ver- anschaulicht die bisher übliche Verfahrensweise zur Verbindung der Randeinfassung mit einem Gitterstab ;
Fig. 2 zeigt schematisch die erfindungsgemäss abgewinkelte Randeinfassung beim Einwirken der Schweiss- mittel ; Fig. 3 stellt dieselbe Anordnung nach dem Schweissvorgang dar ; Fig. 4 verdeutlicht die Ausführung der Andruckelektroden ; Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer nach dem erfindungsgemässen
Verfahren angebrachten Randeinfassung an einem Gitterrost.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, wie die Randeinfassung nach dem Punktschweissen üblicher Art aussieht.
Der in der Längsrichtung am Gitterstab 1 anliegende Schenkel der Randeinfassung 2 lag vor dem Schwei- ssen mit seiner ganzen durch a angedeuteten Fläche auf. Dem Auflagequerschnitt entsprechend war der Stromübergang beimSchweissvorgang entsprechend gross. Die Folge davon war eine recht starke Erhitzung, die bei den hier dünneren Gitterstäben nur nach einer Seite abfliessen kann, so dass diese schneller als der die Erhitzung nach allen Seiten ableitende Schenkel teigig wurden. Unter der Wirkung der Andruckelektroden verbog sich dabei meistens der Gitterstab, bevor eine sichere Schweissverbindung zustande kam. Der aufliegende Schenkel wurde hiebei so weit eingedrückt, dass der andere Schenkel der Randeinfassung 2 entsprechend abstand, was bei Verlegung der Gitterroste erheblich störte.
Der Randeinfassung wird nach der Erfindung vor dem Schweissen die in Fig. 2 ersichtliche Form gegeben. Die Schenkel der Randeinfassung 2 bilden einen spitzen Winkel, so dass der in der Längsrichtung liegende Schenkel nur mit der unteren Randkante 2a am Gitterstab aufsteht. Hiedurch wird eine Einengung des Kontaktbereiches erzielt, so dass beim Schweissen die Gitterstäbe zunächst nicht übermässig erhitzt werden. Im Gegensatz zu einem stumpf mit seiner ganzen Fläche anliegenden Schenkel wird eine Punktberührung erzielt und dadurch ein ganz besonders inniger Kontakt hergestellt. Der Übergangswiderstand wird somit wesentlich herabgesetzt.
In Fig. 2 sind gleichzeitig die auf Randeinfassung und Gitterstab einwirkenden Schweissvorrichtungen schematisch dargestellt. Die einzelnen Gitterstäbe werden durch die Klemmbacken 3 der Zangenelektroden gefasst und während des Schweissvorganges gegen den mit Pfeilen angedeuteten Anschlag gedrückt. Die aus Kupfer bestehenden Klemmbacken der Zangenelektroden sind zwecks besserer Wärmeableitung grossflächig ausgeführt und bei 3a zur Aufnahme der kreuzenden Gitterstäbe ausgespart. Der mit Pfeilen angedeutete Anschlag besteht zweckmässigerweise aus Isolationsmaterial, z. B. Hartgummi.
Wenn die Andruckelektroden 4 in der angedeuteten Weise am Schenkel angepresst werden, werden die zu verschwei- ssenden Teile an den Berührungspunkten 2a durch den Stromdurchgang erwärmt und im teigigen bzw. schweisswarmen Zustand durch den Druck der Andruckelektroden 4 miteinander vereint. Die Randeinfas- sung 1 erhält dabei etwa de in Fig. 3 dargestellte Form. Je nach der Zeitdauer des Elektrodendruckes erstreckt sich die Schweissverbindung dann auf die ganze in Fig. 3 durch b gekennzeichnete Länge des Gitterstabes 1 oder eines Teiles davon, u. zw. vom Berührungspunkt 2a ausgehend.
Fig. 4 zeigt, wie die Andruckelektrode 4 querschnittsmässig beschaffen sein kann, um mit ihr unterschiedliche Gitterstababstände zu erfassen.
Die einzelnen Winkelstäbe der Randeinfassung 2 können bei 2b nach Fig. 5 bereits vor dem Verschweissen miteinander verbunden sein. In dieser Figur ist ausserdem die übliche Anordnung des aus Tragstäben la und Querstäben 1b bestehenden Stabverbandes bei einem Gitterrost mit der abschliessenden Randeinfassung ersichtlich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Gitterrosten, bei dem eine aus einem Winkelprofil bestehende Randeinfassung an den Enden der Gitterstäbe mittels Widerstandsschweissung befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel der Randeinfassung spitzwinklig abgebogen und der in der Gitterebene liegende Schenkel von oben her mit den Gitterstäben in Punktberührung gebracht und diese zu vereinigenden Elemente in an sich bekannter Weise mit den Elektroden verbunden werden, wobei an der Punktberührungsstelle der Schweissvorgang eingeleitet und dann entsprechend dem Elektrodendruck und der Andrückzeit in Richtung zur Winkelkante hin fortgesetzt wird.