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Widerstands stumpf schweissmaschine
Die Erfindung betrifft eine Widerstandsstumpfschweissmaschine zum Stumpf- und Abbrennschweissen mit oder ohne Vorwärmen, insbesondere für grosse Werkstück-Querschnitte und entsprechend grosse Stauch- kräfte. Solche Maschinen haben zwei Spannvorrichtungen, deren eine in der Vorschub-und Stauchrichtung verschiebbar ist.
Die Erfindung geht von einer solchen Maschine aus, bei welcher die in der Vorschub- und Stauchrich- tung verschiebbare Spannvorrichtung von Führungsstangen getragen und geführt ist, die starr mit einem die andere Spannvorrichtung tragenden, feststehenden Ständer der Maschine verbunden und symmetrisch zur
Schweissstelle der Maschine angeordnet sind.
Bei einer bekannten Maschine dieser Art sind die Führungsstangen an einem Ende an einem ersten feststehenden Ständer und am andern Ende an einem zweiten feststehenden Ständer befestigt. Zur Bewe- gung der verschiebbaren Spannvorrichtung dienen das Abbrennen steuernde Kurventeile, in Stauchzylin- dern verschiebbare Stauchstempel und Rückzugs-Zylinder-Kolben-Einheiten. Die Stauchzylinder sind je durch eine Traverse mit einem Ende von zwei Zugankern verbunden, deren anderes Ende am ersten Ständer befestigt ist. Die Stauchstempel sind mit der verschiebbaren Spannvorrichtung verbunden. Dabei sind die Stauchzylinder und die Zuganker im zweiten Ständer verschiebbar gelagert und die Rückzugszylinder an diesem Ständer befestigt.
Diese Maschine ist verhältnismässig kompliziert. Die auftretenden Längsverschiebungen der Zuganker und der Stauchzylinder im zweiten Ständer sind so klein, dass keine der bei beweglichen Teilen üblichen Schmierungen anwendbar ist. Deshalb wurde vorgeschlagen, diese Teile in Führungsbuchsen zu lagern, und letztere durch eine besondere Antriebsvorrichtung in ständige Drehung zu versetzen. Wenn die Führungsstangen sich beim Betrieb dieser Maschine ungleichmässig erwärmen, ist kein achsrichtiges Arbeiten mehr gewährleistet, und es kann zu einem Schiefstellen der Ständer kommen, was die Genauigkeit der Arbeitsweise der Maschine beeinträchtigt. Deshalb wurde vorgeschlagen, die Führungsstangen und die Zuganker mittels eines durch sie geleiteten Flüssigkeitsstromes auf gleichbleibender Temperatur zu halten.
Die erfindungsgemässe Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstangen am einzigen Ständer der Maschine befestigte Freiträger sind, und jede von mindestens zwei symmetrisch zur Schweissstelle der Maschine angeordneten Führungsstangen einen Kolben trägt, der zusammen mit einem Zylinder, welcher mit der verschiebbaren Spannvorrichtung verbunden ist, einer hydraulischen Antriebsvorrichtung für den Vor- und Rückschub und zur Ausübung der Stauchkraft angehört.
Diese Maschine ist einfach. Da sie nur einen einzigen Ständer hat, und die Führungsstangen Freiträger sind, werden die Schwierigkeiten vermieden, welche bei der bekannten Maschine im Zusammenhang damit auftreten, dass die Führungsstangen und Stauchzylinder sehr kleine Verschiebungen in Bohrungen des zweiten Ständers ausführen. Aus dem gleichen Grunde hat auch eine ungleichmässige Erwärmung der Führungsstangen keine nachteiligen Folgen.
Vorzugsweise ist jedem Zylinder der Antriebsvorrichtung ein Druckübersetzer mit Verdrängerkolben zugeordnet, dessen Hochdruckzylinder mit dem Vorschubraum des Zylinders der Antriebsvorrichtung verbunden ist. Dabei ist jeder Druckübersetzer zweckmässig am freien Ende der ihm zugeordneten Führungsstange befestigt und durch wenigstens einen in der Führungsstange verlaufenden Kanal mit dem Vorschub-
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raum des zugeordneten hydraulischen Antriebs verbunden. Dadurch kann rasch mit gleichmässig auf die Führungsstangen verteilter Kraft gestaucht werden.
