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Widerstands-Abbrennstumpf schweissmaschine mit
Entgratungsvorrichtung und Verfahren zum Widerstands-Abbrennstumpfschweissen
Die Erfindung betrifft eine Widerstands-Abbrennstumpfschweissmaschine mit einem Entgratungswerk- zeug, welches zwischen einem Spannbackenpaar für das eine und einem Spannbackenpaar für das andere der zu verschweissenden Werkstücke angeordnet ist und zum Entgraten durch eine in Längsrichtung der Werkstücke erfolgende Relativbewegung zwischen dem Entgratungswerkzeug und den Werkstücken dient.
Bei bisher bekannten Maschinen dieser Art wurden zum Entfernen des Schweissgrates nach dem Schweissvorgang (und gegebenenfalls nach Zurückziehen der Stromzuführungsbacken) entweder alle Spannbacken der Maschine gelöst und das Werkstück in bezug auf das Entgratungswerkzeug längs verschoben, oder es wurde nur die feststehende Spannvorrichtung der Maschine gelöst und das Werkstück an einer Seite der Schweissstelle von der Spannvorrichtung des Stauchschlittens gehalten und mittels dieses Schlittens in bezug auf das feststehendeEntgratungswerkzeug längs bewegt. Dabei musste die Schweissstelle vor dem Entgraten bereits soweit abgekühlt und fest geworden sein, dass sie die vereinigten Werkstücke unbeweglich in bezug aufeinander zusammenhielt.
Bei grossen Maschinen, insbesondere Schienenschweissma- schinen, konnte diese Zeit ungefähr dem Zeitaufwand für das Zurückziehen der Spannbacken entsprechen.
Wenn die Schweissstelle dermassen abgekühlt war, dass sie die vereinigten Werkstücke unbeweglich in bezug aufeinander zusammenhielt, hatte jedoch auch der Schweissgrat eine Festigkeit erreicht, welche das Entgraten erheblich erschwerte. Wurde die Abkühlungszeit bis zum Entgraten verkürzt, so wurde zwar das Entgraten erleichtert, es bestand jedoch die Gefahr, dass die noch nicht hinreichend verfestigte Schweissstelle sich unter der Wirkung der Schwerkraft der nur durch die Schweissstelle zusammengehaltenen Werkstücke deformierte. In jedem Falle war die mechanische Beanspruchung, welche die Schwerkraft der miteinander verschweissten Werkstücke an der noch nicht weitgehend abgekühlten Schweissstelle hervorrief, unerwünscht, im Hinblick auf die Eigenschaften der geschweissten Verbindung.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bei der erfindungsgemässen Maschine das Entgratungswerkzeug in Arbeitslage der genannten Spannbackenpaare über die Schweissstelle bewegbar. Mit dieser Maschine kann entgratet werden, während die Schweissstelle noch weich ist, wobei die beiden Werkstücke durch die Spannvorrichtung unbeweglich fest in bezug aufeinander gehalten sind.
Die Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zum Widerstands-Abbrennstumpfschweissen, bei welchem der noch glühende Schweissgrat in der Schweissmaschine durch deren Entgratungswerkzeug entfernt wird. Bei diesem erfindungsgemässen Verfahren werden beide miteinander verschweissten Werkstücke mittels der Spannvorrichtungen während dem Entgraten festgehalten. Die Spannvorrichtungen werden also erst gelöst, nachdem die Schweissstelle entgratet und abgekühlt ist.
Zum Antrieb des Entgratungswerkzeuges dienen zweckmässig wenigstens ein, vorzugsweise zwei hydraulische Zylinder mit doppelt wirkendem Kolben.
Bei Schweissmaschinen, welche für jedes der zu verschweissenden Werkstücke getrennte Spannbacken und Stromzuführungsbacken haben, wobei die Stromzuführungsbacken in an sich bekannter Weise in klei- nem Abstand beiderseits der Schweissstelle angeordnet sind, ist das Entgratungswerkzeug zweckmässig zwischen einer zwischen den Stromzuführungsbacken an einer Seite der Schweissstelle und den diesen Stromzuführungsbacken benachbarten Spannbacken befindlichen Lage und einer an der andern Seite der Schweiss-
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stelle befindlichen Lage bewegbar.