Vorzugsweise ist die verschiebbare Spannvorrichtung von zwei Führungsstangen getragen und geführt, die oberhalb und unterhalb der auf diese Weise seitlich zugängigen Schweissstelle der Maschine angeordnet sind, und denen je ein Zylinder und Kolben einer hydraulischen Antriebsvorrichtung und ein Druck- übersetzer zugeordnet sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in wesentlichen Teilen dargestellt. Es zeigen : Fig. l einen Aufriss einer Stumpfschweissmaschine, teilweise im Schnitt ; Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. l mit einem im Schnitt dargestellten eingespannten Werkstück.
Die dargestellte Maschine hat eine als Spannbock 1 ausgeführte, feststehende Spannvorrichtung mit einem oberen-Spannbacken 11 und einem unteren Spannbacken 12, die hydraulisch angetrieben sind.
Die zugehörigen hydraulischen Zylinder sind mit 13 und 14 bezeichnet. Die hydraulische Antriebsvorrichtung istin nicht dargestellter Weise zumjustieren des eingespannten (nur in Fig. 2 dargestellten) Werkstückes eingerichtet. Der Spannbock 1 ist am Maschinenfundament 15 verankert.
Die verschiebbare Spannvorrichtung ist als Spannbock 2 mit einem feststehenden unteren Spannbakken 22 und einem hydraulisch angetriebenen oberen Spannbacken 21 ausgeführt. Der hydraulische Antriebszylinder des Backens 21 ist mit 23 bezeichnet.
Der Spannbock 2 ist von zwei Führungsstangen 3 und 4 getragen und durch Führungsringe 31. 41 an diesen Stangen 3, 4 verschiebbar gelagert. Die Führungsstangen 3 und 4 sind elektrisch isoliert am Spannbock 1 befestigt. (Die isolierenden Zwischenlagen sind in der Zeichnung nicht dargestellt.) Die Führungsstangen 3, 4 sind parallel zur (horizontalen) Stauchrichtung der Maschine und symmetrisch zu deren Schweissstelle 9 angeordnet.
Am freien Ende der Führungsstange 4 ist ein Kolben 51 befestigt, der in einem mit dem Spannbock 2 verbundenen Zylinder 52 angeordnet ist und einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 5 für den Vor- und Rückschub und die Ausübung der Stauchkraft angehört. Der Zylinder 52 ist einerseits durch einen auf der Führungsstange 4 gleitenden Ring 53 und anderseits durch einen Ring 54 abgeschlossen, welcher ein an den Kolben 51 anschliessendes Gehäuse 61 eines Druckübersetzers 6 dicht umschliesst und auf diesem Gehäuse verschiebbar ist. Der Druckübersetzer 6 hat einen Hochdruckzylinder 62, welcher durch einen Kanal 57 mit dem Vorschubraum 55 des Zylinders 52 verbunden ist, und einen Verdrängerkolben 63, der an einem im Niederdruckzylinder 64verschiebbaren Kolben 65 befestigtist. Der Vorschubraum 55, der Hochdruckzylinder 62 und der diese verbindende Kanal 57 sind mit Öl gefüllt.
Je eine Ölleitung 551 und 561 ist an den Vorschubraum 55 bzw. den mit 56 bezeichneten Rückschubraum des Zylinders 52 und eine Luftleitung 641 ist an den Niederdruckzylinder 64 des Druckübersetzers 6 angeschlossen. Die Leitungen 551, 561 und 641 sind an nicht dargestellte Teile der hydraulischen und pneumatischen Ausrüstung der Maschine angeschlossen.