Beim Betrieb dieser Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine werden nach Vollendung des Schweissvorganges die Stromzuführungsbacken zurückgezogen, dann wird das
Entgratungswerkzeug über die Schweissstelle geführt, und danach werden die Spannbacken gelöst, nachdem die Schweissstelle entgratet und abgekühlt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine Schienenschweissma- schine teilweise dargestellt. Es zeigen :
Fig. l einen vertikalen Schnitt durch die Maschine mit zwei verschweissten Schienen, deren Schweiss- grat noch nicht entfernt ist, Fig. 2 einen Grundriss zu Fig. l. teilweise im Schnitt nach der Linie E - 11 n Fig. 1 ; Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - m in Fig. l und 2 in grösserem Massstab.
Die dargestellte Maschine hat ein Maschinengestell l. An diesem Maschinengestell l sind zum Festhalten des einen Schienenendes 2 zwei horizontale Spannbackenpaare 3,5 mit hydraulischen Antriebszylindern 4,6 und ein vertikales Spannbackenpaar 7 mit hydraulischen Antriebszylindern 8 angebracht.
Zur Zuführung des Schweissstromes zum Schienenende 2 dient ein Kontaktbackenpaar 9 mit hydraulischen Antriebszylindern 10. Die Backen 3, 5. 7,9 sind (in nicht dargestellter Weise) vom Maschinengestell 1 isoliert. Die Kontaktbacken 9 sind (in nicht dargestellter Weise) mit einem Sekundärpol des (nicht gezeichneten) Schweisstransformators verbunden.
In der Zeichnung sind die Spannbacken 3, 5, 7 in der Lage (Arbeitslage) dargestellt, in welcher sie das Schienenende 2 festhalten und die Kontaktbacken 9 in der zurückgezogenen Lage (Ruhelage).
Die Maschine hat zum Festhalten des andern Schienenendes 11, welches mit dem Schienenende 2 zu verschweissen ist. zwei horizontale Spannbackenpaare 12,14 mit hydraulischen Antriebszylindern 13, 15 und ein vertikales Spannbackenpaar 16 mit hydra ulischen Antriebszylindern 17. Zur Zuführung des Schweissstromes zum Schienenende 11 dient ein Kontaktbackenpaar 18 mit hydraulischen Antriebszylindern 19.
Die Kontaktbacken 18 sind (in nicht dargesteller Weise) mit dem andern Sekundärpol des (nicht gezeichneten) Schweisstransformators verbunden.
In der Zeichnung sind die Spannbacken 12, 14 und Kontaktbacken 18 in zurückgezogener Lage (Ruhelage) und die Spannbacken 16 in ihrer Arbeitslage dargestellt, wobei das Schienenende 11 frei zwischen den Backen 12, 14, 18 liegt und von den Backen 16 gehalten ist. Die horizontalen Spannbacken 3, 5. 12. 14 sind kleiner und leichter ausgeführt als die vertikalen, näher an der Schweissstelle angeordneten Spannbacken 7 und 16 ; da sie die Schienenenden 2 und 11 nur seitlich zu halten und nicht deren Gewicht aufzunehmen haben. Die Spannbackenpaare 12, 14 und 16 sowie das Kontaktbackenpaar 18 sind an einem im einzelnen nicht dargestellten Schlitten 20 angebracht, welcher-in Richtung des Doppelpfeiles 21 auf (nicht gezeichneten) Rollen verschiebbar am Maschinengestell l in nicht näher dargestellter Weise gelagert ist.
Der Schlitten 20 hat eine vordere und eine hintere Längswand 22. Er ist in Fig. l und 2 in seiner dem Backenpaar 9 zugewendeten Endlage dargestellt.
Die hydraulischen Kolben 4, 6. 8. 10, 13, 15, 17, 19 gehören zu einer im einzelnen nicht dargestellten hydraulischen Antriebseinrichtung. Der Schlitten hat einen (im einzelnen nicht dargestellten) hydraulischen Antrieb mit zwei Zylindern 23,
Jedes der Kontaktbackenpaare 9, 18 ist in kleinem Abstand vom benachbarten Spannbackenpaar 7 bzw. 16 angeordnet. In der dargestellten (in der Zeichnung linken) Endlage des Schlittens 20 haben die Kontaktbackenpaare 9,18 auch einen kleinen Abstand voneinander. Jedes Kontaktbackenpaar ist, wie erwähnt, mit einem Pol des (nicht dargestellten) Schweisstransformators verbunden.
Die Entgratungsvorrichtung hat einen kastenförmigen Träger 24 für das Entgratungswerkzeug 25 und einen hydraulischen Antrieb. Der Träger hat zwei vertikale Seitenwände 26, von denen in Fig. 1 nur die hintere Seitenwand dargestellt ist, eine obere horizontale Wand 27 und eine untere horizontale Wand 28.
An dem der (zwischen den Kontaktbackenpaaren 9 und 18 liegenden) Schweissstelle zugewendeten Ende des kastenförmigen Trägers 24 ist das rahmenförmige Entgratungswerkzeug 25 befestigt. Am ändern, der Schweissstelle abgewendeten Ende ist der kastenförmige Träger 24 für das Entgratungswerkzeug 25 mit einer rahmenförmigen Endplatte 29 versehen, deren Öffnung das in die Maschine eingeführte Schienenende 11 mit Abstand umschliesst.
Der kastenförmige Träger 24 mit dem Entgratungswerkzeug 25 ist mittels Rollen 30 am Schlitten 20 in Richtung des Doppelpfeiles 21 verschiebbar gelagert. Die Rollen 30 sind an Laschen 31 gelagert, welche im Abstand von den Längswänden 22 des Schlittens 20 befestigt sind. Zum Verschieben des Trägers 24 dient eine hydraulische Antriebsvorrichtung mit zwei Zylindern 32 mit (nicht dargestellten) doppelt wirkenden Kolben. In Fig. l und 2 ist der Träger 24 mit dem Entgratungswerkzeug 25 in seiner relativ zum Schlitten 20 (in der Zeichnung) rechten Lage (Ruhelage) dargestellt.
Der Abstand der Seitenwände 26 voneinander ist grösser als die in Richtung dieses Abstandes liegende
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vomSpannbackenpaar 16, sonen des Schienenendes 11 in vertikaler Richtung zwischen die Seitenwände 26 in den oben und unten offe- nen Teil des kastenförmigen Trägers 24 hineingeführt werden können, und eine Verschiebung des Trägers
24 ermöglichen, bei welcher das Entgratungswerkzeug25 über die Schweissstelle geführt wird. Die Seiten- wände 26 haben den Backen des Spannbackenpaares 12 mit Spiel angepasste Löcher 33 und den Backen des
Spannbackenpaares 14 mit Spiel angepasste Ausnehmungen 34.
In der in Fig. l und 2 dargestellten Lage des kastenförmigen Trägers 24, in welcher das Entgratungswerkzeug 25 sich zwischen dem Kontaktbacken- paar 18 und dem diesem benachbarten Spannbackenpaar 16 befindet, fluchten die Löcher 33 mit den
Backen des Spannbackenpaares 12 und die Ausnehmungen 34 mit den Backen des Spannbackenpaares 14.
Die Spannbacken der Spannbackenpaare 12 und 14 zum Festspannen des Schienenendes 11 in horizontaler
Richtung können daher in der dargestellten Lage des kastenförmigen Trägers 24 durch die Bohrungen 33 und die Ausnehmungen 34 hindurch zum Schienenende 11 vorgeschoben werden.
35 und 36 sind Führungsrollen für das Schienenende 11.