Am freien Ende der Führungsstange 3 ist ein dem Kolben 51 entsprechender, nicht dargestellter Kolben befestigt, welcher einer der hydraulischen Antriebsvorrichtung 5 entsprechenden hydraulischen Antriebsvorrichtung 7 angehört, die mit einem dem Druckübersetzer 6 entsprechenden Druckübersetzer 8 zusammenarbeitet. Die einander entsprechenden Vorschub- und Rückschubräume der hydraulischen Antriebsvorrichtungen 5 und 7 und die Niederdruckzylinder der einander entsprechenden Druckübersetzer 6 und 8 sind durch je eine nicht dargestellte Leitung miteinander verbunden.
Die elektrische Ausrüstung der Maschine ist nicht dargestellt.
Zum Zwecke des Werkstückvorschubes werden durch nicht dargestellte Ventile die Leitung 551 an eine Druckölleitung und die Leitung 561 an eine Entlastungsleitung angeschlossen, wodurch der Spannbock in die in Fig. l dargestellte Lage kommt. Zur Ausübung der Stauchkraft wird die Leitung 551 durch ein nicht dargestelltes Ventil geschlossen und die Leitung 641 an eine Druckluftleitung angeschlossen, so dass der Verdrängerkolben. 63 in den Hochdruckzylinder 62 eindringt und den Öldruck im Vorschubraum 55 entsprechend dem durch den Druckübersetzer 6 gesteigerten Luftdruck erhöht. Dabei ist ein kleiner Strömungswiderstand des gesamten Entlastungsweges des Rückschubraumes 56 wesentlich, da ein nennenswerter Strömungswiderstand in diesem Entlastungsweg den Stauchvorgang verzögern würde.
Für den Rückschub werden die Leitung 551 mit einer Entlastungsleitung, die Leitung 561 mit der Druckölleitung und die Leitung 641 mit der Aussenluft verbunden, wodurch der Spannbock 2 in Fig. 1 von links nach rechts geschoben und der Verdrängerkolben 63 mit dem Kolben 65 in die gezeichnete Stellung (Ruhelage) gebracht wird.
Sowohl beim Werkstückvorschub als auch beim Stauchen und beim Rückschub wirken die hydraulische
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Antriebsvor. ichtung 7 und der Druckübersetzer 8 ebenso wie für die hydraulische Antriebsvorrichtung 5 und den Druckübersetzer 6 beschrieben, da einander entsprechende Zylinderräume dieser Antriebsvorrich- tungen 5, 7 und Druckübersetzer 6,8 wie erwähnt miteinander verbunden sind.
Die Druckölleitung, Entlastungsleitung, Druckluftleitung und zugeordnete Ventile sowie eine diese Ventile steuernde Einrichtung sind nicht dargestellt und können in geeigneter bekannter Weise ausgeführt sein.
Wie ersichtlich bewirkt bei der beschriebenen Maschine die Stauchkraft lediglich einen Zug der die
Spannböcke 1 und 2 verbindenden Führungsstangen 3 und 4. An den Führungsringen 31, 41. welche den
Spannbock 2 an den Führungsstangen 3 und 4 führen, ist die Stauchkraft überhaupt nicht wirksam. Diese
Führungsringe 31, 41 sind nur der Schwerkraft des Spannbockes 2 und des mittels dieses Spannbockes ge- haltenen Werkstückes unterworfen. Ausserdem sind alle Teile der Führung des verschiebbaren Spannbockes konstruktiv sehr einfach.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Widerstandsstumpfschweissmaschine, bei welcher die in der Vorschub-und Stauchrichtung ver- schiebbare Spannvorrichtung von Führungsstangen getragen und geführt ist, die starr mit der andern Spann- vorrichtung verbunden und symmetrisch zur Schweissstelle der Maschine angeordnet sind, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Führungsstangen (3, 4) Freiträger sind, und jede von mindestens zwei symmetrisch zur
Schweissstelle der Maschine angeordneten Führungsstangen (3, 4) einen Kolben (51) trägt, der zusammen mit einem Zylinder (52), welcher mit der verschiebbaren Spannvorrichtung (2) verbunden ist, einer hy- draulischen Antriebsvorrichtung (5) für den Vor- und Rückschub und zur Ausübung der Stauchkraft ange- hört.