Der Betrieb der beschriebenen Maschine erfolgt nach folgendem Verfahren
In der Ausgangslage der Maschine sind alle Spann- und Kontaktbackenpaare 3, 5, 7, 9. 12, 14, 16,
18 zurückgezogen. Der Schlitten ist in die in Fig. 1 strichpunktiert dargestellte Stellung 20'zurückgezo- gen.
Die Entgratungsvorrichtung 24,25 befindet sich relativ zum Schlitten 20 in der dargestellten Lage.
Das Entgratungswerkzeug 25 befindet sich also zwischen dem Kontaktbackenpaar 18 und dem Spannbak- kenpaar 16. In dieser Stellung der Maschine werden die Schienenenden 2. 11 in die Maschine eingeführt und in relativ zueinander ausgerichteter Lage mittels der Spannbackenpaare 3. 5, 7, 12, 14,16 festge- spannt. Ausserdem werden die Kontaktbacken 9 und 18 gegen die Schienenenden gepresst. Dann werden durch gesteuerten Antrieb (Antriebszylinder 23) und Steuerung des Schweissstromes die Verfahrensschritte des Vorwärmens, Abbrennens und Stauchens durchgeführt.
Beim Stauchen bildet sich der mit 37 bezeichnete Schweissgrat an der Schweissstelle. Sobald der
Stauchvorgang beendet ist, während also der Schweissgrat noch glüht, werden die Backen der Kontakt- backenpaare 9 und 18 und der horizontalen Spannbackenpaare 12,14 zurückgezogen. Sämtliche Spann- backen 3,5, 7, 12, 14, 16 und Kontaktbacken 9, 18 befinden sich dann in der in der Zeichnung darge- stellten Lage. Das Zurückziehen der Backen der Kontaktbackenpaare 9 und 18 und der Spannbackenpaare
12 und 14 erfordert relativ wenig Zeit, weil es sich dabei um kleinere, leichtere Backen handelt.
Unmittelbar anschliessend wird mittels der Antriebszylinder 32 der Träger 24 mit dem Entgratungs- werkzeug 25 über die Schweissstelle geführt und dabei der noch glühende Schweissgrat 37 entfernt, wäh- rend beide Schienenenden 2, 11 mittels der Spannbackenpaare 3, 5, 7, 16 festgehalten sind, so dass die noch relativ heisse Schweissstelle nicht beansprucht wird. Erst dann oder nach einer Abkühlungsphase (während welcher z. B. das Entgratungswerkzeug in seine in Fig. l dargestellte Ruhelage zurückgezogen wer- den kann) werden die Spannbacken 3. 5, 7, 16 gelöst und die verschweissten Schienen 2,11 aus der Maschine genommen.
Die Spannbackenpaare 3,5 können auch bereits zusammen mit den Spannbackenpaaren 12, 14 gelöst werden, da die Spannbacken 7 das Schienenende 2 für den Entgratungsvorgang hinreichend festhalten.
Wenn ein besonders festes Halten beider Schienenenden 2,11 erwünscht ist, können auch alle Spannbackenpaar, also auch die Spannbacken 12, 14, erst nach dem Entgraten gelöst werden. Damit in diesem Falle das Spannbackenpaar 12 die Entgratungsbewegung des Trägers 24 des Entgratungswerkzeuges 25 ermöglicht, können die Löcher 33 in den Seitenwänden 26 (abweichend von der gezeichneten Form) als Langlöcher ausgeführt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Widerstands-Abbrennstumpfschweissmaschine mit einem Entgratungswerkzeug, welches zwischen einem Spannbackenpaar für das eine und einem Spannbackenpaar für das andere der zu verschweissenden Werkstücke angeordnet ist und zum Entgraten durch eine in Längsrichtung der Werkstücke erfolgende Relativbewegung zwischen dem Entgratungswerkzeug und den Werkstücken dient, dadurch gekennzeichnet, dass das Entgratungswerkzeug in Arbeitslage der genannten Spannbackenpaare über die Schweissstelle bewegbar ist.